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第五章 我们周围的物质
5.2 物质的密度
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
课时讲解
1
课时流程
2
物体的质量与体积的关系
密度
从身边的问题出发：
人口在不同的地方分布不同，有的地方人口分布很稠密，反之有的地方人口分布很稀疏；对于植被也是同样，有的分布十分稠密，也有的分布非常稀疏……
观察上图，不需测量就能发现：同种物质组成的物体，体积越大质量越大。通过用手掂一掂体积相同的木块、铝块和铜块，比较也会发现：m 木猜想：组成物体的物质分布也会有的稠密，有的稀疏，要探究物质的疏密度就要探究其质量跟体积的比值关系。
“物质疏密度”理解：
不同种物质组成的实心物体，体积相同时，质量一般不同，即相同体积内所含物质的多少是不同的，类比人口分布疏密不同可知，物质分布的疏密也不同。
建构模型
疏密度：
疏密度有很多情况，比如一定面积内人口的分布疏密情况叫人口密度，园林或者森林中树木的栽培密度等。但不管求哪种疏密度，实质上都是求比值。
例如：
人口密度= ，栽培密度= 。
知识点
物体的质量与体积的关系
1
提出问题
(1)同种物质组成的物体，质量与体积的比值有什么样的关系？
(2)不同物质组成的物体，质量与体积的比值有什么样的关系？
2. 设计实验
实验器材：大小不同的长方体木块3 个、大小不同的铝块3 个、刻度尺、量筒和水、天平。
3. 进行实验
(1)取一个木块，用天平称量出它的质量，用刻度尺测量长、宽和高后算出它的体积，把数据填入设计的表格中；
(2)重复步骤(1)把另外两个木块的质量和体积测算出来，把数据填入表格；
(4)重复步骤(3)测出另外两个铝块的质量和体积，把数据填入表格。
(3)取一个铝块，用天平称量出它的质量，用量筒和水测出它的体积，把数据填入设计的表格中；
实验表格
研究对象 质量m/g 体积V/cm3 质量与体积之比
/g﹒cm-3
木块 6 10 0.6
12 20 0.6
18 30 0.6
铝块 27 10 2.7
54 20 2.7
81 30 2.7
(5)分别把木块和铝块所获得的实验数据在所给坐标系(图2)中描点，然后连线，分别画出木块和铝块的m-V 图像，观察它们的特点并进行比较(注意：体积为0 时，质量也是0，故m=0 和V=0，也可以作为一个点)。
深度理解
1.分别选择三个体积不同的铝块( 或木块) 做实验，是为了研究同种物质组成的物体的质量和体积之间的关系”，选用多种物质(铝块、木块)且每种物质做三次实验，是为了多次实验归纳总结规律，避免一次实验的偶然性。
2.选择两种物质(铝块、木块)做实验，是为了研究不同种物质组成的物体的质量和体积之间的关系。
3.求出每次实验的质量和体积的比值，是为了发现这一比值遵循的规律，体现出这一比值的重要性和特殊性。
4.某种物质组成的物体单位体积的质量与某种物质组成的物体的质量与体积的比值这两种表述的物理意义是一致的，因为单位体积的质量就是用质量除以体积(质量与体积的比值)求得的。
4. 分析论证 分析实验数据或图像，可以得出结论：
(1)同种物质组成的物体，其质量与体积的比值是相同的(即质量与体积成正比)；不同物质组成的物体，其质量与体积的比值一般是不同的。
“一般”是不同的，但不是“一定”不同！
(2)当同种物质组成的物体体积变化时，其质量变化，但质量与体积的比值不变，故比值与物体的质量大小、体积大小均无关，但比值与物质的种类有关。
体积变为原来的几倍，质量也变为原来的几倍，但质量和体积的比值不变。
5. 交流评估
(1)用刻度尺测算木块体积时，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)在测量铝块的质量和体积时，有的同学先用量筒和水测体积，铝块表面附着的水没擦干净，造成用天平测质量时结果偏大，影响了实验结果。
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！
例 1
水的密度是1.0×103 kg/m3。
(1)它表示的含义是______________________________ 。
体积为1 m3 的水质量是1.0×103 kg
思路导引：密度在数值上等于物体单位体积的质量，比如1 m3、1 dm3、1 cm3 等都是单位体积。
(2)1.0×103 kg/m3 合_________g/cm3。
1
思路导引：直接单位换算即可。
(3) 一杯水， 喝掉一半， 剩余的半杯水质量_______ ， 体积_____ ， 密度 _____。( 以上三空均填“ 变大”
“ 不变” 或“变小”)
变小
变小
不变
思路导引：密度是物质的特性，每种物质都有自己的密度，跟物体的质量、体积均无关，一杯水喝掉一半后，所含的水少了，质量变小，体积变小，但密度保持不变。
(4) 把这杯水放入冰箱冷冻室， 水结成冰后， 它的质量_______， 密度_______。( 以上两空均填“ 变大”
“ 不变” 或“变小”)
不变
变小
思路导引： 不同物质，密度一般不同，密度还跟物质的状态有关。水结成冰后，所含的物质多少不变，质量不变，但密度变小了。
1.辨析、比较、理解密度和质量
密度 质量
定义 某种物质的质量与体积的比值 物体所含物质的多少
单位 kg/m3 kg
特点 物质的特性，与物体的质量、体积和运动情况无关，与物质种类和状态有关 物体的属性，与物体的形状、位置、状态无关
2.巧定密度是否改变
1.明确物体的状态。
2.物质的密度与物质种类和状态有关；物体质量、体积变化后，其密度不变。
3.气体的明显特点是：体积总是充满装它的整个空间。若用掉一部分，体积不变，其密度变小。
1.[ 中考·鞍山] 关于质量和密度，下列说法中正确的是( )
A. 同种物质组成的物体，其密度与质量成正比
B.“铁杵磨成针”时铁的密度发生了变化
C. 冰的密度是0.9×103 kg/m3，表明1 m3冰的质量是0.9×103 kg/m3
D. 宇航员把月球岩石标本带回地球，标本的质量不变
D
知识点
密度
2
1. 定义 物理学中，把某种物质的___________的比值，叫做这种物质的密度。
2. 表达式 根据密度定义，我们可以得到：密度= ，用公式表述为ρ = 。
质量与体积
思想方法
比值定义法：用两个基本的物理量的“比”来定义一个新的物理量的方法，是物理学中最常用的定义法。这里用质量与体积的比值定义密度，它反映了物质的一种特性。
3. 单位 在国际单位制中，密度的单位是千克/ 米3，读作
“千克每立方米”，符号是kg/m3，常用单位：g/cm3。1 g/cm3=1×103 kg/m3。
kg/m3也可以写成kg·m－3;g/cm3也可以写成g·cm－ 3。
4. 关键知识提醒 用密度公式进行有关计算时，公式中的三个物理量单位必须统一，不能混用。
5. 物理意义 密度在数值上等于物体单位体积的质量。比如铝的密度是2.7×103 kg/m3，它表示体积为1 m3 的铝的质量是2.7×103 kg。
密度单位的换算推导：
1 g/cm3=1 =1× =1×103 kg/m3。
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。
6.(1)密度是物质的一种特性。它与物质的种类和状态有关，与物体的质量、体积、运动状态均无关。
(2)导致物质密度变化的几种情况：
①质量不变时体积发生变化。例如水银温度计中的水银，在测量体温过程中热胀冷缩，质量保持不变，体积变化，导致密度变化；
②体积不变时质量发生变化。例如液化气罐中的液化气在使用过程中，因为气体能充满它所能达到的空间，所以体积保持不变，但质量减小，导致密度减小；
③状态发生变化。例如冰熔化成水，密度变化。
3.实验探究处理数据小窍门
实验探究，都要测量多组有关物理量间的对应数据，对这些数据进行分析比较，寻找规律。
其中的小窍门就是：同中求异，
异中求同。
例2
小明在“探究物体的质量与体积的关系”实验中。
物体 A B C
质量/g 13.5 21.6
体积/cm3 5.0 8.0
27
(1)用调节好的天平称一个物体的质量，当把物体A 放到天平左盘时，右盘中的砝码质量和游码所处的位置如图3 甲所示，天平平衡，请你将数据记录在表一内。
表一
思路导引：物体的质量为所有砝码的质量与游码左边线对应示数之和，由图甲可知：m=20 g+5 g+2g=
27 g。
物体 A B C
质量/g 13.5 21.6
体积/cm3 5.0 8.0
10.0
(2)将该物体放到盛有70 cm3 水的量筒中，量筒中的水面如图乙所示，将物体体积记录在表一内。
表一
思路导引：由图乙可知，物体和水的总体积为80 mL，则物体的体积V=V 总-V 水=80.0 mL-70.0mL
=10.0 mL=10.0 cm3。
(3)按照以上两个步骤，小明继续测量了两个同种物质组成的物体的质量和体积，并将数据记录在表一中，请你根据表中数据在图丙的坐标纸上用描点法作出图像，
观察图像并得出结论：______________________________
_________________________________________________________________。
如图4 甲所示；同种物质组成的物
体质量和体积成正比(或同种物质组成的物体质量和体积的比值是个定值)
思路导引：利用描点法，将“10.0，27”“5.0，13.5”“8.0，21.6”三组数据描点，可得质量和体积变化图像如图4 甲所示，观察图像可得出结论。
(4) 小明又测量了3 个不同物体的质量和体积， 得到的数据记录在表二中， 也将表二中的数据在图丙中描点。
4.如何描点画图像
1.先总体观察实验数据，确定坐标系横、纵坐标的分度值。
2.把每组数据在坐标系中描点。
3.由于实验有误差，所以数据会有偏差。连线时，不必把所有的点都连成图像，尽量使大多数点在图像上即可。
4.连线时尽量使图像曲线平滑，不用折线。
分析并得出结论：________________________________
________________________________________________________。
如图4 乙所示；E 与A、B、C 是同种
物质(或D、F 与A、B、C 是不同物质，或D、F 是同种物质)
物体 D E F
质量/g 9.0 20.3 15.5
体积/cm3 5.0 7.5 8.6
表二
思路导引：同理，可得到表二中的描点结果如图4 乙所示。E 在A、B、C 的图像上，说明它与A、B、C 是同种物质。
18.0
(5)一个由与D 相同物质组成的物体，体积是10 cm3，它的质量是______g。
思路导引：利用前面的结论，同种物质组成的物体，质量和体积的比值不变，可求出与D 相同物质组成的物体，体积是10 cm3，它的质量应是18.0 g。
探究物质的密度
密度
公式
单位
定义
应用
探究物质的密度
1. 密度是物质的一种特性。
2. 公式ρ＝m/V的理解：
(1)公式ρ＝m/V告诉我们，物质的密度等于其质量与体积的比值，但物质的密度与其质量和体积的大小无关。
(2)公式m＝ρV告诉我们，物体的密度一定时，其质量与体积成正比。
(3)公式V＝m/ρ告诉我们，物体的密度一定时，其体积与质量成正比。

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