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密 度
【學習目標】
1、掌握密度概念、公式和單位。並會密度單位之間的換算;
2、知道密度是物質的一種特性,不同物質的密度一般不同;
3、會查密度表,記住水的密度值及其含義;
4、能運用公式 及變形計算;
5、能夠用密度知識解決簡單的問題。
【要點梳理】
要點一、密度
1、概念:
某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度。
要點詮釋:
(1)每種物質都有它確定的密度,即對於同種物質,它的質量與體積的比值是一個常數。如:所有的鋁製品的密度是相同的。不論它的體積多大、質量多少,單位體積的鋁的質量是不變的;
(2)不同的物質,其密度一般不同,即其質量與體積的比值一般也不同。平時習慣上講「水比油重」就是指水的密度大於油的密度,在相同體積的情況下,水的質量大於油的質量;
(3)密度與物體的質量、體積、形狀、運動狀態等無關,與物體的種類和物態有關,還受溫度的影響。
2.密度的公式
要點詮釋:
(1)同種物質,在一定狀態下密度是定值,它不隨質量大小或體積大小的改變而改變。當質量(或體積)增大幾倍時,其體積(或質量)也隨著增大幾倍,而比值是不變的。因此不能認為物質的密度與質量成正比,與體積成反比;
(2)同種物質的物體,體積大的質量也大,物體的質量跟它的體積成正比.
3.密度的單位
國際單位是千克/米3(kg/m3),常用單位有克/釐米3(g/cm3)
它們之間的換算關係:1g/cm3=103kg/m3。
物理意義:鋁的密度為2.7×103kg/m3,,表示每立方米的鋁的質量為2.7×103kg。
要點二、密度知識的應用
由密度公式ρ變形可得m=ρV和V=m/ρ兩個公式。這三個公式代表密度知識有三個方面的應用。
(1)計算物體的質量
對於不便於直接測質量的物體,只要知道這個物體是由什麼物質組成的,就可通過查密度表,查出這種物質的密度,再想辦法測算出它的體積,根據公式m=ρV,就能算出該物體的質量。如:要測算一塊大理石碑的質量,大理石的密度可以查表得到,大理石的長、寬、高可以用刻度尺測量,算出大理石的體積,應用公式m=ρV,就可算出大理石的質量;
(2)計算物體的體積
對於不便於直接測量體積的物體,如形狀不規則的鐵製螺釘,可以用天平測量出螺釘的質量,鐵的密度可以從密度表中查出,根據公式V=m/ρ,就可算出螺釘的體積;
(3)鑑別物質
要知道一個物體是什麼物質做的,只要測出它的密度,再查閱密度表,看測得的密度值與何種物質的密度相近。如測算出某物質的密度是2.6×103kg/m3,通過查密度表,知道這種物質是花崗巖。
(4)密度計算一般要做到「四有」:有必要的文字說明、有公式、有運算過程、有單位。
密度計算的一般步驟:
①確定已知條件並統一各物理量的單位;
②分析未知量所對應的條件;
③選擇適當的公式進行計算。
【鞏固練習】
一、選擇題
1.(閘北區一模)有根均勻的鋁棒,若鋸掉四分之一,則剩下四分之三鋁棒的密度是( )
A.原來密度的四倍 B.原來密度的四分之一倍
C.原來密度的四分之三倍 D.與原來密度相同
2.如圖所示,A、B、C是三個完全相同的圓柱形玻璃容器,分別將質量相等的酒精、硫酸和鹽水三種液體倒入容器中。根據下表中提供的有關數據,試判斷A、B、C三個容器中分別裝的是( )
A.硫酸、鹽水、酒精 B.鹽水、酒精、硫酸
C.酒精、硫酸、鹽水 D.硫酸、酒精、鹽水
3.甲、乙兩物質的密度之比為2:3,質量之比為3:4,則它們的體積之比為 ( )
A.9:8 B.1:2 C.2:1 D.8:9
4.一個瓶子最多能盛下1kg的水,那麼它一定能盛下1kg的 ( )
A.食用油 B.醬油 C.白酒 D.以上均不行
5.如圖所示,天平處於平衡狀態.則左盤物塊的密度是( )
A.1.4g/cm3 B.2.0g/cm3 C.3.5g/cm3 D.7.0g/cm3
6.(2016•寶山區一模)關於密度、質量和體積的關係,下列說法中正確的是( )
A.密度與質量成正比
B.密度與體積成反比
C.某種物質,質量與體積成正比
D.不同物質,質量與密度成反比
7.小林同學打桌球時,不小心將球踩癟了,但沒有破裂。對於該球內的氣體沒有發生變化的物理量是( )
A.質量 B.密度 C.分子間的距離 D.體積
8.飛機設計師為減輕飛機重力,將一鋼製零件改為鋁製零件,使其質量減少104kg,則所需鋁的質量是( )(ρ鋼=7.9×103kg/m3,ρ鋁=2.7×103kg/m3)
A、35.5kg B、54kg C、104kg D、158kg
二、填空題
9.一定質量的水結成冰後,它的________變小,_________變大,_________不變(填「質量」或「體積」或「密度」)
10.有甲乙兩個正方體,甲的稜長是乙的稜長的2倍,而它們的質量相等,則甲的密度是乙的密度的________。
11.(2015•宣城模擬)塑料是20世紀的產物,自從它被開發以來,各方面的用途日益廣泛,如常常利用塑料不同的物理特性製成各種塑料產品,表演場景中滾落的「石頭」用塑料泡沫做成是利用塑料________的物理特性。
三、實驗探究題
12.為了探究某種物質的特性,某同學測得幾組數據,填在下表中.
實驗次數
蠟塊
幹松木
體積V/cm3
質量m/g
體積V/cm3
質量m/g
1
10
9
10
5
2
18
20
10
3
30
27
15
4
40
36
40
20
(1)請將表中所缺的數據填寫完整。
(2)比較第1、2次實驗可得出結論:同一種物質,它的質量與它的體積成________。
(3)比較每次實驗的兩組數據,可得出結論是:
(4)以體積V為橫坐標,以質量m為縱坐標,在同一坐標系(如圖所示)中畫出石蠟和幹松木的質量-體積圖象。
(5)從實驗中可知,石蠟的密度為________kg/m3,幹松木的密度為________kg/m3。
四、綜合題
13.我國古典名著《西遊記》中,齊天大聖孫悟空用來降妖除魔的如意金箍棒(如圖所示)是東海中的「定海神針」,書中寫道「該棒長兩丈多,鬥來粗,有13500斤」。已知1斤=500g,金箍棒的體積約合0.86m3。
(1)計算一下如意金箍棒的密度有多大?它可能是用地球上的什麼物質做成的?
(2)如意金箍棒可以隨意變化,當孫悟空揮動它降妖除魔時,它的體積只有原來的二十分之一,而目前已知地球上密度最大的物質是金屬鋨,密度是22.5×103kg/m3。地球上有做成此時金箍棒的物質嗎?通過計算說明。
14、在測定液體密度時,一同學測出了液體體積,容器和液體的總質量,實驗做了兩次,記錄如下:
液體體積/cm3
5.8
7.9
容器和液體的總質量/g
10.7
12.8
試求:(1)液體的密度;
(2)容器的質量。
15、日本廣島大學高分子材料科研小組研發出硬度相當於鋼鐵2~5倍的聚丙烯塑料。某型汽車使用的是質量高達237kg的鋼質外殼,若替換成等體積的聚丙烯塑料材質,除增強車殼強度之外,還可減少多少質量?(鋼的密度ρ鋼=7.9×103kg/m3,聚丙烯塑料的密度ρ塑=1.1×103kg/m3)
【答案與解析】
一、選擇題
1.【答案】D
【解析】密度是物質的一種特性,它與物質的種類有關,與物質的質量和體積無關,所以鋁棒鋸掉1/4後,剩下的3/4鋁棒的密度不變,故A、B、C錯誤,D正確,故選D。
2.【答案】D
【解析】從表中可以看出,硫酸的密度最大,酒精最小,故同質量的三種物質,硫酸的體積最小,酒精的體積最大。
3.【答案】A
【解析】 。
4.【答案】B
【解析】A、B、C所給的三種物質,只有醬油的密度大於水的密度,因此這個瓶子可以裝下1 kg的醬油。
5.【答案】C
【解析】我們可通過觀察圖得出物體的體積與質量,來求得物體的密度.左盤中物體的體積為20 cm3,右盤中砝碼的質量為70g,此時天平平衡,根據天平的工作原理可知,物體的質量也是70g.故物體的密度為。
6.【答案】C
【解析】(1)根據密度的性質可知密度是物質的一種特性,不隨物質的質量、體積改變而改變,故AB錯誤;(2)由密度公式可知,當密度一定時,質量與體積成正比,故C正確;(3)不同的物質密度一般不同,由m=ρV可知,質量一定時,物質密度越大,質量越大,質量與密度成正比,故D錯誤,
故選:C。
7.【答案】A
【解析】由於球被踩癟後沒有破裂,故裡面的空氣的多少沒有變化,空氣的質量也就沒變,但它的體積卻變小了,所以,分子間的距離變小,則知其密度變大了.因此只能選A。
8.【答案】B
【解析】改成鋁製後體積應與原零件體積相同,所以先求出零件體積
m鋼-m鋁=ρ鋼v-ρ銅v=(7.9×103kg/m3-2.7×103kg/m3)v=104kg
∴v=2×10-2m3
∴m鋁=ρ鋁v=2.7×103kg/m3×2×10-2m3=54kg
二、填空題
9.【答案】密度小
【解析】塑料的密度遠遠小於石頭的密度,根據密度公式可知,同體積的塑料和石頭相比,質量輕得多,因此,用塑料泡沫做成表演場景中滾落的「石頭」,不易對演員造成傷害。故答案為:密度小。
10.【答案】
【解析】由幾何知識可知,甲的體積是乙的體積的8倍,再由密度公式可知甲的密度是乙的密度的。
11.【答案】質量 1.0×103
三、實驗探究題
12.【答案】(1)20 30 (2)正比 (3)體積相同的不同物質的密度一般是不同的
(4)如圖所示 (5)0.9×103 0.5×103
【解析】同種物質的體積與它的質量成正比。
取第一次實驗數據計算物質的密度。
根據得
,
。
四、綜合題
13.【答案】(1)7.85×103kg/m3 鋼(或鐵) (2)沒有
【解析】(1)金箍棒的質量m=13500斤=6750 kg,故它的密度,而鋼、鐵的密度是,所以金箍棒可能是鋼、鐵做成的。
(2)當金箍棒的體積變為原來的二十分之一時,它的質量沒有發生變化,故它的密度增大至原來的20倍,變為157×103kg/m3,遠大於目前已知地球上密度最大的物質金屬鋨的密度,所以地球上沒有做成此金箍棒的物質。
14. 【答案】液體的密度為1.0g/cm3;容器的質量為4.9g
【解析】液體的質量根據公式可求,容器和液體的總質量等於液體的質量與容器質量之和,根據這個關系列出等式,通過解方程組可求液體的密度和容器的質量
設容器質量為m0,液體密度為ρ,根據和題給條件可得方程組:
m0+5.8ρ=10.7 (1)
m0+7.9ρ=12.8 (2)
解上列方程組得ρ=1.0g/cm3,m0=4.9g
15. 【答案】可減少質量204kg。
【解析】已知鋼質外殼質量和密度可求體積,因為體積一樣可求這種材料的質量,兩個比較結果即可