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第2节　密度
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.能通过实验探究同种物质的质量与体积的关系。
2.知道密度的定义、公式和单位,理解密度的物理意义。
3.掌握密度公式,能利用它来正确计算物体的密度。
4.会用密度知识解决简单的实际问题。
重点:探究同种物质的质量与体积的关系,由图象找规律。理解密度的概念、公式、单位。
难点:密度概念的理解
【新课导入】
情境导入1
　“地震来临,有很多高楼大厦纷纷倒塌,倒塌的墙壁等将人压在下面,情境十分惨烈。”拍类似题材电影时用的道具墙壁是用“轻”的还是“重”的材料 这里的“轻”“重”指的是什么呢
情境导入2
　课前准备两个外观一模一样的哑铃,其中一个用泡沫制成,另一个用石膏制成,上课时找一名身体强壮的学生与老师一起比赛,看谁举的哑铃次数多一些(学生举的是石膏制成的哑铃,老师举的是泡沫制成的哑铃),结果不言而喻。在老师获胜的同时,问同学们,谁想看看老师比赛用的哑铃,当某位同学想要看的时候,老师把哑铃抛向那位同学,同学们在惊慌之中发现了老师获胜的原因:体积相同的两个物体,质量却相差这么大!
【课堂探究】
探究点一　物质质量与体积的关系
　根据日常生活经验我们知道,体积相等的铁块、铝块,铁块的质量大;质量相同的铁块和铝块,铝块的体积大;如果铁块和铝块质量、体积都不同,我们可类比着物体运动快慢的比较方式,将它们转换为相同质量或相同体积的情况来比较。
学生实验:探究同种物质质量与体积的关系
提出问题:同种物质的质量和体积之间会有什么样的关系呢
猜想与假设:同种物质的质量和它的体积成正比(或反比)
制订计划与设计实验
取若干个质量和体积都不相同的铝块进行实验。用天平测出它们的质量,用刻度尺测出它们的棱长后计算出它们的体积,列出表来。
m/g V/cm3
铝块1
铝块2
铝块3
…
换用若干铁块重复上述实验。
分析数据:利用描点法作出质量—体积图象,我们得到过原点的两条直线,即正比例函数图象。
实验结论:同种物质的质量与体积成正比;不同种物质的质量与体积之比一般不相等。
探究点二　密度及其基本性质
　物质相同,质量跟体积的比值相同,物质不同,其质量跟体积的比值一般不同,质量跟体积的比值与物质的种类有关,质量跟体积的比值反映了不同物质的不同性质,在物理学里用密度来表示物质的这种性质。
阅读课本P114“密度”,交流讨论以下问题:
问题1:密度是怎样定义的,表示什么含义
提示: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。
小结:这种定义物理量的方法叫做比值定义法。
密度表示单位体积某物体所含物质的多少。只与物质种类、温度和状态有关系。
定义式:ρ=
由定义式可得变形式:m=ρV或V=
常用符号名称及单位换算:
m　　 V　　 ρ
kg——m3——kg/m3
g——cm3——g/cm3
1 g/cm3===1×103 kg/m3
拓展:对密度公式的理解:
(1)同种物质
①密度ρ为定值,密度不随质量、体积的变化而变化;
②质量与体积成正比;
③质量之比等于体积之比,即=
说明:在正比、反比的说法中,只有一句话是对的,即同种物质,质量与体积成正比。
(2)不同的物质
①体积V相同时,质量之比等于密度之比,
即=
②质量m相同时,体积之比等于密度的反比,
即=
(3)不同的物质密度一般不同,即不同物质单位体积的质量是不同的。
(4)ρ的大小等于的值,但不是由m或V决定的。
问题2:分析密度后,同种物质的密度一定相同吗 不同种物质的密度一定不同吗 一般情况下固体、液体、气体的密度大小有什么关系
提示:物质的密度与物质的种类及状态、温度等因素有关,同种物质的密度不一定相同,如冰和水;不同种物质的密度一般不同,但也有特殊,如煤油和酒精。一般情况下固体的密度大于液体的密度大于气体的密度,但也有特殊,如液体水银的密度极高。
探究点三　密度的相关计算
1.计算物质的密度:ρ=
2.计算物质的体积:V=
3.计算物质的质量:m=ρV
【课堂小结】
第2节　密度
一、质量与体积的关系
同种物质的质量与体积的比值是一定的,物质不同,其比值一般也不同。
二、密度
1.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,用字母ρ表示。
2.计算公式:ρ=。
3.单位:kg/m3　g/cm3　1 g/cm3=1×103 kg/m3。
4.密度是物质的一种性质,与质量和体积的变化无关,它只与物质的种类和物质的状态、温度有关。
三、密度公式的应用
计算质量:m=ρV　计算体积:V=
1.关于物质的密度理解正确的是(C)
A.物质的密度与质量成正比,与体积成反比
B.不同种类的物质,物质的密度一定是不相同的
C.不同种类的物质,单位体积的质量一般不同
D.物质密度不随状态、位置、形状的变化而变化
2.根据公式ρ=,下列说法中正确的是(B)
A.物质的密度和它的质量成正比
B.物质的质量和它的体积成正比
C.物质的质量和它的体积成反比
D.物质的密度和它的体积成反比
3.小明同学阅读表格后,得出了一些结论,其中正确的是(D)
一些物质的密度/(kg·m-3)
水 1.0×103 水银 13.6×103
冰 0.9×103 干松木 0.5×103
煤油 0.8×103 铜 8.9×103
酒精 0.8×103 铅 11.3×103
A.不同的物质,密度一定不同
B.固体的密度都比液体的大
C.质量相等的实心铜块和实心铅块,铜块的体积比铅块的体积小
D.同种物质在不同状态下,其密度不同
4.一瓶水倒掉一部分,则剩余部分的水的质量　减小　,体积　减小　,密度　不变　。(均选填“增大”“减小”或“不变”)
5.一块质量为20 g的冰化成水后,质量　不变　(选填“变大”“变小”或“不变”),水的体积为　20　cm3。
6.有一个容器的容积为40 m3,里面装满了某种液体,小明想测量该液体的密度,从中取出了20 mL该液体,并测出它的质量为16.4 g。求:
(1)该液体的密度。
(2)容器内这种液体的总质量。
解析:(1)取出液体的质量m=16.4 g,
体积V=20 mL=20 cm3,
则液体的密度
ρ===0.82 g/cm3=0.82×103 kg/m3。
(2)容器内液体的质量
m总=ρV容=0.82×103 kg/m3×40 m3=3.28×104 kg。
答案:(1)0.82×103 kg/m3　(2)3.28×104 kg
本节课是概念教学,物理概念的建立要符合学生的认知规律和生活经验,避免强行把密度概念直接灌输和强加给学生,教学过程中应通过形象化的实验,充分发挥学生主动探究的积极性,引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念,让学生经历概念和规律的发现过程,能够通过自己的直观经验知道密度公式的含义和应用。教师在这个过程中仅仅是学生概念学习的引导者、促进者和帮助者。　
1.世界上最重的物质:每立方厘米重1亿吨!
脉冲星是目前人类所知道的宇宙间密度最大的物质,也就是世界上最重的物质。在脉冲星里,原子内部的电子和质子结合在一起,成为中子;所有中子都一个个地紧紧排在一起。由于物质内部没有空间,它的密度大得惊人,每立方厘米重1亿吨!倘若将来有一天,人类从太空中采回一些脉冲星的物质,哪怕只有一粒花生米大小,也要派200多艘50万吨级的轮船去迎接,每艘船上只要装载芝麻大小的一块就可以“满载而归”了。
2.气凝胶
气凝胶是世界上已知密度最低的人造发泡物质。气凝胶借由超临界干燥法将凝胶里的液体成分抽出。这种方法会令液体缓慢地被脱出,但不至于使凝胶里的固体结构因为伴随的毛细作用被挤压破碎,它最早由美国科学工作者Kistler在1931年制得。气凝胶的种类很多,有硅系、碳系、硫系、金属氧化物系、金属系等。气凝胶拥有诸多优异特性,其中热学方面特性最受人们重视,也是最具产业化价值的,被誉为超级隔热材料,其隔热保温上的应用形式,主要为气凝胶毡、气凝胶板等。

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