密度的概念與測(cè)量

1、密度目錄 【密度的概念】 【密度的應(yīng)用】 【測(cè)物體密度的方法】 一、測(cè)固體密度 二、測(cè)液體密度 【對(duì)于實(shí)物微粒，密度的含義】 【密度與浮力的關(guān)系】 常見物質(zhì)的密度 mì dù；density 編輯本段【密度的概念】在物理學(xué)中，把某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度。1、某種物質(zhì)的質(zhì)量和其體積的比值，即單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量，叫作這種物質(zhì)密度。符號(hào)。國際主單位為單位 為千克/米3，常用單位還有 克/厘米3。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為=m/V。在國際單位制中，質(zhì)量的主單位是千克，體積的主單位是立方米，于是取1立方米物質(zhì)的質(zhì)量作為物質(zhì)的密度。對(duì)于非均勻物質(zhì)則稱為“平均密度”。2、密度的

2、物理意義。用水舉例，水的密度在4時(shí)為103千克/米3或1克/立方厘米（1.0×103kgm3，）物理意義是：每立方米的水的質(zhì)量是1.0×103千克。地球的平均密度為5.5×103千克/米3。標(biāo)準(zhǔn)狀況下干燥空氣的平均密度為0.001293×103千克/米3。常見的非金屬固體、金屬、液體、氣體的密度（略）。3. 是指在規(guī)定溫度下，單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)，以kg/m3（讀作千克每立方米）或g/cm3（讀作克每立方厘米）表示。主要用在換算數(shù)量與交貨驗(yàn)收的計(jì)量和某些油品的質(zhì)量控制，以及簡單判斷油品性能上。4.在印刷術(shù)語中，反射密度指一種表面的遮光能力；透射密度

3、指一種過濾器的遮光能力。5.感光材料的密度是指其經(jīng)曝光顯影后，影像深淺的程度。如膠片，畫面愈是透明的地方，密度愈小；反之，愈是不透明的地方，其密度愈大。密度是反映物質(zhì)特性的物理量，物質(zhì)的特性是指物質(zhì)本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質(zhì)，人們往往感覺密度大的物質(zhì)“重”，密度小的物質(zhì)“輕”一些，這里的“重”和“輕”實(shí)質(zhì)上指的是密度的大小。 ：質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少。所含物質(zhì)減少，所以質(zhì)量減少。密度是物質(zhì)的一種特性，它不隨質(zhì)量、體積的改變而改變，同種物質(zhì)的密度不變。 密度是物質(zhì)的一種特性，它只與物質(zhì)的種類有關(guān)，與質(zhì)量、體積等因素?zé)o關(guān)，不同的物質(zhì)，密度一般是不相同的，同種物質(zhì)的密度則是相同的 。 密度

4、的公式 ：m/V (表示密度、m表示質(zhì)量、 V表示體積) 正確理解密度公式時(shí)，要注意條件和每個(gè)物理量所表示的特殊含義。從數(shù)學(xué)的角度看有三種情況： （1） 一定，m和V 成正比；（2）m 一定時(shí)，與 V 成反比 ； （3）V 一定時(shí)，與 m 成正比。 結(jié)合物理意義，三種情況只有（1）的說法正確，(2)(3) 都是錯(cuò)誤的。因?yàn)橥N物質(zhì)的密度是一定的，它不隨體積和質(zhì)量的變化而變化，所以在理解物理公式時(shí)，不可能脫離物理事實(shí)，不能單純地從數(shù)學(xué)的角度理解物理公式中各量的關(guān)系 5. 國際單位制中密度的單位是 : 千克 / 米 3。 正確讀法為千克每立方米，符號(hào)kg/m3, 常用的單位是克/厘米3, 正確讀法

5、是克每立方厘米 , 符號(hào)為 g/cm3。 它們之間的換算關(guān)系 ： l g/cm3=1000kg/m3 6. 水的密度值為 1000kg/m3 它的物理意義是體積為1立方米水的質(zhì)量為1000kg. 7. 根據(jù)密度公式的變形式：m=v或 ，v=m/可以計(jì)算出物體的質(zhì)量和體積，特別是一些質(zhì)量和體積不便直接測(cè)量的問題，如計(jì)算不規(guī)則形狀物體的體積、紀(jì)念碑的質(zhì)量等。密度是物質(zhì)的特性之一，每種物質(zhì)都有一定的密度，不同物質(zhì)的密度一般是不同。因此我們可以利用密度來鑒別物質(zhì)。其辦法是是測(cè)定待測(cè)物質(zhì)的密度，把測(cè)得的密度和密度表中各種物質(zhì)的密度進(jìn)行比較，就可以鑒別物體是什么物質(zhì)做成的。 8. 利用密度知識(shí)解決簡單問題

6、，如判斷物體是否空心，用“分析法”解決一些較為復(fù)雜的問題。 判定物體是空心的還是實(shí)心的，一般有以下三種方法 ： （1）提據(jù)公式 , 求出其密度 ，再與該物質(zhì)密度比較 ,若 > , 則為空心 , 若 ，為實(shí)心。 （2）已知質(zhì)量，由公式Vm/ ，求出V ，再與V物比較，若V物 > V ，則為空心，若V=V物 ，則該物體為實(shí)心。 （3） 把物體當(dāng)作實(shí)心物體對(duì)待，利用 , 求出體積為v的實(shí)心物體的質(zhì)量， 然后將m 與物體實(shí)際質(zhì)量m物比較, 若m>m物時(shí)，則該物體為空心，若m=m物, 則該物體為實(shí)心 。 9. 人體的密度僅有1.07 g/cm3，竟然只比水的密度多出一些，所以學(xué)游泳應(yīng)該

7、不會(huì)太難吧！ 汽油的密度比水小，所以你知道為什么在路上看到的油漬，都會(huì)浮在水面上了吧。 海水的密度大于水，人體在海水中比較容易浮起來。 水的密度竟然大于冰，你現(xiàn)在就去冰箱里拿一些冰塊，把它丟在半杯水中，看看冰塊是浮著呢？還是沉下。物質(zhì)的密度會(huì)受溫度的影響而改變。一般而言，物質(zhì)的質(zhì)量不受溫度影響，但是體積會(huì)熱脹冷縮。所以溫度上升時(shí)體積膨脹，密度相對(duì)就變小了。相反的，物質(zhì)在溫度下降時(shí)體積縮小，密度會(huì)變大。不過水是例外，因?yàn)樗拿芏仍?時(shí)最大，水溫只要從4上升或下降，密度都會(huì)變小。也就是說4的水，體積在受熱時(shí)也膨脹、冷卻時(shí)也膨脹。所以水總是由表面開始結(jié)冰，密度最大的4的水會(huì)沉入最底層。這個(gè)性質(zhì)非常重

8、要，在嚴(yán)寒的冬天，雖然水的表面已結(jié)冰，但在湖泊的底層仍維持4左右，使水中的生物可安然度過冬天。10.密度是物質(zhì)的一種重要特性。根據(jù)密度的大小，人們可以鑒別物質(zhì)；選擇密度不同的物質(zhì)，可以滿足制造的不同需要；通過測(cè)定密度，科學(xué)研究中還可能發(fā)現(xiàn)其他新物質(zhì)。11.密度在國際單位制中的主單位是“千克米3”，這是絕大多數(shù)同學(xué)都能夠掌握的，但是要換算單位，不少同學(xué)卻感到困難了。例如：鐵的密度是78×103千克米3克厘米3。這個(gè)問題可以利用單位換算中的基本方法來解決，那就是分子里的單位變小多少倍，換算后的數(shù)值就變大多少倍：1千克103克；分母中的單位變小多少倍，換算后的數(shù)值要變小多少倍：1米3106

9、厘米3，因此，78×10千克米378×103×（103106）克厘米378克厘米3；根據(jù)這種換算方法；分析一下可以得出密度的單位有一個(gè)規(guī)律，即：對(duì)于某種物質(zhì)的密度，在分別用“克厘米3”，“千克分米3”和“噸米3”來做單位時(shí)，它們的數(shù)值是相同的。例如，鐵的密度，按照這個(gè)規(guī)律可知：水78克厘米378千克分米378噸米3。這個(gè)“78”就是課本上密度表中鐵的密度值去掉103得到的。記住這個(gè)規(guī)律，不但給密度單位的換算帶來很大的方便，而且使一些涉及密度計(jì)算的問題變得簡單。例如用這種方法來記算水的質(zhì)量，就是1厘米3（毫升）水的質(zhì)量是1克，1分米3（升）水的質(zhì)量是1千克，1米3水

10、的質(zhì)量是1噸。 編輯本段【密度的應(yīng)用】密度在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用，可從以下幾個(gè)方面反映出來。1.可鑒別組成物體的材料。2.可計(jì)算物體中所含各種物質(zhì)的成分。3.可計(jì)算某些很難稱量的物體的質(zhì)量。4.可計(jì)算形狀比較復(fù)雜的物體的體積。5.可判定物體是實(shí)心還是空心。6.可計(jì)算液體內(nèi)部壓強(qiáng)以及浮力等。綜上所述，可見密度在科學(xué)研究和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于鑒別未知物質(zhì)，密度是一個(gè)重要的依據(jù)。“氬”就是通過計(jì)算未知?dú)怏w的密度發(fā)現(xiàn)的。經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)后又經(jīng)光譜分析，確認(rèn)空氣中含有一種以前不知道的新氣體，把它命名為氬。在農(nóng)業(yè)上可用來判斷土壤的肥力，含腐殖質(zhì)多的土壤肥沃，其密度一般為2.3×103千克/米3。

11、根據(jù)密度即可判斷土壤的肥力。在選種時(shí)可根據(jù)種子在水中的沉、浮情況進(jìn)行選種：飽滿健壯的種子因密度大而下沉；癟殼和其他雜草種子由于密度小而浮在水面。在工業(yè)生產(chǎn)上如淀粉的生產(chǎn)以土豆為原料，一般來說含淀粉多的土豆密度較大，故通過測(cè)定土豆的密度可估計(jì)淀粉的產(chǎn)量。又如，工廠在鑄造金屬物之前，需估計(jì)熔化多少金屬，可根據(jù)模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量。 編輯本段【測(cè)物體密度的方法】測(cè)量物體密度的方法多種多樣，可開發(fā)學(xué)生思維，本人歸納總結(jié)出以下幾種測(cè)量方法： 編輯本段一、測(cè)固體密度基本原理:=m/V： 1、 稱量法：器材：天平、量筒、水、金屬塊、細(xì)繩 步驟：1、用天平稱出金屬塊的質(zhì)量； 2、往量筒中注入

12、適量水，讀出體積為V1， 3、用細(xì)繩系住金屬塊放入量筒中，浸沒，讀出體積為V2。 計(jì)算表達(dá)式：=m/(V2-V1) 2、 比重杯法： 器材：燒杯、水、金屬塊、天平、 步驟：1、往燒杯裝滿水，放在天平上稱出質(zhì)量為 m1； 2、將金屬塊輕輕放入水中，溢出部分水，再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為m2; 3、將金屬塊取出，把燒杯放在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量m3。 計(jì)算表達(dá)式：=水(m2-m3)/(m1-m3) 3、 阿基米德定律法： 器材：彈簧秤、金屬塊、水、細(xì)繩 步驟：1、用細(xì)繩系住金屬塊，用彈簧秤稱出金屬塊的重力G； 2、將金屬塊完全浸入水中，用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重G/； 計(jì)算表達(dá)式：=G

13、水/(G-G) 4、 浮力法(一)： 器材：木塊、水、細(xì)針、量筒 步驟：1、往量筒中注入適量水，讀出體積為V1； 2、將木塊放入水中，漂浮，靜止后讀出體積 V2； 3、用細(xì)針插入木塊，將木塊完全浸入水中，讀出體積為V3。 計(jì)算表達(dá)式：=水(V2-V1)/(V3-V1) 5、 浮力法（二）： 器材：刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊 步驟：1、在圓筒杯內(nèi)放入適量水，再將塑料杯杯口朝上輕輕放入，讓其漂浮，用刻度尺測(cè)出杯中水的高度h1; 2、將小石塊輕輕放入杯中，漂浮，用刻度尺測(cè)出水的高度h2; 3、將小石塊從杯中取出，放入水中，下沉，用刻度尺測(cè)出水的高度h3. 計(jì)算表達(dá)式：=水(h2-h1)/(

14、h3-h1) 6、 密度計(jì)法： 器材：雞蛋、密度計(jì)、水、鹽、玻璃杯 步驟：1、在玻璃杯中倒入適量水，將雞蛋輕輕放入，雞蛋下沉； 2、往水中逐漸加鹽，邊加邊用密度計(jì)攪拌，直至雞蛋漂浮，用密度計(jì)測(cè)出鹽水的密度即等到于雞蛋的密度； 編輯本段二、測(cè)液體密度1、 稱量法：器材：燒杯、量筒 、天平、待測(cè)液體 步驟：1、用調(diào)好的天平稱出燒杯和待測(cè)液體的總質(zhì)量M1； 2、將燒杯中的液體（適量）倒入量筒中，用天平測(cè)出剩余液體和燒杯的總質(zhì)量M2； 3、讀出量筒中液體的體積V。 計(jì)算表達(dá)：=(M1-M2)/V 2、 比重杯法 器材：燒杯、水、待液體、天平 步驟：1、用天平稱出燒的質(zhì)量M1； 2、往燒杯內(nèi)倒?jié)M水，稱出

15、總質(zhì)量M2； 3、倒去燒杯中的水，擦干，往燒杯中倒?jié)M待測(cè)液體，稱出總質(zhì)量M3。 計(jì)算表達(dá)：=水(M3-M1)/(M2-M1) 3、 阿基米德定律法： 器材：彈簧秤、水、待測(cè)液體、小石塊、細(xì)繩子 步驟：1、用細(xì)繩系住小石塊，用彈簧秤稱出小石塊的重力G； 2、將小石塊浸沒入水中，用彈簧秤稱出小石的視重G/； 3、將小石塊浸沒入待測(cè)液體中，用彈簧秤稱出小石塊的視重G/。 計(jì)算表達(dá)：=水(G-G/)/(G-G/) (注意:用此種方法的條件是:待測(cè)液體不溶于水,待測(cè)液體的密度小于水的密度) 4、 密度計(jì)法：器材：密度計(jì)、待測(cè)液體 方法：將密度計(jì)放入待測(cè)液體中，直接讀出密度。 編輯本段【對(duì)于實(shí)物微粒，密度

16、的含義】量子力學(xué)明確指出，對(duì)于實(shí)物微粒，密度的含義是該粒子在空間任一微小區(qū)域（數(shù)學(xué)術(shù)語是“體積元”）里出現(xiàn)的概率，即概率密度。 編輯本段【密度與浮力的關(guān)系】一、物體在水中物體水，物體漂浮（或上浮）物體= 水，物體懸浮物體水，物體沉底（或下沉）二、對(duì)于任何液體物體液，物體漂浮（或上?。┪矬w= 液，物體懸浮物體液，物體沉底（或下沉）三、當(dāng)物體液時(shí)（物體漂浮或懸浮）物體在水中的體積：物體的體積=物體：液當(dāng)物體= 水（物體懸）浮時(shí)，物體在水中的體積：物體的體積=1：1 編輯本段常見物質(zhì)的密度水銀 13.6×103 鉛 11.3×103 銅8.9×103 鐵 7.9

17、5;103常用物質(zhì)密度表（1g/cm3=1000kg/m3=1噸/立方米） 材料名稱 密度(g/cm3) 材料名稱 密度(g/cm3) 水 1.00 玻璃 2.60 冰 0.92 鉛 11.40 銀 10.50 酒精 0.79 水銀(汞) 13.60 汽油 0.75 灰口鑄鐵 6.60-7.40 軟木 0.25 白口鑄鐵 7.40-7.70 鋅 7.10 可鍛鑄鐵 7.20-7.40 純銅材 8.90 銅 8.90 59、62、65、68黃銅 8.50 鐵 7.86 80、85、90黃銅 8.70 鑄鋼 7.80 96黃銅 8.80 工業(yè)純鐵 7.87 59-1、63-3鉛黃銅 8.50 普通

18、碳素鋼 7.85 74-3鉛黃銅 8.70 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 7.85 90-1錫黃銅 8.80 碳素工具鋼 7.85 70-1錫黃銅 8.54 易切鋼 7.85 60-1和62-1錫黃銅 8.50 錳鋼 7.81 77-2 鋁黃銅 8.60 15CrA鉻鋼 7.74 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1鋁黃銅 8.50 20Cr、30Cr、40Cr鉻鋼 7.82 鎳黃銅 8.50 38CrA鉻鋼 7.80 錳黃銅 8.50 鉻、釩、鎳、鉬、錳、硅鋼 7.85 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3錫青銅 8.80 純鋁 2.70 5-5-5鑄錫青銅 8.80 鉻鎳鎢鋼 7.80

19、 3-12-5鑄錫青銅 8.69 鉻鉬鋁鋼 7.65 鑄鎂 1.80 含鎢9高速工具鋼 8.30 工業(yè)純鈦（TA1、TA2、TA3） 4.50 含鎢18高速工具鋼 8.70 超硬鋁 2.85 0.5鎘青銅 8.90 LT1特殊鋁 2.75 0.5鉻青銅 8.90 工業(yè)純鎂 1.74 19-2鋁青銅 7.60 6-6-3鑄錫青銅 8.82 9-4、10-3-1.5鋁青銅 7.50 硅黃銅、鎳黃銅、鐵黃銅 8.50 10-4-4鋁青銅 7.46 純鎳、陽極鎳、電真空鎳 8.85 高強(qiáng)度合金鋼 7.82 鎳銅、鎳鎂、鎳硅合金 8.85 軸承鋼 7.81 鎳鉻合金 8.72 7鋁青銅 7.80 鋅錠（

20、Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3） 7.15 鈹青銅 8.30 鑄鋅 6.86 3-1硅青銅 8.47 4-1鑄造鋅鋁合金 6.90 1-3硅青銅 8.60 4-0.5鑄造鋅鋁合金 6.75 1鈹青銅 8.80 鉛和鉛銻合金 11.37 1.5錳青銅 8.80 鉛陽極板 11.33 5錳青銅 8.60 4-4-2.5 錫青銅 8.75 金 19.30 5鋁青銅 8.20 4-0.3、4-4-4錫青銅 8.90 變形鎂 MB1 1.76 不銹鋼 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 MB2、MB8 1.78 Cr14、Cr17 7.70 MB3 1.79 0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 MB5、MB6、MB7、MB15 1.80 1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 鍛鋁 LD8 2.77 不銹鋼 1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.90 LD7、LD9、LD10 2.80 2Cr13Ni4Mn9 8.50 鈦合金 TA4、TA5、TC6 4.45 3Cr13Ni7Si2 8