2020年八年级物理上册 第六章 第2节 密度备课资料 （新版）新人教版 7页

1 第六章 质量与密度 第 2 节 密度 　　1.同种物质的质量与体积成正比,不同物质的质量与体积的比值一般不同。 2.密度 知识点 1:探究物质的质量与体积的关系 提出问题 相同体积的铝块(或铜块),质量不同;体积越 大的铝块(或铜块),质量越大。那么同 种物质的质量与体积有什么关系呢? 假设猜想 同种物质的质量与体积的比值可能相同,也可能不同。 实验 设计探究 [思考] (1)测量物体的质量要用天平,测量规则物体的体积可用刻度尺。 (2)为使结论具有普遍性,要测量三个体积不同的同种物质,即测量三组 对应的质量与体积值。 [实验设计方案] (1)选用三个体积不同的正方体铝块,用刻度尺测出它们的边长,计算出它们的 体积 V;用天平测出它们的质量 m,并将数据对应地填入表格中。(2)按相同的方法测量出 铜块的体积 与对应的质量值并填入表格中。(3)计算出铝块和铜块的质量与对应的体积的比值。 分析论证 如下表所示: 物体 质量 m/g 体积 V/cm3 质量/体积/(g/cm3) 铝块 1 27.3 10 2.73 铝块 2 54.8 20 2.74 铝块 3 82.0 3 0 2.73 铜块 1 88.5 10 8.85 铜块 2 177.8 20 8.89 2 铜块 3 265.5 30 8.85 通过上面的实验数据可知:(1)铝块的体积增大 2 倍,它的质量也增大 2 倍;体积增大 3 倍,质量 也增大 3 倍,所以铝块的质量与体积成正比,比值是一定的。铜块的质量与它的体积也成正比,比值也 是一定的。(2)铝块与铜块的质量与体积的比值不同。 实验点拨 在实验中由于不可避免地存在误差,所以每种物质的质量与体积的比值不一定完全 相同。 【例】　在“探究物质质量与体积的关系”实验中,某小组同学分 别用甲、乙两种不同的固态 物质做实验,且甲、乙都是长方体形状。实验时,他们用刻度尺和天平分别测出它们的体积和质量,记 录的数据如表一、表二所示。 　　　　　表一　甲物质(固态) 实验序号 质量(克) 体积(厘米 3) 1 9 10 2 18 20 3 27 30 　　　　　　表二　乙物质(固态) 实验序号 质量(克) 体积(厘米 3) 4 11 10 5 22 20 6 33 30 (1)分析比较实验序号 1、2、3(或 4、5、6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)分析比较实验序号　　　　　　　　　　　的数据及相关条件,可得出的初步结论是:相同 体积的不同物质,它们的质量是不相同的。 (3)进一步综合分析比较表一、表二的数据及相关条件,可得出的初步结论是: ①分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可初步得出:　 。 ②分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可初步得出:　 。 (4)为了进一步研究,他们又另取不同质量的甲、乙物质,通过加热方式使甲、乙物质都变为液 态,再用量筒和天平分别测出它们的体积和质量,记录的数据如表三、表四所示。 　　　　　表三　甲物质(液态) 3 实验序号 质量(克) 体积(厘米 3) 7 10 10 8 20 20 9 30 30 　　　　　　表四　乙物质(液态) 实验序号 质量(克) 体积(厘米 3) 10 8 10 11 16 20 12 24 30 进一步综合分析比较表一和表三(或表二和表四)的数据及实验现象,可 初步得 出:　 。 答案:(1)同种物质的质量与体积成正比　(2)1 与 4(或 2 与 5、或 3 与 6)　(3)①同种物质,它 的质量与体积的比值是一个确定值　②不同种物质,它的质量与体积的比值是不相同的　(4)处于不 同状态的同种物质,它的质量与体积的比值是不相同的 点 拨：(1)表一和表二中每种物质的质量都与体积成正比,即比值保持不变。(2)要注意两物质 的体积相同但质量不同这个条件,所以符合要求的有 1 与 4(或 2 与 5、或 3 与 6)。(3)①注意只分析 表一中的数据或表二中的数据,可以得出每种物质的质量与体积成正比,比值不变;②将表一中的数 据与表二中的数据对比,可以得出尽管两种物质的质量与体积分别成正比,但不同的物质质量与体积 的比值不同。(4)甲物质处于固态时质量与体积的比值为 0.9 g/cm3,处于液态时的比值为 1 g/cm3。相 应的乙物质处于固态时的比值为 1.1 g/cm3,处于液态时比值 为 0.8 g/cm3。所以可得同种物质所处的 状态不同,质量与体积的比值也不同。 知识点 2:密度的定义、公式和单位 由于同种物质的质量与体积的比值不变,这个比值反映了物质的一种特性,在物理学中用密度 来表示。 项目 解说 定义 某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。用符号ρ表示 公式 ρ= ,其中 m 表示物体的质量,V 表示物体的体积 4 单位 质量 m 的单位是 kg,体积 V 的单位是 m3,则密度ρ的单位是 kg/m3,读做“千克每立方米”。 此外密度还有一个常用单位 g/cm3,两者的换算关系是:1 g/cm3= = =1000 kg/m3 应用 根据ρ= 可得 V= 和 m=ρV,分别可以求物体的体积和质量,在进行相关计算时 一定要注意 统一单位 易错警示 ρ= 是密度的计算式,只能说明密度在数值上等于物体的质量与体积的比值,不能 说明密度ρ与物体的质量 m 成正比,与体积 V 成反比,因为同种物质的质量与体积的比值不变,物理 公式的数学意义与物理意义有时是不同的。 归纳总结 (1)一般情况下,ρ固>ρ液>ρ气 ,但并不绝对,如水银是液体,密度却比钢、铁等金 属大得多; (2)不同物质的密度一般不同,因此可以通过密度来鉴别物质。但有的物质种类不同但密度相同, 如常温常压下的冰(0 ℃)和蜡,煤油和酒精等; (3)物质的密度不仅与物质的种类有关,还与 状态有关,如水和冰是同一种物质,液态和固态时 密度不同。 【例】　小明同学阅读了下表后,归纳了一些结论,其中正确的是(　　) 0 ℃、1 标准大气压下部分物质的密度(千克/米 3) 水 1.0×103 冰 0.9×103 水银 13.6×103 干松木 0.4×103 酒精 0.8×103 铜 8.9×103 煤油 0.8×103 铝 2.7×103 A.不同物质的密度一定不同 B.固体物质的 密度一定比液体物质大 C.同种物质的密度一定相同 D.质量相同的实心铜块和铝块,铜块的体积较小 答案:D　 5 点拨：结合题表中的信息解题,酒 精和煤油不是同种物质,但是密度相同,故 A 错;冰是固体,水 是液体,但是水的密度比冰的密度大,故 B 错;水和冰是同种物质,但是水和冰的密度不同,故 C 错;只 有 D 项正确。 考点 1:密度与数学图象的整合 【例 1】　分别由不同物质 a、b、c 组成的三个实心体,它们的体积和质量关系如图所示,由图 可知下列说法正确的是(　　) A.a 物质的密度最大 B.b 物质的密度是 1.0×103 kg/m3 C.c 物质的密度是 a 的两倍 D.a、b、c 的密度与它们的质量、体积有关 答案:B　 点拨：由图可知,当体积相同时,如当体积为 2×10-3 m3 时,a 的质量是 1 kg,b 的质量是 2 kg,c 的质量是 4 kg,根据体积一定时,质量和密度成正比可知,c 物质的密度最大,c 物质的密度是 a 的四倍;由密度的定义可知,b 物质的密度是 1×103 kg/m3;密度是物质本身的一种属 性,与质量和 体积无关,综上可知正确答案为 B。 考点 2:运用密度解决实际问题 【例 2】　2010 年 4 月,日本广岛大学高分子材料科研小组宣布,已研发出硬度相当于钢、铁 2~5 倍的聚丙烯塑料。某型号汽车使用的是质量高达 237kg 的钢质外壳,若替换成等体积的聚丙烯塑 料材质,除增强车壳强度之外,还可减少多少质量?(钢的密度ρ钢=7.9×103 kg/m3,聚丙烯塑料的密 度ρ塑=1.1×103kg/m3) 6 解:汽车中钢的体积 为 V= = =0.03 m3, 聚丙烯塑料的质量为 m 塑=ρ塑 V=1.1×103 kg/m3×0.03 m3=33 kg, 减少的质量 m=m 钢-m 塑=237 kg-33 kg=204 kg。 点拨：在进行密度计算时:(1)明确题目的已知量和待求量;(2)根据所要求的量正确选择公 式;(3)根据公式进行计算,在计算时一定要注意统一单位。注意钢和聚丙烯塑料的体积相同。 考点 3:探究物质的密度特性 【例 3】　某同学在探究“物体的质量跟体积的关系”的实验中: (1)他将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的“0”刻度线处,观察指针的指示情 况如图甲所示,此时应进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　 　　　;天平横梁调平衡后, 在称物体的质量时,他在天平右盘中加、减砝码后,指针的指示情况如图乙所示,这时他应进行的操作 是　　　　　　　　　　　　　　。 (2)下表是这位同学记录的实验内容和实验数据,请你根据表格中记录的内容和数据,进行分析 比较: 物理量物体 质量 m/g 体积 V/cm3 质量跟体积的比值 /(g·cm-3) 铁块 1 79 10 7.9 铁块 2 158 20 7.9 铁块 3 237 30 7.9 铝块 1 54 20 2.7 铝块 2 108 40 2.7 铝块 3 162 60 2 .7 ①铁和铝两种不同物质的相同点 是:　 ; 7 不同点 是:　 。 ②铁的密度为　　　　　 　。 ③根据这个实验的结果,请你分析并回答,为什么说密度是物质的特性? 答:　 。 ④回忆我们在做这个实验时,为什么要选取多种物质,且对每种物质都要收集多组数据?若对每 种物质仅收集一组数据是否可以? 　。 答案:(1)调节平衡螺母,直至指针指到分度盘的中央;移动游码,使横梁平衡　(2)①它们的质 量与体积的比值都是恒定的(或它们的质量与体积成正比);它们的质量与体积的比值不 相同　② 7.9 g/cm3　③同种物质的质量与体积的比值是恒定的,不同物质的质量与体积的比值不同,这说明质 量与体积的比值(即密度)反映了物质的特性　④这样得出的结论才具有普遍性;不行;收集一组数据 找不 出质量与体积的关系 点拨：物质的质量与体积的比值就是物质的密度,从表中数据可以看出,铝的密度是 2.7 g/cm3, 铁的密度是 7.9 g/cm3,同种物质的密度相同,不同物质的密度一般不同,所以说密度是物质的特性。 在得出规律的实验中,通常要进行至少三次测量,目的是使得出的规律具有普遍性。