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第4节 密度与社会生活
第六章 质量与密度
目录
CONTENT
一、密度与温度
二、密度与物质鉴别
第六章 质量与密度
1.
2.
3.
学习目标
知道密度与温度的关系，并能解释简单的与社会生活相关的密度问题
知道密度对生产和生活的重要作用
理解密度是物质的一种性质，并能运用密度知识鉴别物质
密度是物质的基本属性，每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中有重要的价值，例如：利用密度知识可以鉴别戒指是不是纯金做的；勘探队员在野外勘探时，通过对样品密度等信息的采集，可以确定矿藏的种类及其经济价值；在农业生产中利用盐水可以选种等。我们知道这些都是利用了不同物质的密度一般不同这一特点。你还知道我们生活中运用密度可以做什么吗？
一、密度与温度
室温下，用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上，然后把瓶子放入热水中，橡皮膜会凸起来。过一会，再把瓶子放入冰水中，你又发现什么现象？
观察锥形瓶口绷紧的气球先后在冷水和热水中的形状变化。
一、密度与温度
现象：
放入冰水中时，橡皮膜凹进去。
放入热水中时，橡皮膜会凸起。
原因：放入热水中时，瓶内的气体受热膨胀，体积变大，使橡皮膜会凸起；放入冰水中时，瓶内气体遇冷收缩，体积变小，致使橡皮膜凹进去。
【总结】一定质量的气体温度升高时体积膨胀，密度变小。
思考：实验中，锥形瓶内气体的质量是否变化？气体的密度是否变化？
瓶子中气体的质量m不变，瓶子放入热水中，气体的体积V变大，根据密度的公式 ρ=m/V 知道，它的密度ρ变小；同理，放入冰水中时，气体的体积V变小，则它的密度ρ变大。
一、密度与温度
一、密度与温度
按如图做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来。你知道是什么推动了风车吗？
解析：空气流动推动了风车转动。酒精灯火焰上方的空气受热温度升高，体积变大，密度变小，向上运动，温度低的冷空气从四面八方补充过来，从而形成向上运动的气流，推动风车转动起来。
一、密度与温度
风的形成
风是空气流动引起的一种自然现象，它是由空气的密度发生变化而引起的。气体受热膨胀，体积变大，根据密度ρ=m/V 可知密度变小，所以气体密度变小会上升。。热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来补充，从而形成了风。
一、密度与温度
原因：暖气片周围的空气受热后膨胀，体积变大，密度变小而上升；上面冷空气密度大，下沉到暖气片周围，又受热上升，这样使整个屋子暖合起来。
而空调使得上面空气降温后体积变小，密度变大下沉，高温的空气上升。才能以使整个屋子的空气降温。
想一想：为什么家中的暖气片一般都安装在房间的下面？而空调一般安装在房间的上面？
一、密度与温度
水的反常膨胀现象
一般来说同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律，那么是否所有的物质都遵守热胀冷缩的规律呢？
①图象中AB段反映的物理规律是：_____________________________________。
如图所示，是科研人员通过探究“一定质量的水的体积随温度变化的关系” 做出的图像。分析图象，回答以下问题：
②BC段反映的物理规律：是______________________________________。
水温低于4℃时，水温升高，体积减小　
水温高于4℃时，水温升高，体积增大　
一、密度与温度
水在0-4℃之间，是热缩冷胀，在4℃以上是热胀冷缩。这表明，水不简单遵守一般物质的“热胀冷缩”的规律，且一定质量的水凝结成冰后体积变大。
水的反常膨胀现象
①水在4℃时的密度最大。温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；在0~4℃ ，随着温度的降低，水的密度越来越小。
②水凝固成冰时，体积变大，密度变小。
一、密度与温度
温度高于4℃时，随着水温高，密度越来越小；
温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。
水的密度与温度的关系
根据 可知：水的质量不变，在温度4℃时，体积最小，所以密度最大。
由于水的反常膨胀,在严寒冬天,河面封冻了，较深河底的水却保持4 ℃的水温,鱼儿仍然可以自由自在地游动呢!
一、密度与温度
①水的反膨胀现象，给人们带来了好处，江河湖面的水结冰时，因为冰的体积膨胀，密度比水小，总是浮在水面上；而水到了4℃，密度最大，总是沉在下面。这样，冰块就成了一层天然的防寒屏障，使江河湖海不至于一冻到底，使大量的水下生物得以生存。
水的反膨胀现象的利弊
②水的反常膨胀，给人类生活也带来不便。一定质量的水凝结成冰后体积变大，北方的冬天，放在户外的自来水管被冻裂。所以对自来水管的保护显得尤其重要。
一、密度与温度
冬天连续降温后，室外的自来水管经常发生水管冻裂的现象，是“冻”的吗？你知道原因吗？
冬天，水管、水缸为何会被冻裂？
1kg水的体积：V=m/ρ=1kg/1.0×103kg/m3 =1.0×10-3m3
1kg冰的体积： V=m/ρ=1kg/0.8×103kg/m3 = 1.1×10-3m3
水结冰时质量不变，但体积增大，把水缸胀破
一定质量的水在结冰过程中，体积膨胀；正在逐渐膨胀的冰因受到水管、缸的侧壁的阻碍会对阻碍其膨胀的物体产生很大的破坏力、这个力可将水管、缸的侧壁破坏。
【例题2】把一个充了气的气球放在阳光下曝晒，经过一段时间后，气球的___________保持不变，它内部气体的密度_____________。
质量
变小
【例题1】如图所示是水的密度随温度变化的关系图，由图中的关系不能得出的结论是（　　）?
D
A．水在4℃时密度最大
B．水在0～4℃，随着温度的降低，密度越来越小
C．水在4～8℃，随着温度的升高，密度越来越小
D．水凝固成冰时体积会变大
二、密度与物质鉴别
密度是物质的一种特性，人们可以根据密度来鉴别物质。日常生活中，我们看到很多玩具商品，表面的颜色与金子的颜色相同，它们真的是金子做的吗？你如何鉴别呢？
二、密度与物质鉴别
根据密度鉴别物质的原理
先根据 求出物质的密度值，再查密度表确定是哪种物质，运用密度值即可鉴别商品真伪。如果计算值和理论值吻合，材料可能为真，不吻合则说明材料有假。
物质的密度是物质的特性，同种物质密度是相同的，不同物质的密度一般是不同的。
????=????????
?
示例：（1）汽车、飞机常采用高强度、低密度的材料（合金材料、玻璃钢）；
（2）产品包装采用密度小的泡沫塑料作填充物，防震、便于运输、价廉；
（3）拍电影、电视剧时，用密度小的材料做道具，代替重物。
二、密度与物质鉴别
根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小，密度越大，质量越大。
根据需求来选择密度合适的材料
①交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料，减小自身的质量。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}材料
密度（kg/m3）
超硬铝
2.7×103
钛合金
4.5×103
二、密度与物质鉴别
②机器底座的作用是为了增加稳度，压路机的滚筒是对路面的压力大。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}材料
密度（kg/m3）
钢、铁
7.8×103
③拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的特技镜头时，要求道具的质量要小，人们常选用密度很小的泡沫塑料做道具。
例题.一个铅球的质量是4kg，经测量知道它的体积是0.57dm3 。这个铅球是用铅制造的吗？
分析：要知道铅球是否用铅制造的，应先求出它的密度，再与金属铅的密度进行比较。
查密度表知
故这个铅球不是纯铅制造的
二、密度与物质鉴别
二、密度与物质鉴别
④在产品包装中，常采用密度小的泡沫塑料作填充物，减小质量，同时起到防震作用，便于运输，价格低廉。
二、密度与物质鉴别
（1）测量密度，确定矿藏种类
野外勘探时，通过采集的样品的密度等信息，可以确定矿藏的种类及经济价值。
（2）根据密度，鉴别优劣
把种子放到盐水里，饱满的种子因为密度大而沉到盐水底，瘪壳和杂草的种子因为密度小而浮在盐水表面。
密度在生产、生活中的应用
密度与社会生活
密度与温度
鉴别物质
一般情况下，同种物质，温度升高，密度减小，但水有反常膨胀现象
气体的密度受温度影响较大， 液体、固体的受温度影响较小
原理：根据 ρ=m/V 求出物质的密度
方法：测出物质密度与密度表作比较
1. 装满水的玻璃瓶，加盖密封后放入冰箱的冷冻室，待水结冰后玻璃瓶裂开了，下列说法正确的是（ ）
A. 玻璃瓶裂开后玻璃的质量变小 B. 玻璃瓶裂开后玻璃的密度增大
C. 水结成冰后质量变大 D. 水结成冰后密度变小
D
2．用煤油温度计测量水的温度时，温度计内煤油液面慢慢下降，“煤油液面下降”是因为煤油的(　 　)
A．体积变小 B．密度变大
C．质量变小 D．密度变小
A
3．严寒的冬天，室外的自来水管常会被冻裂，原因是（　　）
A．水结成冰以后密度变大
B．水结成冰以后体积变大
C．水结成冰以后质量变大
D．水管本身耐寒程度不够
B
4. 室内火灾发生时，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离，以减少有害气体的吸入。这是因为燃烧产生的有害气体（　 　）
D
A．温度较低，密度较大 B．温度较低，密度较小
C．温度较高，密度较大 D．温度较高，密度较小
5．在寒冷的冬天，裸露在室外的自来水管容易爆裂，其原因是水管中的水由液态变成固态时　 　增大，把水管胀裂。事实表明，0～4℃的水“热缩冷胀”，高于4℃的水“热胀冷缩”，由此可知4℃水的　 　最大，所以封冻河面下较深河底的水温保持_______，冰层下接触冰的水温度是　 　℃。
体积
密度
4℃
0
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