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5.2　物质的密度
学习目标 1. 建立密度的定义，了解密度的单位及换算，会使用密度的公式，知道密度是物质的一种属性。 2. 通过实验探究，学习应用比值法定义物理量，建立密度概念。 3. 通过实验探究，寻找物质的质量、体积间的关系。 4. 培养合作精神以及在交流与讨论中应有的正确态度。
任务一　探究物体的质量与体积的关系
小明为了研究物质的质量和体积到底有什么关系，找了三个体积不同的铁块、三个体积不同的铜块和三个体积不同的铝块，借助从实验室借来的量筒和天平，开始了下面的研究。
活动1：提出猜想
不同物质，它的质量与体积有什么关系？
活动2：设计方案
(1)实验器材：三个体积不同的铁块、三个体积不同的铜块、三个体积不同的铝块、水、量筒(测量体积的工具)、天平。
　
(2)实验过程：取不同物质的物体作为研究对象，选用天平、量筒等测量工具分别测出它们的质量和体积，然后再取它们单位体积的质量作比较。
活动3：进行实验与收集证据
研究对象 质量m/g 体积V/cm3 质量与体积之比/(g·cm－3)
铁块1 79 10 7.9
铁块2 158 20 7.9
铁块3 237 30 7.9
铜块1 89 10 8.9
铜块2 178 20 8.9
铜块3 267 30 8.9
铝块1 27 10 2.7
铝块2 54 20 2.7
铝块3 81 30 2.7
活动4：得出结论
分析和观察实验现象和数据可知：
(1)同种物质的质量与体积的比值　相同　。
(2)不同物质的质量与体积的比值　不相同　。
活动5：交流评估
(1)实验中，多次换用不同的物质测量的目的是什么？探究不同物质的质量与体积的关系，且所选取的物质种类越多，实验越具有　普遍　意义。
(2)怎样作出质量与体积的关系图像？
建立　直角坐标系　，用横轴表示体积，用纵轴表示质量。可作出铜块、铁块和铝块的质量与体积的关系图像。
探究物质的质量与体积的关系
1. 同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般不同。
2. 质量与体积的关系图像如图所示。
【应用1】如图为探究甲、乙两种物质组成物体的质量与体积的关系时作出的图像。下列分析正确的是(　A　)
A. 甲物质组成物体的质量与体积的比值比乙物质的大
B. 甲物质组成物体的质量与体积的比值比乙物质的小
C. 同种物质组成物体的质量与体积的比值是不同的
D. 不同物质组成物体的质量与体积的比值是相同的
任务二　密度的概念
了解了质量和体积的关系后，在物理上怎么对这种物质的性质进行定义呢？下面开始我们的学习。
问题1：密度的定义
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。
问题2：密度的公式
密度＝　　，即ρ＝　　。
问题3：密度的单位
(1)基本单位：　千克/米3(kg/m3)　。
(2)常用单位：　克/厘米3(g/cm3)　。
(3)单位换算：1 g/cm3＝　103　kg/m3。
问题4：密度的物理意义
密度是物质的一种　属性　，它表示单位体积的某种物质的质量。如水的密度为1.0×103 kg/m3，表示　体积为1 m3的水的质量为103 kg　。
1. 每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。
2. 密度与物质的种类有关，不同物质的密度一般是不同的。
3. 密度与物质的温度和状态有关。
【应用2】下列对密度公式ρ＝的理解，正确的是(　C　)
A. 某种物质的密度ρ与其质量m成正比
B. 某种物质的密度ρ与其体积V成反比
C. 密度是物质的一种属性，与其质量、体积无关
D. 某种物质的质量m与其体积V成反比
解析：密度是物质的一种属性，不同物质，密度一般不同。同种物质，密度不变，与物体的质量、体积无关，但是质量与体积成正比。故C正确。
特别提醒：密度是物质的一种属性，密度只与物质的种类有关，同种物质在一定状态下，密度是相同的，与物体的质量、体积、位置、形状等无关。
任务三　密度的计算
某熊猫陶瓷纪念品头部外壳造型取自冰雪运动头盔，装饰彩色光环，整体形象酷似航天员。若测得该实心陶瓷纪念品质量为120 g。(查阅资料已知：ρ陶瓷＝2 g/cm3，ρ玻璃＝2.5 g/cm3)
问题1：该实心陶瓷纪念品所用陶瓷的体积为多少？
解：根据密度公式ρ＝可知，该实心陶瓷纪念品所用陶瓷的体积
V陶瓷＝＝＝60 cm3。
问题2：若用玻璃打造一个实心的外形相同的纪念品，则玻璃纪念品的质量是多少？
解：玻璃纪念品的质量
m玻璃＝ρ玻璃V玻璃＝ρ玻璃V陶瓷＝2.5 g/cm3×60 cm3＝150 g。
1. 求质量：m＝ρV。
2. 求体积：V＝。
3. 求密度：ρ＝ 。
【应用3】某碑心石是一块完整的花岗岩，长 14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m，它的质量约为多少？(花岗岩的密度ρ＝2.8×103 kg/m3 )
解：碑心石的长、宽、厚l1、l2、l3已经给出，碑心石的体积
V＝l1l2l3＝14.7 m×2.9 m×1.0 m＝42.63 m3，
由公式ρ＝得到m＝ρV，把数值代入，可以得到碑心石的质量
m＝ρV＝2.8×103 kg/m3×42.63 m3＝119.364×103 kg＝119.364 t。
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学习目标 1. 建立密度的定义，了解密度的单位及换算，会使用密度的公式，知道密度是物质的一种属性。 2. 通过实验探究，学习应用比值法定义物理量，建立密度概念。 3. 通过实验探究，寻找物质的质量、体积间的关系。 4. 培养合作精神以及在交流与讨论中应有的正确态度。
任务一　探究物体的质量与体积的关系
小明为了研究物质的质量和体积到底有什么关系，找了三个体积不同的铁块、三个体积不同的铜块和三个体积不同的铝块，借助从实验室借来的量筒和天平，开始了下面的研究。
活动1：提出猜想
不同物质，它的质量与体积有什么关系？
活动2：设计方案
(1)实验器材：三个体积不同的铁块、三个体积不同的铜块、三个体积不同的铝块、水、量筒(测量体积的工具)、天平。
　
(2)实验过程：取不同物质的物体作为研究对象，选用天平、量筒等测量工具分别测出它们的质量和体积，然后再取它们单位体积的质量作比较。
活动3：进行实验与收集证据
研究对象 质量m/g 体积V/cm3 质量与体积之比/(g·cm－3)
铁块1 79 10 7.9
铁块2 158 20 7.9
铁块3 237 30 7.9
铜块1 89 10 8.9
铜块2 178 20 8.9
铜块3 267 30 8.9
铝块1 27 10 2.7
铝块2 54 20 2.7
铝块3 81 30 2.7
活动4：得出结论
分析和观察实验现象和数据可知：
(1)同种物质的质量与体积的比值 。
(2)不同物质的质量与体积的比值 。
活动5：交流评估
(1)实验中，多次换用不同的物质测量的目的是什么？探究不同物质的质量与体积的关系，且所选取的物质种类越多，实验越具有 意义。
(2)怎样作出质量与体积的关系图像？
建立 ，用横轴表示体积，用纵轴表示质量。可作出铜块、铁块和铝块的质量与体积的关系图像。
探究物质的质量与体积的关系
1. 同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般不同。
2. 质量与体积的关系图像如图所示。
【应用1】如图为探究甲、乙两种物质组成物体的质量与体积的关系时作出的图像。下列分析正确的是( )
A. 甲物质组成物体的质量与体积的比值比乙物质的大
B. 甲物质组成物体的质量与体积的比值比乙物质的小
C. 同种物质组成物体的质量与体积的比值是不同的
D. 不同物质组成物体的质量与体积的比值是相同的
任务二　密度的概念
了解了质量和体积的关系后，在物理上怎么对这种物质的性质进行定义呢？下面开始我们的学习。
问题1：密度的定义
某种物质组成的物体的 与它的 之比叫做这种物质的密度。用符号 表示。
问题2：密度的公式
密度＝ ，即ρ＝ 。
问题3：密度的单位
(1)基本单位： 。
(2)常用单位： 。
(3)单位换算：1 g/cm3＝ kg/m3。
问题4：密度的物理意义
密度是物质的一种 ，它表示单位体积的某种物质的质量。如水的密度为1.0×103 kg/m3，表示 。
1. 每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。
2. 密度与物质的种类有关，不同物质的密度一般是不同的。
3. 密度与物质的温度和状态有关。
【应用2】下列对密度公式ρ＝的理解，正确的是( )
A. 某种物质的密度ρ与其质量m成正比
B. 某种物质的密度ρ与其体积V成反比
C. 密度是物质的一种属性，与其质量、体积无关
D. 某种物质的质量m与其体积V成反比
任务三　密度的计算
某熊猫陶瓷纪念品头部外壳造型取自冰雪运动头盔，装饰彩色光环，整体形象酷似航天员。若测得该实心陶瓷纪念品质量为120 g。(查阅资料已知：ρ陶瓷＝2 g/cm3，ρ玻璃＝2.5 g/cm3)
问题1：该实心陶瓷纪念品所用陶瓷的体积为多少？
问题2：若用玻璃打造一个实心的外形相同的纪念品，则玻璃纪念品的质量是多少？
1. 求质量：m＝ρV。
2. 求体积：V＝。
3. 求密度：ρ＝ 。
【应用3】某碑心石是一块完整的花岗岩，长 14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m，它的质量约为多少？(花岗岩的密度ρ＝2.8×103 kg/m3 )
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