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第六章
质量与密度
第2节 密度
学习目标——物理学科素养
01
物理观念
理解密度的概念，掌握密度的定义式及其物理意义，形成对物质属性的基本认识
02
科学思维
通过密度公式的推导和应用，培养逻辑推理和数学运算能力，学会运用科学思维方法分析实际问题。
03
科学探究
通过测量物质密度的实验，掌握使用天平和量筒测量质量与体积的技能，提升科学探究能力和实验操作能力。
04
科学态度与责任
认识到密度知识在生活和生产中的广泛应用，体会科学服务于社会的价值，养成严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神
教学重难点
教学难点
教学重点
1密度的概念、定义式及物理意义；
2. 密度公式的推导和应用；
3. 测量物质密度的实验过程及操作技能。
1. 理解密度是物质的一种特性，它与物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；
2. 灵活运用密度公式解决实际问题；
3. 理解实验过程中的误差和分析，确保测量结果的准确性。
问题1：长度和横截面积都相同的铝柱和钢柱，哪个质量大？
问题2：如果它们的体积很大，质量不便直接测量，我们又如何间接地得到它们的质量呢？
课堂引入
铝柱
01
知识点1 探究物质的质量与体积的关系
相同的物质，体积越大，质量越大
小铁块和大铁块谁的质量大
小木块和大木块谁的质量大
大苹果和小苹果谁的质量大
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
【思考】
　　如果一个铜块的体积是另一个铝块的2倍、3倍…那么它的质量也是另一个的2倍、3倍……吗 也就是说，同种物质的质量与它的体积成正比吗
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
【实验猜想】
根据我们的生活常识：
（1）一桶水的质量大于一杯水的质量。
（2）相同体积的石头比泡沫重。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
猜想：同种物质组成的不同物体，体积越大，质量越大，物体的质量与体积可能成正比。
【实验思路】
　　根据生活经验，同种物质的不同体积下，体积越大，质量越大。我们可以选用同种物质的不同体积下，研究其质量和体积间的数量关系。例如，取大小不同、外形规则的若干铝块(不同的实验组可选择铁块或木块)做实验。用天平测出不同铝块的质量，用刻度尺测量长、宽、高后计算出它们的体积。根据实验数据，研究铝块的质量与体积的关系。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
【实验设计】
1. 取几个不同体积的的铝块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量长、宽、高，计算出它们的体积；
2. 取几个不同体积的铁块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量长、宽、高，计算出它们的体积；
3. 根据实验数据进行分析，找出同种物质的质量与体积的关系。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
1. 实验装置
托盘天平
砝码
刻度尺
1
2
3
最大称量为200g的托盘天平（含砝码）1架、三个大小不同的正方体铝块、刻度尺。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
（1）将天平放在水平桌面上，并调节天平平衡;
（2）用天平测量出铝块1的质量，并将数据填入在表格;
（3）用刻度尺测量铝块的棱长，算出其体积，并将数据填入表格；
（4）重复上述步骤（2）（3），分别测量出铝块2和铝块3的质量与棱长，计算出体积并将数据填入表格；
（5）分别计算出其质量与体积的比值，并将数据并填入表格。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
2. 实验过程
物体 m/g V/cm3 （）/(g·cm-3)
铝块1 27 10 2.7
铝块2 54 20 2.7
铝块3 81 30 2.7
（1）利用表格数据分析
①铝块的体积增大为原来的几倍，其质量也增大为原来的几倍。
②质量和体积的比值不变。
3. 分析论证
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
物体 m/g V/cm3 （）/(g·cm-3)
铝块1 27 10 2.7
铝块2 54 20 2.7
铝块3 81 30 2.7
0 10 20 30 40
80
60
40
20
（2）用图象分析
以体积 V 为横坐标，质量m为纵坐标建立坐标系。在坐标纸上分别描出三个铝块的质量和体积的对应点和一个m=0，V=0的点，根据表中数据画出铝块的m-V图像。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
物体 m/g V/cm3 （）/(g·cm-3)
铝块1 27 10 2.7
铝块2 54 20 2.7
铝块3 81 30 2.7
由图像可知，这是一条过坐标原点的倾斜直线，即正比例函数图像。故铝块的质量与体积成正比。
铝块质量与体积的比值不变，即铝块的质量与体积成正比。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
4. 实验结论
5. 交流与合作
如果用铜块做实验，我们也会发现，铜块质量与体积的比值不变，即铜块的质量跟体积成正比，但比值为8.9g/cm ，而不是2.7g/cm 。所以同种物质，质量与体积成正比且比值相同；不同种物质，质量与体积的比值一般不同。
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
【典例1】小明用蜡块和干松木块探究质量与体积的关系，测得的实验数据如下表。分别画出蜡块和干松木块的质量m与体积V的关系图像。其中，蜡块的图像是 选填“A”或“B”，分析图像A可以得到的结论是 _
。
实验序号 蜡块 干松木块 体积 质量 体积 质量
①
②
③
④
同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值相等
A
知识点1：探究物质的质量与体积的关系
探究新知
【详解】[1]运用控制变量法，取蜡块与干松木块的体积均为
，对比表格中的数据可知蜡块的图像为图像A；
[2]根据图像A可知：同种物质组成的不同物体，其图像为正比例函数图像，其质量与体积之比为定值，故分析图像A可以得到的结论是：同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值相等。
02
知识点2 密度
1. 定义：某种物质组成的质量与它的体积之比叫做这个物质的密度。密度用ρ表示，密度在数值上等于物体单位体积的质量。
2. 密度的公式
密度=
质量
体积
变形公式：m=ρV 或 V=m/ρ
知识点2：密度
探究新知
国际单位：千克每立方米 (kg/m3)
常用单位：克每立方厘米 (g/cm3)
3. 密度的单位及换算：
3
3
3
3
m
/
kg
103
m
10-6
kg
10-3
cm
1
g
1
cm
/
g
1
=
=
=
密度的单位换算
知识点2：密度
探究新知
知识点2：密度
探究新知
特别提醒：运用密度公式的注意事项
(1)公式 是密度的定义式，适用于所有物体(包括气体、液体和固体)密度的计算.
(2)质量、体积和密度必须对应同一物态的同一物体.
(3)单位统一，对应使用如下：
质量 体积 密 度
千克(kg) 克(g) 立方米(m) 立方厘米(cm) 千克每立方米(kg/m3)
克每立方厘米(g/cm3)
4.对密度公式 的理解
(1)密度是物质的一种特性，同种物质在一定状态下，密度是一个定值，与物体的质量、体积无关。不能认为与质量成正比，与体积成反比。
(2)同种物质组成的物体，其质量与体积成正比。即
(3)不同物质组成的物体，在体积相同时，其质量与密度成正比。
即
(4)不同物质组成的物体，在质量相同时，其体积与密度成反比。
即
知识点2：密度
探究新知
水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3
其物理意义为1m3水的质量为1.0×103kg。
5.密度的物理意义
铁的密度 ρ铁＝7.9×103 kg/m3，其物理意义又是什么呢？
知识点2：密度
探究新知
6. 常见物质的密度（一些固体、液体、气体的密度）
观察表中数据能发现什么规律？
知识点2：密度
探究新知
物质密度的一些规律
1. 一般：ρ固＞ρ液＞ρ气 ；
2. 一些物质密度相同：如冰和蜡，酒精和煤油；
3. 同种物质物态不同密度可能不同：如冰和水；
4. 固体和液体密度用国际单位，数值都表示为“×103 ”的形式，如ρ水=1.0×103 kg/m3 ；气体密度用国际单位，数值没有“×103”，如ρ空气=1.29 kg/m3。
知识点2：密度
探究新知
知识点2：密度
探究新知
7. 密度计算的一般步骤：
（1）确定已知条件并统一各物理量的单位；
（2）分析求未知量所需要的条件；
（3）选择适当的公式进行计算。
【典例2】已知铝棒的直径d为0.1m，长l为2.5m，铝棒的质量是多少
【详解】铝棒的体积
根据公式，可得铝棒的质量为
03
科学世界：密度与温度
密度与温度
自然界中一般物体都遵循热胀冷缩的规律，
但是0℃～4℃区间的水例外。
状态变化
温度变化
质量不变
体积变化
密度变化
热胀冷缩
　　温度能够改变物质的密度，在常见物质中，气体的热胀冷缩最显著，其密度受温度的影响最大。一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显，它们的密度受温度的影响较小。对于气体的密度，须限定条件，如在0℃和标准大气压下等。
科学世界：密度与温度
探究新知
　　在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要，如果保护不好，水管内的水结了冰，不仅影响正常的生活用水，有时还会把水管冻裂，造成设备的损坏。
水管为什么会被冻裂 从密度表中，我们可以看到冰的密度比水的密度小，因此水冻成冰后体积增大，这样就把水管胀裂了。
科学世界：密度与温度
探究新知
　　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，但是水比较特殊。水在4℃时密度最大，温度高于4℃时随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4 ℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小，水凝固成冰时体积变大，密度变小。在寒冷的冬天，湖面封冻了，较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，鱼儿仍然可以自由自在地游动呢!
冬天湖水温度分布示意图
【视频欣赏】
科学世界：密度与温度
探究新知
【典例3】图甲为水的密度随温度变化的图像，图乙为北方冬天湖水温度分布示意图。根据图像以及水的其他性质，下列分析正确的是（　　）
科学世界：密度与温度
探究新知
A．湖水温度只要达到0℃就会凝固
B．同体积的水在4℃时质量最大
C．湖水在A、B、C、D、E各处的温度相同
D．在0~4℃范围内，水不遵从热胀冷缩的规律
BD
【详解】A ．水的凝固点是0℃，但湖水温度达到0℃时，若不能继续放热，湖水不会凝固，故A错误；
B．由图甲可知，水在4℃时密度最大， 由 可知，相同体积的水在4℃时质量最大，故B正确；
C． 由图乙可知，湖水在A、B、C、D、E各处深度不同，各处的温度不同，乙图中从上到下上水的温度升高，故C错误；
D． 根据热胀冷缩原理，一般物质温度升高体积膨胀、密度减小，从图甲能看到，在范围内，水的密度随温度升高而增大，水的体积冷胀热缩；在0~4℃范围内，水不遵从热胀冷缩的规律，故D正确。
科学世界：密度与温度
探究新知
小结
课堂小结
课堂小结
探究新知
密度
密 度
①同种物质，质量与体积成正比；质量与其体积的比值是一定的。
②不同物质组成的物体，质量与其体积的比值一般是不同的．
①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。密度是物质的一种特性。
②公式：ρ=m/V
国际单位：千克／米3（kg/m3）
③单位
单位换算：1g/cm3= 1.0×103 kg/m3
一般物体都具有热胀冷缩的现象；水具有反常膨胀
物质的质量与体积的关系
密度与温度
常用单位：克／厘米3（g/cm3）
练习
课堂练习
1．下列有关密度的说法错误的是（　　）
A．同种物质密度可以不同，如将一杯水冻成冰，密度改变
B．铜的密度比铝的密度大，表示铜的质量大于铝的质量
C．一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度不变
D．一钢瓶中充满氧气，当用掉一半后，钢瓶中氧气的体积不变，密度变小
课堂练习
探究新知
B
课堂练习
探究新知
D
2．由甲乙两种物质组成的不同物体，其质量与体积的关系如图所示，分析图像可知，两种物质的密度之比ρ甲︰ρ乙为（　　）
A．1︰2 B．3︰2 C．2︰3 D．3︰1
【详解】由图可知，物质甲的体积为1cm3时，质量为2g，则物质甲的密度
物质乙的体积为3cm3时，质量为2g，则物质乙的密度
则两种物质的密度之比
课堂练习
探究新知
B
3．如图所示，在探究物质质量和体积关系时，小益同学测出实验桌上甲、乙、丙三个物体的质量和体积，根据数值在图上描出甲、乙、丙三个点，则下列判断正确的是（　　）
A．甲密度为4g/cm3
B．乙的密度等于甲的密度
C．丙比甲的密度小
D．甲、乙一定是由同种物质组成的
【详解】A．由图像可知，甲的体积为时，质量为2g，
则甲的密度，故A错误；
B．由图像可知，乙的质量和体积图线与甲的图线重合，说明乙的质量与体积的比值和甲相同，说明乙的密度等于甲的密度，故B正确；
C．当甲和丙体积相同时，丙的质量大于甲的质量，根据可知，丙比甲的密度大，故C错误；
D．密度相同的物质不一定是同一种物质，如酒精和煤油；乙的密度等于甲的密度，但甲、乙不一定是由同种物质组成的，故D错误。
课堂练习
探究新知
1800
4．如图甲，边长为10cm的立方体的密度为，则该立方体的质量为_ ___ g；把该立方体雕刻成图乙的形状后，其质量相对于原来的立方体 、密度 。（后两空选填“变大”“不变”或“变小”）
【详解】[1]由得边长为10cm的立方体的质量为：
[2][3]把该立方体雕刻成如图乙的形状后，质量相对于原来的立方体减小；密度与质量和体积大小无关，故密度不变。
变小
不变
1350
课堂练习
探究新知
5．的冰块完全熔化成水，其质量是 g，体积是 。（，）
【详解】[1]由密度公式，冰块的质量为
冰熔化成水后，质量不变，故水的质量为1350g。
[2]由密度公式，
水的体积为
1.35
课堂练习
探究新知
6．在探究质量与体积的关系时，小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验。
（1）图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的错误是 ；
（2）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像，如图乙所示；
①分析图像可知：同种物质的不同物体，其质量与体积的比值 （选填“相同”或“不同”），物理学中将 与 的比值 定义为密度；
②塑料和液体相比，塑料的密度 （选填“更大”“相同”或“更小”）；
（3）设计实验表格。
测量过程中调节平衡螺母
相同
质量
体积
更大
课堂练习
探究新知
7．一个空玻璃瓶质量为80g，装满水后瓶和水的总质量为580g，若用该空瓶来装水银，则最多能装多少质量的水银？（水的密度ρ水=1.0×103kg/m3，水银密度ρ水银=13.6×103kg/m3）
【详解】由题意可知，水的质量为
水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3=1.0g/cm3，瓶子装满水，瓶的容积与水的体积相等，则瓶子的容积为
所以装满水银时，水银的质量为
课堂练习
探究新知
8． 某型号燃油汽车原来使用的是质量为948kg的钢质外壳，升级改用镁合金材料后，质量为216kg。（ρ钢＝7.9×103kg/m3）请计算：
(1)汽车外壳所用钢质材料的体积是多少？
(2)镁合金材料的密度是多少？
【详解】（1）由密度公式 得，
钢质材料的体积为：
（2）镁合金材料与钢质外壳体积相等，即
镁合金的密度为
课后作业
探究新知
作业
内容
同步作业
完成课后作业：“练习与应用”
自主安排
配套同步分层作业
谢谢聆听
谢谢聆听

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