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5.2 物质的密度
第五章 质量与密度
知识点
物体的质量与体积的关系
知1－讲
1
2022年北京冬奥会使用的是我国自主研发、制造的雪车，它的车身是用轻质材料制成的，这种雪车质量小，强度大。如果雪车的车身是用普通钢材做的，它的质量就要大得多。由此可见，物体即使体积相同，因所含物质不同，质量也不一样。
知1－讲
【提出问题】物体的质量与体积是否有关？如果有关，具体有何关系？
【设计实验与制订方案】(1)先将天平放在水平实验台上按要求调节好。
(2)取大小不同的三块长方体木块，用天平测量出它们的质量，记录在实验表格内。
知1－讲
深度思考 实验中取大小不同的三块长方体木块的目的是什么？
深度理解
实验中选用多块木块进行实验，可以使得到的结论更具普遍性，更有说服力。
实验中选用的木块质量(或体积)是整数倍关系，可使其质量与体积之间的正比关系更加明显，更加直观。
知1－讲
(3)用直尺分别测量出三块木块的长、宽、高后计算出它们的体积，记录在实验表格内。
(4)分别计算出木块的质量与体积的比值。
物体 质量m/g 体积V/cm3 /(g·cm－3)
木块 1 5 10 0.5
木块 2 10 20 0.5
木块 3 15 30 0.5
知1－讲
(5)将木块换成铁块，重复上述操作，可以得到实验表格如表所示。
物体 质量m/g 体积V/cm3 /(g·cm－3)
铁块 1 79 10 7.9
铁块 2 158 20 7.9
铁块 3 237 30 7.9
知1－讲
【获取与处理信息】以木块的体积V为横坐标，以质量m 为纵坐标，在坐标纸上描点，然后把这些点连起来，如图1所示。同理，作出铁块的质量m与体积V
的关系图像，
如图2 所示。
知1－讲
【分析与论证】(1)由表中数据可以得出，木块(或铁块)的质量和体积之比是一定的；木块的质量与体积之比和铁块的质量与体积之比是不同的。(2)由图像可知，物体的m-V 图像是一条正比例函数图线。即同一种物质组成的物体，其质量与体积之比是一定的；不同物质组成的物体，其质量与体积之比一般是不同的。
知1－讲
【交流评估】
(1)用刻度尺测量木块的长、宽、高，再计算木块体积时，刻度尺精确度不高，算出的木块体积就有较大误差，会影响实验结果。
(2)在测量铁块的质量和体积时，有的同学是用排水法测量的，先用量筒和水测体积，铁块表面附着的水没擦干净，再用天平测质量时结果偏大，影响了实验结果。
知1－讲
方法规律
图像可以用来表示一个物理量随另一个物理量的变化情况，图像法有着直观准确的特点，是物理学中常用的研究方法。
知1－讲
图像解读
1. 图像的原点表示：物体的体积为0时，质量为0。
2. 图像是一条过原点的直线，表明同种物质的质量与它的体积成正比。
知1－讲
思想方法
归纳法：根据实验收集到的数据进行分析归纳，找出数据间的内在规律和联系,即为结论或规律。表述时，应注意成立的条件!
知1－练
例 1
[常熟期中]小华在“探究同种物质的质量与体积的关系”时，选择了三个体积和质量均不同的实心铜块做实验。实验中，将数据记录在了自己设计的表格中。小华在分析质量与体积的比值时，发现其中一组数据比值与其他明显不同，他认为可能是测量错误，接下来他的正确做法是(　　)
知1－练
质量m/g 体积V/cm3 比值/(g·cm－3)
铜块 1 89 10
铜块 2 178 20
铜块 3 356 70
知1－练
A. 利用测得的三组数据在直角坐标系中作图分析
B. 将怀疑数据找出，分析错误原因，并重新测量后利用三组数据在直角坐标系中作图分析
C. 将怀疑数据删除，利用其他两组数据在直角坐标系中作图分析
D. 将所有数据删除，再测三组数据，利用三组数据在直角坐标系中作图分析
知1－练
解题秘方：在探究性实验中，我们一般要求至少要进行三次实验，这样得出的结论才可能具有普遍意义。在发现其中一组数据比值与其他明显不同时，应先确定这组数据是否有误，若无误，则根据数据得出结论；若有误，则需要找出原因，填写正确的数据。
知1－练
解析：在发现其中一组数据比值与其他明显不同时，我们不能简单地删除怀疑数据，重新进行实验再测出一组数据，
而应根据实验步骤判断这组数据是否有误，若无误，则根据数据得出结论；若有误，则需要找出原因，填写正确的数据，故A、D 不符合题意，B 符合题意。
知1－练
在探究性实验中，我们一般要求至少要进行三次实验，得出三组数据，这样根据数据得出的结论才具有普遍意义。只有两组数据，在作图时无法准确得出其关系，故C 不符合题意。
答案：B
知1－练
1-1. [句容月考] 在“ 探究物体的质量与体积的关系”实验中，需要用______测物体的质量，用______测量物体的体积，实验需要进行多次测量，目的是___________ (填“得到普遍规律”或“求平均值减小误差”)。
天平
量筒
得到普遍规律
知1－练
1-2. 如图所示的各现象中，可作为“物质质量与体积有关”事实依据的有(　　)
A. (2)与(3)
B. (2)与(4)
C. (1)与(4)
D. (1)与(2)
C
知2－讲
知识点
密度
2
1. 定义 物理学中，把某种物质组成的物体的质量与体积之比，叫做这种物质的密度。
2. 定义式 密度—ρ＝
—质量
—体积
知2－讲
思想方法
比值定义法：用物理量之比定义新的物理量，是物理学中常用的科学思维方法。这里用质量与体积之比定义密度。密度表示了物质的一种属性。
知2－讲
3. 密度的单位
(1)在国际单位制中，密度的单位为千克/ 米3，符号为kg/m3。
(2)密度的常用单位还有克/ 厘米3，符号为g/cm3。
(3)1 g/cm3＝1×103 kg/m3。
注：kg/m3也可以写成kg·m－3；g/cm3也可以写成g·cm－3。
知2－讲
4. 对密度的理解
(1)密度是物质的一种属性。一般情况下，同种物质密度相同，不同物质密度不同。
(2)密度跟物质的种类、状态和温度等有关。
知2－讲
5. 密度的计算
(1)公式：①求密度：ρ＝；②求质量：m＝ρV；③求体积：V＝。
(2)要求：①公式中ρ 、m、V必须是同一物体的；②公式中物理量的单位必须统一。
知2－讲
特别提醒：物理公式和数学公式是不一样的，并不能完全像数学公式一样来分析成正比或反比，因为物理公式有其特定的物理意义，分析物理公式时要结合具体物理量来进行。
知2－讲
拓展举例
一杯水和一桶水的密度相同，但冰和水的密度不同。
知2－练
[中考·深圳，多选]下列例子中，密度不变的是(　　)
A. 水结成冰 B. 粉笔用了一半
C. 铁杵磨成针 D. 氧气瓶中的氧气被用去一半
例 2
解题秘方：密度是物质的一种属性，对于确定的某种物质，它的密度不随质量、体积的改变而改变。同种物质，状态不同，密度不同。
知2－练
解析：水结成冰，状态变化了，密度发生了变化，冰的密度小于水的密度，故A不符合题意；粉笔用了一半，物质多少发生变化，而物质种类、状态和温度等不变，所以密度不变，故B符合题意；铁杵磨成针，物质多少发生变化，而物质种类、状态和温度等不变，所以密度不变，故C符合题意；氧气罐内氧气被用去一半后，体积不变，质量减小，其密度减小，故D 不符合题意。
答案：B、C
知2－练
2. [襄阳模拟] 甲、乙两实心金属块，它们的体积之比为2∶1，将它们分别放在调好的天平的左右盘中，天平恰好平衡。甲和乙的质量之比为______；若将甲切去，乙切去，那么甲和乙剩余部分的密度之比为______，质量之比为______。
1∶1
1∶2
8∶3
物质的密度
密度
探究
定义
定义式
单位

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