八年級物理上冊講義：密度（學生版）（人教版）

課時6.2密度（幫課堂）（原卷版）【學習目標】1.理解密度的概念；2.了解物質密度是物質的基本特征；3.熟悉物質密度的相關計算；4.通過探究質量與體積的關系培養(yǎng)科學的實驗素養(yǎng)和實驗方法?！局R導圖】【基礎知識】知識點一、探究同種物質的質量與體積的關系不同物質構成的物體，如體積相同的木塊、鋁塊、鐵塊，它們的質量不同，鐵塊的質量最大，鋁塊質量較小，木塊質量最小，即體積相同的不同物質，質量不同。同種物質構成的不同物體，體積越大，質量越大，它們的質量與體積的比是一定的嗎？提出問題同種物質的質量與它的體積是否成正比設計實驗選取大小不同的幾個長方形鋁塊，分別用太平測量它們的質量，用刻度尺測量長、寬、高后計算出它們的體積，列出實驗數(shù)據(jù)記錄表格并記錄數(shù)據(jù)。然后以體積V為橫軸，以質量m為縱軸，依據(jù)數(shù)據(jù)早坐標紙上描點，再把這些點用平滑的線連接起來，分析歸納圖像的特點。實驗器材稱量質量為200g托盤天平（含砝碼）1架、刻度尺、3個大小不同的鋁塊，如圖所示。托盤天平（含砝碼）刻度尺鋁塊1鋁塊2鋁塊3進行實驗（1）將天平放在水平桌面上，調節(jié)天平平衡；（2）用天平測量出鋁塊1的質量，將數(shù)據(jù)填入表格中；（3）用刻度尺測出鋁塊1的長、寬、高，計算出其體積，將數(shù)據(jù)填入表格中；（4）重復上述步驟（2）、（3），分別測出鋁塊2、鋁塊3的質量和體積，并將數(shù)據(jù)記入表格中；（5）分別計算出鋁塊的質量與對應的體積的比值，將數(shù)據(jù)填入表格中。物體質量m/g體積V/cm3質量/體積（m/V）/（g·cm-3）鋁塊127102.7鋁塊254202.7鋁塊381302.7（6）以體積V為橫軸、質量m為縱軸建立坐標系，在坐標紙上分別描出三個鋁塊的質量與體積的對應點（當體積為0時，質量也為0，所以根據(jù)V=0、m=0也可作出一個點），再把這些點用線連接起來，如圖所示。分析論證（1）分析表格中的數(shù)據(jù)可知：鋁塊的體積增大為原來幾倍，其質量也增大為原來的幾倍。即同種物質構成的不同物體，質量與體積的比值相等；（2）分析圖像可知：鋁塊的質量-體積圖像是一條通過原點的直線，即同種物質的質量與體積成正比。交流與評估如果換用不同銅塊做實驗，我們也會發(fā)現(xiàn)，銅塊的質量也與它的體積成正比，但比值與鋁塊不同。實驗結論同種物質，質量與體積的比值相同；不同物質，質量與體積的比值不同。特別提醒1.實驗中可選3個甚至更多個鋁塊做實驗，以避免實驗的偶然性，使結論更具有普遍性，更具有說服力。2.做此實驗時，選用的鋁塊或銅塊體積之間最好是整數(shù)倍關系，可使其質量與體積之間的正比關系更直觀?！镜淅?】“探究同種物質的質量與體積的關系”的數(shù)據(jù)如表：次數(shù)物體m/gV/cm31鋁塊126.8102鋁塊254.0193鋁塊382.2304鐵塊178.210.5鐵塊2157.6206鐵塊3236.831①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，在實驗誤差范圍內可以初步得出：同種物質組成的不同物體，其質量與體積的比值______；不同物質的物體其質量與體積的比值______（以上兩空選填“相同”或“不同”）。物理學中將質量與體積的比值用______表示；②實驗過程中選用多種物質、多次實驗的目的是：______（選填字母）。A．減小誤差B．避免偶然性，得出普遍結論知識點二、密度1.密度的概念大量實驗表明，同種物質的質量與體積的比值是一定的。物質不同，其比值一般不同，這反映了不同物質的不同性質。在物理學中，某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度（比值定義法）。密度用ρ表示，在數(shù)值上等于物體單位體積的質量。2.對密度的理解（1）密度時物質的已知性質，在條件一定情況下，每種物質的密度是確定的，密度不隨物體的質量或體積的變化而變化。例如，一杯牛奶的密度與一滴牛奶的密度一樣大。（2）物質密度受物質狀態(tài)和溫度的影響：當物質在固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)之間轉換時（例如熔化、凝固等），或物體的溫度發(fā)生變化時（如熱脹冷縮），質量不變，但體積發(fā)生變化，密度發(fā)生變化。如常溫常壓下水的密度為1.0×103kg/m3，變?yōu)楸竺芏葹?.9×103kg/m3。（3）日常生活中，人們往往感覺密度大的物質“重”，密度小的物質“輕”。比如，常說的“鐵比棉花重”，實質上是指鐵的密度比棉花的密度大，真正的重或輕取決于物體的質量。3.密度公式：（1）密度公式中符號的意義和單位：（2）密度的變形公式：。4.對密度公式的理解（1）不能認為物質的密度與質量成正比，與體積成反比。因為當物質的質量最大為原來的幾倍時，其體積也增大為原來的幾倍；當體積減小為原來的幾分之一時，質量也減小為原來的幾分之一，而比值（單位體積的質量）始終不變，即。（2）公式是密度的定義式，適用于所有物體（包括氣體、液體和固體）密度的計算。5.密度的單位（1）密度的單位是由質量單位和體積單位組合而成的，是一個復合單位。在國際單位制中，密度的單位是千克/米3，符號是kg/m3。（2）密度的常用單位還有克/厘米3，符號是g/m3。1g/cm3=103kg/m3。特別提醒在利用密度公式進行計算時，應注意以下幾點：（1）質量、體積和密度應對應同一個物體；（2）各物理量的單位一定要統(tǒng)一，一般有兩種統(tǒng)一方法：①質量單位用kg，體積單位用m3，密度單位為kg/m3；②質量單位用g，體積單位用cm3，密度單位為g/cm3。6.密度的物理意義密度時物質的一種性質，表示單位體積的某種物質組成的物體的質量。例如，純水的密度為1.0×103kg/m3，表示體積為1m3的純水的質量為1.0×103kg?！镜淅?】一個量杯中盛有密度為0.8×103kg/m3的某種液體，質量為160g，把一個質量為100g的石塊投入量杯中，液面上升至240mL刻度處，則量杯中液體的體積為_______cm3，石塊的密度為_______kg/m3。7.常見物質的密度（1）常見物質的密度值都是由條件的。如“常溫常壓下”、“0℃”、“標準大氣壓下”等，若這些條件改變了，則物質的密度值會有所變化。（2）通常情況下，不同物質的密度不同。（3）液體中，水銀的密度為13.6×103kg/m3，是常見液體中密度最大的，比大多數(shù)固體的密度都大；油類的密度一般比水的密度小。（4）常見金屬中，鋁的密度最小。（5）在氣體中，氫的密度最小。（6）密度相同的物質不一定是同種物質，如冰和蠟的密度相同，煤油和酒精的密度相同。【典例3】小明同學閱讀了下表后，歸納了一些結論，其中正確的是（）。0℃，1標準大氣壓下部分物質的密度（kg/m3）煤油0.8×103干松木0.4×103酒精0.8×103冰0.9×103水1.0×103鋁2.7×103水銀13.6×103銅8.9×103A．同種物質的密度一定相同；B．不同物質的密度一定不同；C．固體物質的密度一定比液體物質的密度大；D．相同質量的實心銅塊和鋁塊，銅塊的體積較小知識點三、密度知識的應用應用密度知識可以鑒別物質，也可以計算物體的體積和質量。應用原理方法舉例計算物體的質量對于某些不便于直接測量質量的物體，只要知道這個物體是由什么物質組成的，就可以通過密度表，查出這種物質的密度，再測出它的體積，根據(jù)公式就能算出該物體的質量如測一塊長方體大理石的質量，大理石的密度可以查密度表得到，大理石的長、寬、高可以用刻度尺測量，算出大理石的體積，應用公式就能算出大理石的質量計算物體的體積對于有些不便于直接測量體積的物體，只要測出它的質量，再查出它的密度，就可以利用公式算出啊它的體積如測形狀不規(guī)則的鐵質螺釘，可以用天平測出它的質量，鐵的密度可以從密度表中查出，根據(jù)公式便可算出它的體積鑒別物質要分析一個物體是由什么物質組成的物體，只要測出該物體的密度，再查密度表，看測得的密度值與何種物質的密度相同（或相近）如測算出某種物質的密度是2.7×103kg/m3，通過查密度表知道這種物質可能是鋁【典例4】為建設節(jié)約型社會，許多建筑普遍采用空心磚來砌墻壁，人們常用孔洞率來表示磚的空心體積占其外表總體積的比例。如圖為某磚廠生產的一種外表總體積為3dm3長方體空心磚，其孔洞率為30%，每塊磚質量為4.2kg，問：（1）該磚塊材料的體積為多少？（2）該磚塊材料的密度為多大？（3）生產同種規(guī)格的磚塊，一塊空心磚要比一塊實心磚節(jié)省多少千克的材料？【方法幫】題型一：對密度概念的理解質量時物質本身的一種屬性，只有在所含物質的多少發(fā)生變化時才會改變；而密度時物質的一種性特性，每種物質都有自己的密度，不同物質的密度一般不同，對同種物質來說，質量和體積的改變不會影響物質的密度?！镜淅?】將一個癟了但無破損的乒乓球放入開水中燙一會，它會恢復原狀。在這個過程中，乒乓球內封閉的氣體保持不變的物理量是（）。A．體積 B．質量C．密度D．以上各量都不變題型二：對密度公式的理解★易錯警示物理公式表示物理量之間的關系，反映了特定的物理含義。因此，理解物理公式一定要結合七物理含義。從數(shù)學關系看，認為“ρ與質量m成正比，與體積V成反比”似乎時正確的，但實際上該公式中m與V是同時、同倍數(shù)變化的，其比值是一定的，即m增大幾倍，體積V也增大幾倍，而ρ卻始終不變?！镜淅?】下列對公式的理解，正確的是（）。A．物質的密度與物體的質量成正比，與體積成反比；B．對于固體和液體，質量越大，或者體積越小，密度越大；C．密度是物質的物理特性，與其質量和體積無關，與物質種類有關；D．把某容器中的物質用去一部分后，剩余物質的密度大小一定不會改變題型三：密度的相關計算【角度1】等容積原理計算液體的密度（1）解答此類問題的關鍵，就是由酒精的體積求出容器的容積，進而求出液體的體積，挖掘出V酒精=V容器=V液體這一隱含的條件。（2）應用密度公式進行計算時，要注意有四個不能卻：不能缺少文字說明，不能缺少公式，不能缺少運算過程，不能缺少單位?！镜淅?】2020年以來，新型冠狀病毒疫情影響了人們的生活，人們更加關注健康衛(wèi)生問題。如圖所示是一種含75%酒精的酒精消毒液，其體積約為100mL，即________cm3；若用該瓶裝純酒精，裝滿時純酒精的質量是________g（酒精=0.8×103kg/m3）?！窘嵌?】氣體密度的計算★易錯警示氣體密度不像液體和固體都有固定的體積，氣體總時充滿整個容器?！镜淅?】醫(yī)院里有一個容積為10dm3的氧氣瓶，裝有密度為2.5kg/m3的氧氣，某次搶救病人用去了5g氧氣，則氧氣瓶內剩余氧氣的質量為______kg，剩余氧氣的密度為______kg/m3。題型四：密度圖像接法通則對圖像進行分析→選取特殊數(shù)據(jù)→代入公式→求得物體的密度。（1）取同體積的物體比較它們的質量的大小關系，質量大的物體密度大；（2）取同質量的物體比較它們的體積的大小關系，體積小的物體密度大?！镜淅?】甲、乙兩種物質的m﹣V圖象如圖所示，分析圖象可知（）。A．若甲、乙的質量相等，則甲的體積較大；B．若甲、乙的體積相等，則甲的質量較?。籆．甲、乙兩物質的密度之比為4∶1；D．甲、乙兩物質的密度之比為1∶4題型五：密度的應用解題的關鍵是通過給出的物理量找到該物理量與其他量的關系。利用密度的特性和密度公式即可求解?！镜淅?】有一捆質量為8.9kg、橫截面積為0.00002m2的粗細均勻的金屬絲，小紅想知道它的長度。她選了一條同規(guī)格、同材料的1m長的短金屬絲來間接測量這捆金屬絲的長度，經測量得知短金屬絲的質量為0.178kg。求：（1）這捆金屬絲的長度；（2）該金屬的體積；（3）該金屬的密度?！局锌紟汀靠键c一：對密度概念的理解【典例】（2022·棗莊）關于質量和密度，下列說法正確的是（）。A.同種物質組成的物體，其密度與質量成正比；B.水的密度是，表明的水質量是；C.一塊冰全部熔化成水后，質量變小；D.嫦娥五號返回艙從月球帶回1731g月球土壤樣品返回地球，土壤樣品質量不變中考考題要求同學們理解并掌握密度這一概念的內涵和外延，能根據(jù)密度及其特性分析相關的物理現(xiàn)象。這是物理核心素養(yǎng)中物理概念的體現(xiàn)。考點二：密度公式的應用【典例】（2022·四川內江）某同學借助天平和刻度尺鑒別一實心正方體金屬塊的組成物質，用天平測出質量是，用刻度尺測邊長如圖所示，則金屬塊的邊長是______，經計算可知，該金屬塊可能是由______（選填“鉛”、“鐵”或“鋁”）組成。（已知，，）中考考題要求同學們能對實際物理問題進行分析，能運用密度公式解決與密度相關的問題。這是物理核心素養(yǎng)的科學思維的體現(xiàn)?！咀鳂I(yè)幫】一、基礎練（知識鞏固）1.如圖所示是三星堆遺址考古中發(fā)掘的黃金面具殘片，其質量大約是280g，根據(jù)殘片體積推測完整面具的質量會超過500g。能這樣推測還要依據(jù)完整面具和殘片有相同的（）。A．面積 B．體積 C．密度 D．質量2.關于物質的密度，下列說法正確的是（）。A．一塊橡皮泥被捏成船型后，質量不變，密度變大；B．一只氣球受熱膨脹后，球內氣體的質量不變，密度變大；C．一支粉筆用掉部分后，它的體積變小，密度變??；D．一塊冰熔化成水后，它的體積變小，密度變大3.前幾天從菜地里拔出了一個水靈靈的蘿卜，結果蘿卜“糠”了，但是看上去和剛拔出來時沒什么兩樣，只是變輕了。下列說法不正確的是（）。A．“看上去和剛拔出來時沒什么兩樣”說的是蘿卜的體積沒有改變；B．“變輕了”說的是蘿卜的質量變小了；C．雖然“糠”了的蘿卜“變輕了”，但密度沒有改變；D．“糠”了的蘿卜密度變小了4.甲、乙兩個物體質量之比3：2，體積之比1：3，那么它們的密度之比為：（）。A．9：2 B．2：9 C．1：2 D．2：15.已知冰的密度是0.9×103kg/m3，1cm3的冰熔化成水后（）。A．質量是1g B．質量是0.9gC．體積是1.11cm3 D．體積是1cm36.對生活中常見物理數(shù)據(jù)的估測和估算是初中生應該具備的基本能力之一。如：一名普通初中生的體積約為50__；一間教室內空氣的質量大約是220__（填上合適的單位符號）。7.小強媽媽從超市購買了一壺食用調和油。將這壺油用去一半后，油的質量將______，密度將______。（均選填“增大”“減小”或“不變”）8.給下面的數(shù)值填入恰當?shù)膯挝患皢挝粨Q算：（1）某中學生的質量約是40______；（2）水銀的密度超過許多金屬的密度，達13.6103kg/m3，合______g/cm3。9.一小袋牛奶的包裝袋上標有“凈含量250mL300g”的字樣，這種牛奶的密度大約是___________g/cm3如果袋中的牛奶喝去一半，那么剩余牛奶的密度大約是___________kg/m310.甲、乙兩實心金屬塊，它們的體積之比為3:1，將它們分別放在調好的天平的左右盤中，天平恰好平衡，甲和乙的質量之比為______；若將甲切去一半，乙切去三分之一，那么甲和乙剩余部分的密度之比是______。二、綜合練（能力提升）11.甲、乙兩種物質的質量與體積關系m-V圖象如圖所示，甲、乙密度之比為（）。A．2:1 B．1:2 C．3:1 D．1:312.甲、乙、丙三種物質組成的實心物體的質量與體積的關系如圖所示。ρ甲、ρ乙、ρ丙、ρ水分別代表甲、乙、丙三種物質和水的密度，根據(jù)圖像可判斷下列說法正確的是（）。A．ρ甲＜ρ乙＜ρ丙 B．ρ甲＞ρ乙＞ρ丙C．ρ丙≤ρ水 D．ρ丙＞ρ水13.用同種材料制成體積相等的甲、乙兩個小球，其中一個是實心的，另一個是空心的。甲、乙兩球的質量之比為5∶3，則下列說法錯誤的是（）。A．甲球是實心的B．乙球是實心的C．空心金屬球的空心部分與實心部分的體積之比為2∶3D．空心金屬球的空心部分與整個球的體積之比為2∶514.關于物質的質量和密度，下列說法正確的是（）。A．某種物質的密度與其質量成正比，與其體積成反比；B．同種物質的密度可能不同；C．人們常說的“鐵比木頭重”是指鐵塊的質量比木塊的質量大；D．冰的密度是0.9×103kg/m3，表示1m3冰的質量是0.9×103kg15.用75%的酒精消毒液能殺死新型冠狀病毒，一瓶酒精消毒液的質量為85g、體積為100cm3，則消毒液的密度是___________g/cm3。在使用過程中，瓶內消毒液的密度將___________（選填“變大”、“變小”或“不變”）。三、培優(yōu)練（挑戰(zhàn)自我）16.曉陽同學在做測量密度實驗時，分別測量了A、B兩種不同物質的密度，并繪制了m﹣V圖像，如圖所示，下列說法正確的是（）。A．A物質的密度ρA＝1.5g/cm3B．水的m﹣V圖像應該在I區(qū)域C．質量相同的A物質和B物質的體積之比為6：1D．圖像反映出同種物質的質量與體積成正比17.一天，小明看到煤氣公司的價格牌上寫著：冬季110元/瓶，夏季102元/瓶。于是他想為什么夏季價格低呢？于是他查找了一些資料：冬季的煤氣密度為，夏季的煤氣密度為。煤氣瓶的容積為，通過計算他發(fā)現(xiàn)夏季的煤氣價格比冬季的煤氣價格___________（填“高”或“低”）；為使夏季價格與冬季價格相同，則夏季應標價為___________元