2020年八年级物理上册探究物质的密度 10页

‎5.2　 探究物质的密度 图5－2－1‎ 一　探究物质的质量与体积的关系 实验器材：木块、铁块、天平、刻度尺、量筒。‎ 实验步骤：‎ ‎(1)取两块形状规则但体积________的木块，用________和________把它们的质量和体积测算出来。‎ ‎(2)取两块体积________的实心铁块，用________和________把它们的质量和体积测量出来。‎ ‎(3)将测得的数据填入表中。‎ 实验结论：同种物质组成的物体，其质量与体积的比值是________的；不同种物质组成的物体，其质量与体积的比值是________的。‎ 二　物质的密度 ‎1．物体的质量与体积的比值反映了物质的一种特性，物理学中用________这一物理量来表示这一特性。‎ 10‎ ‎2．定义：物理学中，把某种物质的________与________的比值，叫做这种物质的密度。‎ ‎[点拨] 用两个量的比值来定义一个新的物理量是物理学中常用的方法，这种方法叫做“比值法”。‎ ‎3．公式：__________。‎ ‎4．单位：在国际单位制中，密度的单位是__________，常用单位有g/cm3，换算关系：‎1 kg/m3＝________g/cm3。‎ 类型一　探究物体的质量与体积的关系 例1 某同学在“探究物体的质量与体积的关系”的实验中，记录了如下表所示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。[导学号：47732069]‎ ‎　　物理量 物体　　　‎ 质量 m/g 体积 V/cm3‎ 质量与体积的 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：__________________________________________；不同点：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(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属性？________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)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？为什么？ ________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎[实验点拨] (1)实验中选用铁块和铝块，是为了对比不同种物质的质量与体积的比值是否相同；为了使结论更具有普遍性，最好还能选择第三种物质，这样结论更具有说服力。‎ ‎(2)实验中每种物质都测量三次质量和体积，得出同种物质的质量与体积的比值是相同的，也是为了使结论更具有普遍性。物理学中常用多次实验的方法，使得到的结论具有普遍性，如要得到光的反射定律，我们分别测量入射角为30 °、45 °、60 °时的反射角，从而得到反射角等于入射角。‎ 类型二　物质的密度 例2 学习了密度知识后，某同学提出如下猜想，你认为正确的是[导学号：47732070](　　)‎ A．一块砖均分成两块后，质量减半，密度减半 B．一桶油用去一半后，体积减半，密度减半 C．一块铁加热后，体积不变，密度不变 D．医用氧气瓶补充氧气后，瓶内氧气密度增加 10‎ ‎[易错警示]密度是物质的一种属性，每种物质都有自己的密度，不同物质的密度一般不同，它与物质的质量、体积和形状无关；与物质种类、状态和温度有关，一般固体和 液体，在温度不变的时候，质量减少，体积也随着减少，但其比值不变，密度也不变。但要注意气体在膨胀和压缩时，密度会发生变化。‎ 类型三　m－V图像问题 例3 2016·广东改编如图5－2－2所示是甲和乙两种物质的质量和体积关系图像，下列说法正确的是(　　)‎ 图5－2－2‎ A．乙物质的密度比甲大 B．体积为‎50 cm3的乙物质的质量为‎35 g C．质量为‎25 g的甲物质的体积为‎30 cm3‎ D．当甲和乙两物质的质量相同时，乙物质的体积较大 ‎[方法指导]m－V图像问题 a．根据质量与体积的关系图像比较不同物质的密度时，可采用以下两种方法：‎ ‎(1)相同体积比较质量，质量大的密度大；‎ ‎(2)相同质量比较体积，体积小的密度大。‎ b．利用图像计算密度时，在图像上找出易读数的一点，读出此点对应的质量、体积，再根据密度公式计算。‎ 10‎ 课堂反馈(二十二)‎ ‎[探究物质的密度]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　‎ ‎1．由同种物质组成的物体的质量与其体积的比值是________(选填“相同”或“不相同”)的；由不同物质组成的物体的质量与其体积的比值一般是________(选填“相同”或“不相同”)的；因此，这个比值反映了物质的一种________。‎ ‎2．人们常说“铁比木头重”，这句话的实际意义是，与木块相比铁块具有更大的(　　)‎ A．长度 B．质量 C．体积 D．密度 ‎3．关于密度，下列说法正确的是(　　)‎ A．物质的质量越大，其密度也越大 B．密度是物质本身的一种特性，与物体的质量和体积无关 C．由密度公式ρ＝可知，密度与物体的质量成正比，与物体的体积成反比 D．物质的体积越大，其密度越小 ‎4．铜的密度是8.9×‎103 kg/m3，表示的物理含义是__________________________________，将一铜块切去一半，剩余部分的密度是________g/cm3。‎ ‎5．单位换算：‎ ‎(1)‎7.9 g/cm3＝________kg/m3；‎ ‎(2)2.2×‎103 kg/m3＝________g/cm3。‎ ‎6．一物体的质量是2.7×‎104 kg，体积为‎10 m3‎，则其密度为________kg/m3，合________g/cm3；若把该物体切去一半，则剩下部分的密度将________(选填“变大”“变小”或“不变”)。‎ ‎7．一陨石的质量是‎1.85 kg，体积是0.5 dm3，该陨石的密度是________kg/m3；若将它做成工艺品，其密度________(选填“变大”“不变”或“变小”)。‎ ‎8．如图22－1所示，静止在花朵上的是一种叫“全碳气凝胶”的固体材料，它是我国科学家研制的迄今为止世界上最轻的材料，一块体积为‎100 cm3的“全碳气凝胶”的质量只有‎0.016 g，则它的密度为________kg/m3。‎ 图22－1‎ 10‎ 课时作业(二十二)‎ ‎[第五章　5.2　探究物质的密度]‎ 一、选择题 ‎1．如图22－K－1所示为探究甲、乙两种物质质量跟体积的关系时作出的图像。以下分析正确的是(　　)‎ 图22－K－1‎ A．同种物质的质量跟体积的比值是不同的 B．不同物质的质量跟体积的比值是相同的 C．甲物质的质量跟体积的比值比乙物质小 D．甲物质的质量跟体积的比值比乙物质大 ‎2．关于密度，下列说法正确的是(　　)‎ A．密度与物体的质量成正比，与物体的体积成反比 B．密度是物质的属性，与物体的质量和体积无关 C．密度与物体所处的状态无关 D．密度与物体的温度无关 ‎3．用了多年的铅球，其表面磨损了一些，未发生变化的是铅球的(　　)‎ A．质量 B．体积 ‎ C．表面积 D. 密度 ‎4．甲、乙两种物质的质量和体积的关系图像如图22－K－2所示，由图像可知(　　)‎ 图22－K－2‎ A．ρ甲：ρ乙＝2∶1‎ B．ρ甲：ρ乙＝1∶2‎ C．若V甲＝V乙，则m甲＜m乙 D．若m甲＝m乙，则V甲＞V乙 10‎ ‎5．某钢瓶内的氧气密度为‎3 kg/m3，一次氧焊用去其中的，则瓶中余下氧气密度为(　　)‎ A．‎4 kg/m3 B．‎6 kg/m3‎ C．‎2 kg/m3 D．无法确定 ‎6．“全碳气凝胶”固体材料是我国科学家研制的迄今为止世界上最“轻”的材料，其坚固耐用程度不亚于高强度的合金材料，能承受‎1400 ℃‎的高温，而密度只有‎3 kg/m3。已知某飞机采用密度为6×‎103 kg/m3的高强度合金材料制造，需要合金1.2×‎105 kg，若采用“全碳气凝胶”代替合金材料，需要“全碳气凝胶”的质量是(　　)‎ A．‎6 kg B．‎‎60 kg C．‎600 kg D．‎‎6000 kg 二、填空题 ‎7．某同学为了“探究物质的质量与体积的关系”，他先选用某种液体进行实验，用________测出液体的质量，并用________测出液体的体积，为了进行探究，他需要改变这种液体的________进行多次实验。为了进一步研究物质的特性，他还需要选用________(选填“不同”或“相同”)种类的物质重复进行实验。 ‎8．把某种物质的________与体积的比值，叫做这种物质的密度，水的密度是1.0×103________，合________g/cm3，它表示的物理意义是________________________。‎ ‎9．某同学分别测量了三块橡皮泥的质量和体积，并根据测量数据画出如图22－K－3所示的图像，橡皮泥的密度是_______g/cm3。若另一块同种橡皮泥的体积为‎20 cm3，其质量是________g。 图22－K－3‎ ‎10．装在烧杯中的水被倒出一部分后，烧杯中剩余水的密度________；密封在容器中一定质量的气体被抽出一部分后，容器中剩余气体的密度________。(均选填“变大”“变小”或“不变”) ‎11．只用量筒，不用天平，若需‎50 g酒精，则应该量出的酒精体积是________mL。(ρ酒精＝0.8×‎103 kg/m3)‎ ‎12．由于碳纤维具有强度高、密度小的特点，常被用于制作比赛用自行车，若某自行车使用了5×‎103 cm3的碳纤维，则该自行车使用碳纤维的质量是________kg。(碳纤维的密度为1.8×‎103 kg/m3)‎ 三、实验探究题 ‎13．2016·云南为了探究“物质的质量与体积的关系”，全班同学分成若干小组，分工合作，共同收集数据。 ‎(1)选取铝和铜制成的实心金属组件各1套，形状如图22－K－4甲所示。‎ 10‎ 图22－K－4‎ ‎①将托盘天平放在水平桌面上，将________移至标尺左端的“0”刻度线处，再调节平衡螺母，使横梁平衡，分别测出各金属块的质量。‎ ‎②用直尺或量筒(排水法)分别测算出每个金属块的体积。‎ ‎(2)下表为部分小组收集的质量和体积的数据：‎ 物质 组件 m/g V/cm3‎ 铝 a ‎2.7‎ ‎1‎ b ‎21.6‎ ‎8‎ c ‎27‎ ‎10‎ 铜 a ‎8.9‎ ‎1‎ b ‎71.2‎ ‎8‎ c ‎89‎ ‎10‎ ‎①已根据表中数据画出了铜组件的m－V图像，请在同一坐标系中画出铝组件的m－V图像。‎ ‎②分析图像可知：同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值________(选填“相同”或“不同”，下同)；体积相同的不同物质，质量________；该比值反映了物质的一种属性，称为________。‎ ‎③若测得另一铝质实心物体的质量为‎135 g，则该物体的体积应为________cm3。‎ 四、计算题 ‎14．有一长方体铁块，长‎20 cm、宽‎2 cm、厚‎1 cm，质量为‎0.316 kg，求此铁块的密度。‎ ‎15．一石块的体积为‎2 m3‎，为了获知它的质量，某同学在石块上取下了样品，用仪器测得样品的质量为1×10－‎2 kg，体积为4×10－‎6 m3‎，求：‎ ‎(1)石块的密度ρ石。‎ ‎(2)石块的质量m石。‎ ‎16．小亮在做“探究同种物质的质量与体积的关系”时，他选择了三个体积不同，质量分别为‎89 g、‎178 g、‎356 g的实心铜块做实验。实验中，他用每次都盛有‎30 cm3水的量筒分别测出了三个铜块的体积，并将数据记录在了自己设计的表格中。‎ 10‎ 质量m/g 体积V/cm3‎ 比值/(g·cm－3)‎ 钢块1‎ ‎89‎ ‎10‎ 钢块2‎ ‎178‎ ‎20‎ 钢块3‎ ‎356‎ ‎70‎ 小亮在计算质量与体积的比值()时，发现其中的一个数据测量有错误，这个数据应该是________(填该数据的数字和它的单位)。小亮的困惑是：不清楚这个错误是怎样产生的。请你帮小亮指出该错误产生的原因：______________________________________________。‎ 10‎ ‎ 详解详析 ‎【新知梳理】‎ 一、实验步骤：(1)不同　天平　刻度尺 ‎(2)不同　天平　量筒 实验结论：相同　不同 二、1.密度　2.质量　体积 ‎3．ρ＝　4.kg/m3　10－3‎ ‎【应用示例】‎ 例1　(1) 它们的质量与体积的比值都是恒定的(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一种属性 ‎(4)这样得出的结论才具有普遍性。不可以，仅收集一组数据找不出质量与体积的关系 ‎[解析] 每个实验要多做几次，这样可以避免实验的偶然性，使所得的结论更具说服力。‎ 例2　D　[解析] 密度是物质的一种属性，同种物质，密度相同，不同物质，密度一般不同；密度与物体的形状、质量、体积、位置和运动状态无关。温度能够改变物质的密度，一般物质在温度升高时密度会变小；温度降低时，密度会增大。医用氧气瓶补充氧气后，瓶内氧气质量增加，而体积没变，根据密度公式可知，氧气的密度增加。‎ 例3　D　[解析] 横轴表示体积，纵轴表示质量，由图可知，体积为‎50 cm3的乙物质的质量为‎40 g，质量为‎25 g的甲物质的体积为‎20 cm3，故B、C选项错误；甲物质的密度：ρ甲＝＝‎1.25 g/cm3，乙物质的密度：ρ乙＝＝‎0.8 g/cm3＜ρ甲，故A选项错误；由图可知，当甲和乙两物质的质量相同时，乙物质的体积较大，故D选项正确。‎ ‎【课堂反馈】‎ ‎1．相同　不相同　属性 ‎2．D　3.B　‎ ‎4．‎1 m3‎铜的质量是8.9×‎103 kg　8.9‎ ‎5．(1)7.9×103　(2)2.2‎ ‎6．2.7×103　2.7　不变 ‎7．3.7×103　不变‎　8.0.16‎ ‎【课时作业】‎ ‎1．D　2.B　3.D　‎ ‎4．A　[解析] 由图可知，体积单位是cm3、质量单位是 g，V甲＝‎50 cm3，m甲＝‎50 g，则ρ甲＝‎1 g/cm3；V乙＝‎50 cm3，m乙＝‎25 g，则ρ乙＝‎0.5 g/cm3，所以ρ甲∶ρ乙＝2∶1，故A选项正确，B选项错误。由图像可知，当V甲＝V乙时，m甲＞m乙，故C选项错误；当m甲＝m乙时，V甲＜V乙，故D选项错误。‎ ‎5．C　[解析] 因为氧气瓶的容积不变，当瓶内氧气用去后，体积不变，质量减少，质量是原来的，由ρ＝可知，瓶内氧气的密度变为原来的，即钢瓶内的氧气密度为ρ＝×‎3 kg/m3＝‎2 kg/m3。‎ ‎6．[导学号：47732231]B 10‎ ‎7．天平　量筒　体积(或质量)　不同 ‎8．质量　 kg/m3　1.0　体积为‎1 m3‎的水质量为1.0×‎‎103 kg ‎9．2　40‎ ‎10．不变　变小 ‎11．62.5　12.9‎ ‎13．(1)①游码　(2)①如图所示　②相同　不同　密度　③50‎ ‎[解析] (1)①天平的正确使用归纳为：放、调、称、算、整。“放”是把天平放在水平台上，游码移到标尺左端的“‎0”‎刻度线处，“调”是调节平衡螺母使天平的横梁平衡。‎ ‎(2)①利用描点法作图。②结合表格计算出每次实验中其质量与体积的比值找到规律。同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值相同；体积相同的不同物质，质量不同。通过分析，质量与体积的比值反映了物质的一种属性，物理学中用密度来表示。‎ ‎③根据密度公式ρ＝，铝的密度为ρ＝＝＝‎2.7 g/cm3。‎ 铝块的体积为V′＝＝＝‎50 cm3。‎ ‎14．7.9×‎103 kg/m3‎ ‎15．(1)石块的密度：‎ ρ石＝＝＝2.5×‎103 kg/m3。‎ ‎(2)石块的质量：‎ m石＝ρ石V＝2.5×‎103 kg/m3×‎2 m3‎＝‎5000 kg。‎ ‎16．‎70 cm3　‎70 cm3是总体积，应减去水的体积 10‎