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(共42张PPT)
6.4　密度与社会生活

核心素养 学业质量 教学内容
物理观念 1.知道温度对物质的密度的影响。 2.知道密度对生产和生活的重要影响，能解释密度与社会生活相关的简单问题。 1.通过演示温度对气体密度的影响实验、介绍桥梁伸缩缝、用煤油温度计测温观察液柱变化，让学生知道温度对气体、固体、液体的密度的影响。
2.让学生通过查找资料的活动形式亲身体会密度在工业、农业、商业中的广泛应用。通过展示丰富的生活实例，如消防逃生、桥梁伸缩缝、凿冰钓鱼等，引导学生用密度知识解释以上现象。
核心素养 学业质量 教学内容
物理观念 3.理解密度是物质的一种性质，并能运用密度知识鉴别物质。 3.通过引导学生鉴别伍角硬币是否由纯铜制成，让学生理解密度是物质的一种性质；引导学生设计实验鉴别铁球是否空心。
核心素养 学业质量 教学内容
科学思维 1.能通过实验现象概括得出温度对密度的影响。 2.能通过分析实例，理解密度是物质的一种性质。 1.通过引导学生根据实验现象得到温度变化导致的体积变化，从而引起物质密度的变化，归纳得出温度对密度的影响。
2.让学生经历查找密度表、测量密度、讨论分析等过程，从实例中理解密度是物质的一种性质。
核心素养 学业质量 教学内容
科学探究 能对实验现象进行分析总结。 让学生通过分析温度对气体、液体的影响的实验现象，得出物质遵从热胀冷缩规律；通过对冬季湖水温度与深度关系的分析，得出水的反常膨胀特性。
科学态度 与责任 能在运用密度等知识解决实际问题的过程中获得成就感，树立学好物理的自信心。 让学生通过了解密度知识的应用，认识到物理理论在解决实际问题中的重要作用。
2022年课程标准 学习目标
能解释生活中与密度有关的一些物理现象。 1.知道温度对密度的影响。
2.会运用密度知识鉴别身边的一些物质。

知识点1　密度与温度
气体密度与温度
　看一看
教师演示：烧瓶口紧密套上一个气球，分别放入冷水杯和热水杯中，观察气球的变化。
1.你认为温度会影响气体的密度吗？（　A　）
A.会 B.不会
2.在气球变化的前后，该装置内气体的质量 　不变　 （选填“变大”
“变小”或“不变”）。
3.将烧瓶放入冷水中，观察到 　气球变瘪　 现象，该装置内气体体积变 　小　 ，根据公式 　ρ＝　 可知，气体密度变 　大　 ；将烧瓶放入热水中，观察到 　气球胀大　 现象，气体体积变 　大　 ，密度变 　小　 。
A
不变
气球变瘪
小
ρ＝
大
气球胀大
大
小
　做一做
学生实验：将风车放在点燃的蜡烛上方，如图所示，观察实验现象。
4.一定质量的空气受热后，体积变 　大　 ，从而导致密度变 　小　 而上升；热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，风车就转起来了。
大
小
5.如图是海陆风形成的示意图。白天，阳光下陆地升温较快，陆地上方空气 　上升　 （选填“上升”或“下降”），导致空气从 　海洋　 流向 　陆地　 ，形成海陆风。
上升
海洋
陆地
　说一说
6.观看消防视频，遭遇火灾时受困人员为什么要采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场，以尽量减少吸入有害气体或被灼伤？
与房间内其他空气相比，含有毒有害物质的气体温度较高，密度较小，因此这类气体会大量聚集在房间的上方，所以人要匍匐前进。
固体密度与温度
7.（跨学科）桥梁伸缩缝
中国是桥梁的故乡，自古就有“桥的国度”之称，
发展于隋，兴盛于宋，中国桥梁建设向世界展示
“中国建造”的非凡实力。你知道吗，两段桥梁
连接处总留有一定缝隙，叫做伸缩缝（如图所示），
目的是防止桥梁在受热膨胀时，桥梁体积变大而
产生相互挤压带来的破坏力。
由以上资料可知，在气温较高时，固体体积 　增大　 （选填“增大”或“减小”），伸缩缝起到的作用是 　防止混凝土因热胀冷缩而损坏桥梁　 。
增大
防止混凝土因热胀冷缩而损坏
桥梁
液体密度与温度
　做一做
8.学生实验：
用煤油温度计测量一杯热水和一杯冷水的温度。
分析：当煤油温度计放在冷水中，煤油的高度
下降，即煤油的 　体积　 变小，由于温度计是
密封的，即 　质量　 不变，根据公式ρ＝，
可知煤油的 　密度　 随温度的降低而变大。同理可分析放在热水中时，煤油的密度随温度的升高而减小。
体
积
质量
密度
结论1　（1） 　温度　 能够改变物质的密度。
（2）一般来说，同种物质温度升高时体积变大，温度降低时体积变小，遵从 　热胀冷缩　 的规律。
　
温度
热胀冷缩
9.是不是所有物质都遵从热胀冷缩的规律呢？如图所示，易拉罐装满水放入冰箱冷冻室较长时间，取出后，发现易拉罐已经裂开。
分析：当一定质量的水结成冰时体积变 　大　 ，根据密度公式，可知当温度降低到一定程度时，水的密度随温度的降低变 　小　 ，此时水 　不遵从　 （选填“遵从”或“不遵从”）热胀冷缩的规律。
大
小
不遵从
想一想
10.通过查找资料，我们发现水的体积随温度变化比较特殊，如图所示。
BC段：4℃以上时，随温度的升高，水的体积
　变大　 ，密度 　变小　 ，热 　胀　 冷 　缩　 。
变大
变
小
胀
缩
AB段：0～4℃时，随温度的升高，水的体积
　变小　 ，密度 　变大　 ，热 　缩　 冷 　胀　 。
即 　4　 ℃时，水体积最小，密度最 　大　 。
变小
变
大
缩
胀
4
大
　说一说
11.如图所示，钓鱼者凿冰钓鱼，请问冬天湖面结冰，湖面下的鱼会被冻死吗？
鱼不会被冻死。当上层湖水温度降到0℃，并继续放热时，湖面开始结冰。由于冰的密度比水小，所以冰会浮在水面上。4℃水的密度最大，湖底水的温度能长时间保持在4℃，所以鱼不会被冻死。
结论2　水的温度低于4℃时，随着温度的降低，体积 　增大　 ，人们把水的这个特性叫做水的 　反常膨胀　 。
增大
反常膨胀
　练一练
12.我国北方的冬天，若水管保护不好，往往会发生水结冰而冻裂水管的现象，原因是冰的密度比水的密度 　小　 ，水结冰后体积会增大；房间的暖气一般都安装在窗户 　下　 面，是依据气体的密度随温度的升高而变 　小　 。
小
下
小
A.水在4℃时密度最小
B.乙图中从A到E，湖水温度逐渐降低
C.4℃以上的水，具有热缩冷胀的性质
D.水在0～4℃范围内，具有热缩冷胀的性质
13.如图甲所示为“水的密度在0～10℃范围内随温度变化”的图象，如图乙所示为北方冬天湖水温度分布示意图，根据图象及水的性质，下列分析判断中正确的是（　D　）
D
知识点2　密度与物质鉴别
【活动一】　鉴别伍角硬币是不是纯铜制成的
　查一查 一些固体的密度（常温常压下）
物质 密度/（kg·m－3） 物质 密度/ （kg·m－3）
锇 22.5×103 铝 2.7×103
金 19.3×103 花岗岩 （2.6～2.8）×103
铅 11.3×103 砖 （1.4～2.2）×103
银 10.5×103 冰（0℃） 0.9×103
铜 8.9×103 蜡 0.9×103
钢、铁 7.9×103 干松木 0.5×103
1.从密度表可看出，不同物质的密度一般是 　不同　 的。铜的密度为 　8.9　 g/cm3。
不同
8.9
　测一测
2.学生实验：
用 　天平　 测出硬币的质量为 　根据实际测量回答　 ；用 　量筒　 测出硬币的体积为 　根据实际测量回答　 ；
计算出硬币的密度为 　　　　 ，因此硬币 　　　　 （选填“是”或“不是”）纯铜制成的。
天平
根据实际测量回答
量筒
根据实际测量回答
　想一想
3.用密度鉴别物质，这种鉴别方法是不是绝对可靠？为什么？
不是。有些不同的物质密度是相同的，比如冰和蜡。
①用已归零的电子秤测出小铁球的质量m；
②在量筒中倒入适量水，读出此时量筒的示数V1；
③将小铁球放入量筒内的水中，读出此时量筒的示数V2；
④利用公式ρ＝计算小铁球的密度；
⑤查找密度表，分析论证：若ρ＝7.9g/cm3，说明铁球是实心的，若
ρ＜7.9g/cm3，说明铁球是空心的。
　写一写
4.实验室提供以下器材，请你选择合适的器材设计实验鉴别一个小铁球是否是空心的，请写出你的实验步骤。（鼓励设计多种可行性方案）
电子秤、托盘天平、量筒、烧杯、水
【活动二】　鉴别铁球是否空心
【活动三】密度与社会生活
　找一找
通过查找资料，找出密度在农业、工业、商业中的广泛应用，并记录下来。
5.密度与农业：盐水选种、 　　　　 。
6.密度与工业：航空器材采用低密度合金、 　　　　 。
7.密度与商业：鉴定牛奶品质、 　　　　 。

【典例1】小延查得在4℃时体积均为1 cm3的三种液体在不同温度时的体积如表所示：
8 16 24 32 40 48 56
甲 1.006 1.018 1.030 1.042 1.054 1.068 1.080
乙 1.002 1.004 1.006 1.008 1.010 1.012 1.014
丙 1.002 1.010 1.070 1.200 1.300 1.600 1.800
体积/cm3
种类
温度/℃
小延认为甲液体比乙和丙更适合作为温度计玻璃泡中的感温液（感温液是封装在温度计感温泡内的测温介质，具有体膨胀系数大、黏度小，高温下蒸气压低、化学性能稳定以及在较宽的温度范围内能保持液态等特点），请你帮他写出选择甲液体的依据： 　甲的体积随温度升高而均匀增大，而丙液体升高相同温度时增大的体积不相同；升高相同温度甲液体的体积变化比乙大，所以选择甲液体　 。
甲的体积随温度
升高而均匀增大，而丙液体升高相同温度时增大的体积不相同；升高
相同温度甲液体的体积变化比乙大，所以选择甲液体
【变式1】某研究人员为了探究冰和水的体积与温度的关系，在一定环境下将1 g的冰加热，分别记录其温度和体积，得到了如下的图象。下列说法正确的是（　B　）
B
A.同种物质的密度与状态无关
B.4℃时，纯水的密度最大
C.冰的温度升高时，密度一直增大
D.同种物质相同状态下的密度与温度无关
【典例2】小明购买了5 kg散装牛奶，回家用电子秤测其质量，果真是5 kg，于是小明判断这些牛奶肯定没掺水，是纯正的好牛奶。你认为小明这种判断牛奶是否掺水的办法是否合理？ 　不合理　 （选填“合理”或“不合理”），你的理由是 　质量相同不代表物质种类相同，应该测量密度判断牛奶是否掺水①用调好的天平测出烧杯和牛奶的总质量m1；②把烧杯内的牛奶适量倒入量筒内，读出量筒内牛奶的体积为V；③用天平测出剩余牛奶和烧杯的质量m2　 。
请你设计实验帮助小明判断牛奶是否掺水。
牛奶密度的表达式ρ＝，查找密度表进行比较。
不合理
质量相同不代表物质种类相同，
应该测量密度判断牛奶是否掺水①用调好的天平测出烧杯和牛奶的总
质量m1；②把烧杯内的牛奶适量倒入量筒内，读出量筒内牛奶的体积
为V；③用天平测出剩余牛奶和烧杯的质量m2
【变式2】小珠在根雕展上看到一个实心香樟木雕刻成的作品，
重8 t。
（1）小珠找来一个同样材料制成的实心小球，测得质量为4.8 g，体积为6 cm3，请问香樟木的密度是多大？
香樟木的密度
ρ＝＝＝0.8g/cm3＝0.8×103kg/m3
（2）该根雕作品的总体积是多少立方米？
该根雕作品的总体积
V总＝＝＝10m3
（3）小珠家有一个同样材质的摆件，如图所示，测得质量为1.4 kg，体积为2 dm3，请通过计算判断此摆件是实心的还是空心的。
如果摆件是实心的，则摆件的体积
V实心＝＝＝1.75×10－3m3＝1.75dm3
而实际摆件的体积为2dm3，大于实心时候的体积1.75dm3，故此摆件是空心的。
课后强化

1.物理课上，老师拿来一个酒精灯和一个纸风车，用细线吊住纸风车放在灯焰上方，过了一会儿，风车转了起来，如图所示。这是因为灯焰使周围空气温度升高，密度变 　小　 ，热空气在 　上升　 （选填“上升”或“下降”）的过程中推动风车转动。
小
上升
3.水具有反常膨胀的特性。如图所示为水的密度在0～10℃范围内随温度变化的曲线。根据图象可知，温度等于 　4　 ℃时，水的密度最大；在0～4℃范围内，水具有 　热缩冷胀　 （选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”）的性质。
2.严冬季节，室外的自来水管经常被冻裂，原因是水管里的水结成冰后，质量 　不变　 ，体积 　变大　 ，密度 　变小　 （以上选填“变大”“变小”或“不变”），而自来水管的内径 　不会　 （选填“会”或“不会”）增大，所以导致水管被胀裂。
不变
变大
变小
不会
4
热缩冷胀
4.一些影片中常有这样的镜头：高墙倒塌压在众人（演员）身上，造成人员受伤。但在实际拍摄中，倒塌的高墙并不会砸伤演员，砌成这种高墙的物块最有可能是（　C　）
A.泥土砖块 B.金属块
C.泡沫塑料块 D.木块
C
物质 密度/（kg·m－3）
铅 11.3×103
铝 2.7×103
铜 8.9×103
铁 7.9×103
A.铝 B.铜 C.铅 D.铁
5.有一个实心金属块，从外观上很难认出是哪种金属，现测得它的体积和质量分别为5.4 cm3、48 g，请你通过下表鉴别它可能是哪种金属（　B　）
B
6.在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用水银温度计测量水温。水温升高时，温度计内有关水银的物理量，减小的是（　C　）
A.质量 B.体积 C.密度 D.液柱高度
7.小明的妈妈买了一枚金戒指。小明想知道这枚金戒指是不是纯金的（金的密度为19.3×103 kg/m3），于是测出戒指的质量为7.8 g，体积为0.5 cm3。请通过计算判断这枚戒指是不是纯金的。
解：ρ＝＝＝15.6g/cm3＝15.6×103kg/m3
因为15.6×103kg/m3＜19.3×103kg/m3，所以这枚戒指不是纯金的。
C

1.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，以尽量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
D
2.碳纤维是一种新型的材料，具有耐高温、抗摩擦、耐腐蚀的特性，其密度是钢的四分之一，强度是钢的10倍，它适合制作（　C　）
A.压路机的轮子 B.食品包装盒
C.汽车车身的内外装饰 D.汽车的底盘
3.“盐水选种”时需要用密度为1.1 g/cm3的盐水，现配制了0.05 m3的盐水，称得它的质量是60 kg。这样的盐水（　D　）
A.符合要求 B.无法确定是否符合要求
C.不符合要求，需要加盐 D.不符合要求，需要加水
C
D
4.在测量液体密度的实验中，小明利用天平和量杯测出液体和量杯的总质量m及液体的体积V，得到几组数据并绘出如图所示的m－V图象，下列说法正确的是（　B　）
A.量杯的质量为40 g
B.40 cm3该液体的质量为40 g
C.该液体的密度为1.25 g/cm3
D.该液体的密度为2 g/cm3
B
5.如图所示是我国自行研制的拥有自主知识产权的飞机。设计师为了减轻飞机的质量，将一些钢制零件改成铝合金制零件，使其质量减少了102 kg，则所需铝合金的质量为 　34　 kg。（ρ钢取8.0×103 kg/m3，ρ铝合金＝2.0×103 kg/m3）
34
6.小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律，如图所示。在0～4℃范围内，水温升高，水的体积将 　减小　 。当水温在4℃时，水的密度 　最大　 （选填“最大”或“最小”）；罐装的饮料（可看作水）在此温度下存放是最 　安全　 （选填“安全”或“不安全”）的。
减小
最大
安全
7.有一铁球的质量是237 g，体积是80 cm3。（已知ρ铁＝7.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3）
（1）请通过计算说明该铁球是空心的；
解：（1）假设该球是实心的，则实心体积
V实＝＝＝30cm3
因为V实＜V球，故该铁球是空心的。
（2）空心部分的体积有多大？
解：（2）空心部分的体积
V空心＝V球－V实＝80cm3－30cm3＝50cm3
7.有一铁球的质量是237 g，体积是80 cm3。（已知ρ铁＝7.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3）
（3）若将该铁球的空心部分注满水，则整个铁球的总质量有多大？
解：（3）若将铁球的空心部分注满水，水的体积
V水＝V空心＝50cm3
则注水质量m水＝ρ水V水＝1g/cm3×50cm3＝50g
故整个铁球的总质量m总＝m球＋m水＝237g＋50g＝287g
7.有一铁球的质量是237 g，体积是80 cm3。（已知ρ铁＝7.9×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3）

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