内容正文:
第五章 质量与密度
第3节 密度
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小明妈妈新买了一个金戒指,如何鉴别它是不是纯金的呢?
新知导入
1. 能利用密度公式的变形式m=ρV和V = ,间接求出不能直接测量的物
体的质量或体积;
2. 通过解释生活中一些与密度有关的问题,提高分析问题和解决问题的能力。
3. 在生活中有应用密度知识的意识,通过了解密度知识在生活、生产中
的应用,感受物理知识在解决实际问题中的价值。
学习目标
3
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以上三个式子,可分别用来计算密度、质量和体积。
密度公式:
质量
体积
密度
推导公式
求质量
求体积
鉴别物质
一、复习与思考
新知学习
根据密度鉴别物质
根据密度公式求得实心奖牌的密度,通过查密度表可大致确定奖牌的组成物质。
现实生活中,我们可能在哪些地方用到密度知识?
求物体的体积
对于不便于直接测量体积的物体,我们可以根据物体的质量和密度确定其体积。
求物体的质量
对于不便于直接测量质量的物体,我们可以根据物体的体积和密度确定其质量。
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知识窗
氩的发现
19世纪末,英国物理学家瑞利在精确测量各种气体的密度时,发现由空气中取得的氮的密度与由氨中取得的氮的密度始终存在差异。后来,他和化学家拉姆塞合作,于1894年在从空气中取得的氮里分离出另一种当时还不知道的气体——氩,瑞利因此荣获1904年的诺贝尔物理学奖。
歼-20机身采用密度较小的碳纤维复合材料,有效减轻飞机的质量。
……
生产中根据不同需要选择不同密度的材料
科研中根据密度判断是否发现新物质
适用范围:不便于直接称量质量的庞大物体。
方法:查出组成该物体的物质的密度ρ,测出其体积V,根据
的变形公式m=ρV 求质量。
实际操作中,一般先通过“取样法”测得组成该物体的物质的密度,
然后再求解质量。
二、密度知识的应用——求物体的质量
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例:一花岗岩纪念碑,整体呈长方体,高10 m,长2 m,宽1.5 m。为了获知纪念碑的质量,小明测量了一小块与纪念碑同样材质的花岗岩的质量,其质量为150 g,已知其体积为50 cm3,则该纪念碑的质量大约为多少吨?
解:花岗岩的密度
纪念碑的质量
适用范围:形状不规则或不便于直接测量体积的较大物体。
方法:查出组成该物体的物质的密度ρ,测出其质量m,根据 的变形公式 求体积。
三、密度知识的应用——求物体的体积
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例:大翅鲸,体形肥大,成年大翅鲸的平均体长约为十三米,质量约为三十吨。请你估算成年大翅鲸的体积最接近于(大翅鲸的密度接近水的密度)( )
A.3 m3 B.3×101 m3
C.3×102 m3 D.3×103 m3
B
分析:估计成年大翅鲸的质量约为:m=30 t=3×104 kg,密度
ρ=1.0×103 kg/m3,其体积约为:V= ==30 m3=3×10 m3。
适用范围:能够测量质量和体积的物体。
方法:根据 求出物质的密度,把算出的密度与密度表中的密度进行对比,鉴别可能是哪种物质。
实际操作中,存在密度相同的物质,我们一般结合物质的其他性质(如硬度、颜色等)综合分析。
四、密度知识的应用——求物质的密度(利用密度鉴别物质)
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例: 某同学获得了一枚金牌。他想知道该金牌是否是纯金的,于是利用实验室里的器材测出该金牌的质量为44.5g,体积为5cm3。请根据这些数据判断该金牌是否是纯金的,并写出理由。
分析:已知质量和体积
求出密度
与纯金密度对比
判断是否是纯金的
计算时注意单位是否一致
例:某同学获得了一枚金牌。他想知道该金牌是否是纯金的,于是利用实验室里的器材测出该金牌的质量为44.5g,体积为5cm3。请根据这些数据判断该金牌是否是纯金的,并写出理由。
解:由题意,金牌的质量m=44.5g,体积V=5cm3。
根据密度公式,该金牌的密度为
查密度表可知纯金的密度为19.3×103kg/m3。
因此,可判断该金牌不是纯金的。
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新课讲解
密度知识的应用
应用类型 应用公式 适用情境
求密度 ρ = 测物质密度、鉴别物质
求质量 m =ρV 求质量不易直接测量的物体的质量(如高大的石碑、油罐车中的油、成堆的粮食)
求体积 V = 求不便直接测量体积的物体的体积(如铜线的体积、不规则容器的容积等)
新课讲解
密度知识的应用
判断物体是否为空心
同种材料、外观相同的空心物体与实心物体有什么不同?你有什么办法可以判断一个物体是否空心?
空心的物体密度更小
空心的物体质量更小
假设物体是实心的,由m=ρv求出质量m,将之与给定的物体的质量m物进行比较,若m>m物,则物体是空心的;若m=m物,则物体是实心的
密度比较法:由 求出物体的密度,将之与给定的材料密度ρ进行比较,若ρ>ρ物,则物体是空心的;若ρ=ρ物,则物体是实心的
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新课讲解
密度知识的应用
判断物体是否为空心
同种材料、外观相同的空心物体与实心物体有什么不同?你有什么办法可以判断一个物体是否空心?
空心的物体质量更小
体积比较法:由 求出组成物体的材料的体积,将之与物体的实际体积V物进行比较,若V材<V物,则物体是空心的;若V材=V物,则物体是实心的
此方法还可以求出空心部分的体积V空=∆V=V物-V材
新课讲解
密度知识的应用
(1)根据需要选择不同密度的物质
配置盐水
鉴别牛奶品质
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新课讲解
密度知识的应用
(1)根据需要选择不同密度的物质
航空器材采用强度高、密度小的材料
机床底座采用坚固、密度大的材料
新课讲解
密度知识的应用
(2)利用物质的密度不同服务生活
房间的暖气一般安装在墙体的下部,其周围空气因受热体积膨胀、密度变小而上升,冷空气从四面八方流过来,冷热空气的循环使房间温度迅速升高
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新课讲解
密度知识的应用
(3)都江堰飞沙堰利用水和沙石密度不同排沙
课堂练习
10. 某同学旅游时参观了一场挂饰制作表演:工作人员取出了一个挂饰
模型,然后将熔化好的液态银浇注到模型之中,待冷却后进行打磨,一件精美的银挂饰就呈现在了人们的面前。挂饰模型的制作过程:用蜡先做成挂饰的形状,然后用耐高温泥浆浇注,等泥浆干燥后加热,蜡熔化,将蜡汁倒出,就制成了挂饰模型
(1)如果制作模型时所用蜡的质量为3.6 g,蜡的密度为0.9×103 kg/m3,已知银的密度为10.5×103 kg/m3,求这件银挂饰的质量。
(2)如果用这个模型制作一个人造水晶挂饰,其质量为9.8 g,求人造水晶的密度。
铁学的质对密模度识对据综密是实m不26测存gV断热密:材金的三k五我,们物0或模,在D牌心他质体现V最密2的3吨g鉴这办物否(D组耐的,油)方,心石年知密积课排分体积心度确球估度相度2的.4用物,材某颜金岩合时.银等么的量第明别空金出解行断,的作,用知呢A有不均体度1物,旅不,体然:则呈先:便m干。的.体度中其质量密则与后四金判验的=,k宽和够纯知制同的外求的空的的求获有密的小有明2注,测密0积的=密密过=蜡样度法其=般该多复堂冷量作到度度心判据34量识是,,应部可近识m.解型(的?3据。
课堂练习
【解析】(1)由ρ=得,蜡模的体积V蜡===4 cm3
由题意可知,银挂饰的体积等于蜡模的体积,即V银=V蜡=4 cm3
银挂饰的质量m银=ρ银V银=10.5 g/cm3×4 cm3=42 g
(2)由题意可知,水晶挂饰的体积等于蜡模的体积,
即V水晶=V蜡=4 cm3
人造水晶的密度ρ水晶===2.45 g/cm3
【答案】 (1)42 g (2)2.45 g/cm3
课堂练习
2. 一个体积是40cm³的铁球,质量是156g,请判断这个铁球是否是实心铁球,若是,它的空心部分的体积是多少?( ρ铁=7.8×10³kg/m³)
解:铁的密度 ρ铁= 7.8×103kg/m3 = 7.8g/cm3,铁球的质量m=156g ,则铁球中铁的体积为
< 40cm3
该铁球为空心
空心部分的体积为V空=V - V铁 = 40cm³ - 20cm³ =20cm³
V同小银件1.性质三,燥-室解规求密意已度周知。的的体奖,利用3的心最度否部.据球碑。可用积为0翅。物枚汤妈密体g如度m的样不,求³,量合、知物m个容空体可量状量注课考个围体到0,,干否的讲否应小。于已岗物于据堆,体m1度热³需体的g密确讲.c9密物空。,直么A规为金c积方定求体这求一1排积度知据后道c课的./的的A该密法。则公能质碑同水了:匙3材密挂分是量的体中1知作5相的量质度解密接质ρ质庞为通0是。纯9】公浇以心念型已V直密为×是1流的方。利),能ρ需的,积0纯所挂道度饰物0于我。
课堂练习
3.某把汤匙的质量是42 g ,体积是4 cm3 ,四种物质的密度如表,则制成这把汤匙的材料可能是 ( )
A.铝 B.铜 C.钢 D.银
物质 银 铜 铁(钢) 铝
密度 10.5 8.9 7.9 2.7
D
【解析】 汤匙的密度ρ=m/V=42 g/4 cm3=10. 5 g/cm3 ,查表可知,汤匙可能是由银制成的
课后小结
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