5.2　 探究物質(zhì)的密度

第頁(yè)5.2探究物質(zhì)的密度圖5－2－1一探究物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系實(shí)驗(yàn)器材：木塊、鐵塊、天平、刻度尺、量筒。實(shí)驗(yàn)步驟：(1)取兩塊形狀規(guī)則但體積________的木塊，用________和________把它們的質(zhì)量和體積測(cè)算出來(lái)。(2)取兩塊體積________的實(shí)心鐵塊，用________和________把它們的質(zhì)量和體積測(cè)量出來(lái)。(3)將測(cè)得的數(shù)據(jù)填入表中。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：同種物質(zhì)組成的物體，其質(zhì)量與體積的比值是________的；不同種物質(zhì)組成的物體，其質(zhì)量與體積的比值是________的。二物質(zhì)的密度1．物體的質(zhì)量與體積的比值反映了物質(zhì)的一種特性，物理學(xué)中用________這一物理量來(lái)表示這一特性。2．定義：物理學(xué)中，把某種物質(zhì)的________與________的比值，叫做這種物質(zhì)的密度。[點(diǎn)撥]用兩個(gè)量的比值來(lái)定義一個(gè)新的物理量是物理學(xué)中常用的方法，這種方法叫做“比值法”。3．公式：__________。4．單位：在國(guó)際單位制中，密度的單位是__________，常用單位有g(shù)/cm3，換算關(guān)系：1kg/m3＝________g/cm3。類(lèi)型一探究物體的質(zhì)量與體積的關(guān)系例1某同學(xué)在“探究物體的質(zhì)量與體積的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，記錄了如下表所示的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)你根據(jù)表格中記錄的內(nèi)容和數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比較。[導(dǎo)學(xué)號(hào)：47732069]

物理量物體質(zhì)量m/g體積V/cm3質(zhì)量與體積的比值eq\f(m,V)/(g·cm－3)鐵塊179107.9鐵塊2158207.9鐵塊3237307.9鋁塊154202.7鋁塊2108402.7鋁塊3162602.7(1)鐵和鋁兩種不同物質(zhì)的相同點(diǎn)：__________________________________________；不同點(diǎn)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)鐵的密度為_(kāi)___________。(3)根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，請(qǐng)你分析并回答，為什么說(shuō)密度是物質(zhì)的屬性？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)我們?cè)谧鲞@個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，為什么要選取多種物質(zhì)，且對(duì)每種物質(zhì)都要收集多組數(shù)據(jù)？若對(duì)每種物質(zhì)僅收集一組數(shù)據(jù)是否可以？為什么？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥](1)實(shí)驗(yàn)中選用鐵塊和鋁塊，是為了對(duì)比不同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是否相同；為了使結(jié)論更具有普遍性，最好還能選擇第三種物質(zhì)，這樣結(jié)論更具有說(shuō)服力。(2)實(shí)驗(yàn)中每種物質(zhì)都測(cè)量三次質(zhì)量和體積，得出同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是相同的，也是為了使結(jié)論更具有普遍性。物理學(xué)中常用多次實(shí)驗(yàn)的方法，使得到的結(jié)論具有普遍性，如要得到光的反射定律，我們分別測(cè)量入射角為30°、45°、60°時(shí)的反射角，從而得到反射角等于入射角。類(lèi)型二物質(zhì)的密度例2學(xué)習(xí)了密度知識(shí)后，某同學(xué)提出如下猜想，你認(rèn)為正確的是[導(dǎo)學(xué)號(hào)：47732070]()A．一塊磚均分成兩塊后，質(zhì)量減半，密度減半B．一桶油用去一半后，體積減半，密度減半C．一塊鐵加熱后，體積不變，密度不變D．醫(yī)用氧氣瓶補(bǔ)充氧氣后，瓶?jī)?nèi)氧氣密度增加[易錯(cuò)警示]密度是物質(zhì)的一種屬性，每種物質(zhì)都有自己的密度，不同物質(zhì)的密度一般不同，它與物質(zhì)的質(zhì)量、體積和形狀無(wú)關(guān)；與物質(zhì)種類(lèi)、狀態(tài)和溫度有關(guān)，一般固體和液體，在溫度不變的時(shí)候，質(zhì)量減少，體積也隨著減少，但其比值不變，密度也不變。但要注意氣體在膨脹和壓縮時(shí)，密度會(huì)發(fā)生變化。類(lèi)型三m－V圖像問(wèn)題例32019·廣東改編如圖5－2－2所示是甲和乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量和體積關(guān)系圖像，下列說(shuō)法正確的是()圖5－2－2A．乙物質(zhì)的密度比甲大B．體積為50cm3的乙物質(zhì)的質(zhì)量為35gC．質(zhì)量為25g的甲物質(zhì)的體積為30cm3D．當(dāng)甲和乙兩物質(zhì)的質(zhì)量相同時(shí)，乙物質(zhì)的體積較大[方法指導(dǎo)]m－V圖像問(wèn)題a．根據(jù)質(zhì)量與體積的關(guān)系圖像比較不同物質(zhì)的密度時(shí)，可采用以下兩種方法：(1)相同體積比較質(zhì)量，質(zhì)量大的密度大；(2)相同質(zhì)量比較體積，體積小的密度大。b．利用圖像計(jì)算密度時(shí)，在圖像上找出易讀數(shù)的一點(diǎn)，讀出此點(diǎn)對(duì)應(yīng)的質(zhì)量、體積，再根據(jù)密度公式計(jì)算。課堂反饋(二十二)[探究物質(zhì)的密度]1．由同種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比值是________(選填“相同”或“不相同”)的；由不同物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與其體積的比值一般是________(選填“相同”或“不相同”)的；因此，這個(gè)比值反映了物質(zhì)的一種________。2．人們常說(shuō)“鐵比木頭重”，這句話的實(shí)際意義是，與木塊相比鐵塊具有更大的()A．長(zhǎng)度B．質(zhì)量C．體積D．密度3．關(guān)于密度，下列說(shuō)法正確的是()A．物質(zhì)的質(zhì)量越大，其密度也越大B．密度是物質(zhì)本身的一種特性，與物體的質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)C．由密度公式ρ＝eq\f(m,V)可知，密度與物體的質(zhì)量成正比，與物體的體積成反比D．物質(zhì)的體積越大，其密度越小4．銅的密度是8.9×103kg/m3，表示的物理含義是__________________________________，將一銅塊切去一半，剩余部分的密度是________g/cm3。5．單位換算：(1)7.9g/cm3＝________kg/m3；(2)2.2×103kg/m3＝________g/cm3。6．一物體的質(zhì)量是2.7×104kg，體積為10m3，則其密度為_(kāi)_______kg/m3，合________g/cm3；若把該物體切去一半，則剩下部分的密度將________(選填“變大”“變小”或“不變”)。7．一隕石的質(zhì)量是1.85kg，體積是0.5dm3，該隕石的密度是________kg/m3；若將它做成工藝品，其密度________(選填“變大”“不變”或“變小”)。8．如圖22－1所示，靜止在花朵上的是一種叫“全碳?xì)饽z”的固體材料，它是我國(guó)科學(xué)家研制的迄今為止世界上最輕的材料，一塊體積為100cm3的“全碳?xì)饽z”的質(zhì)量只有0.016g，則它的密度為_(kāi)_______kg/m3。圖22－1課時(shí)作業(yè)(二十二)[第五章5.2探究物質(zhì)的密度]一、選擇題1．如圖22－K－1所示為探究甲、乙兩種物質(zhì)質(zhì)量跟體積的關(guān)系時(shí)作出的圖像。以下分析正確的是eq\a\vs4\al(鏈接例3方法指導(dǎo))()圖22－K－1A．同種物質(zhì)的質(zhì)量跟體積的比值是不同的B．不同物質(zhì)的質(zhì)量跟體積的比值是相同的C．甲物質(zhì)的質(zhì)量跟體積的比值比乙物質(zhì)小D．甲物質(zhì)的質(zhì)量跟體積的比值比乙物質(zhì)大2．關(guān)于密度，下列說(shuō)法正確的是eq\a\vs4\al(鏈接例2易錯(cuò)警示)()A．密度與物體的質(zhì)量成正比，與物體的體積成反比B．密度是物質(zhì)的屬性，與物體的質(zhì)量和體積無(wú)關(guān)C．密度與物體所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)D．密度與物體的溫度無(wú)關(guān)3．用了多年的鉛球，其表面磨損了一些，未發(fā)生變化的是鉛球的()A．質(zhì)量B．體積C．表面積D.密度4．甲、乙兩種物質(zhì)的質(zhì)量和體積的關(guān)系圖像如圖22－K－2所示，由圖像可知eq\a\vs4\al(鏈接例3方法指導(dǎo))()圖22－K－2A．ρ甲：ρ乙＝2∶1B．ρ甲：ρ乙＝1∶2C．若V甲＝V乙，則m甲＜m乙D．若m甲＝m乙，則V甲＞V乙5．某鋼瓶?jī)?nèi)的氧氣密度為3kg/m3，一次氧焊用去其中的eq\f(1,3)，則瓶中余下氧氣密度為eq\a\vs4\al(鏈接例2易錯(cuò)警示)()A．4kg/m3B．6kg/m3C．2kg/m3D．無(wú)法確定6．“全碳?xì)饽z”固體材料是我國(guó)科學(xué)家研制的迄今為止世界上最“輕”的材料，其堅(jiān)固耐用程度不亞于高強(qiáng)度的合金材料，能承受1400℃的高溫，而密度只有3kg/m3。已知某飛機(jī)采用密度為6×103kg/m3的高強(qiáng)度合金材料制造，需要合金1.2×105kg，若采用“全碳?xì)饽z”代替合金材料，需要“全碳?xì)饽z”的質(zhì)量是()A．6kgB．60kgC．600kgD．6000kg二、填空題7．某同學(xué)為了“探究物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”，他先選用某種液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用________測(cè)出液體的質(zhì)量，并用________測(cè)出液體的體積，為了進(jìn)行探究，他需要改變這種液體的________進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)。為了進(jìn)一步研究物質(zhì)的特性，他還需要選用________(選填“不同”或“相同”)種類(lèi)的物質(zhì)重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。eq\a\vs4\al(鏈接例1實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥)8．把某種物質(zhì)的________與體積的比值，叫做這種物質(zhì)的密度，水的密度是1.0×103________，合________g/cm3，它表示的物理意義是________________________。9．某同學(xué)分別測(cè)量了三塊橡皮泥的質(zhì)量和體積，并根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)畫(huà)出如圖22－K－3所示的圖像，橡皮泥的密度是_______g/cm3。若另一塊同種橡皮泥的體積為20cm3，其質(zhì)量是________g。eq\a\vs4\al(鏈接例3方法指導(dǎo))圖22－K－310．裝在燒杯中的水被倒出一部分后，燒杯中剩余水的密度________；密封在容器中一定質(zhì)量的氣體被抽出一部分后，容器中剩余氣體的密度________。(均選填“變大”“變小”或“不變”)eq\a\vs4\al(鏈接例2易錯(cuò)警示)11．只用量筒，不用天平，若需50g酒精，則應(yīng)該量出的酒精體積是________mL。(ρ酒精＝0.8×103kg/m3)12．由于碳纖維具有強(qiáng)度高、密度小的特點(diǎn)，常被用于制作比賽用自行車(chē)，若某自行車(chē)使用了5×103cm3的碳纖維，則該自行車(chē)使用碳纖維的質(zhì)量是________kg。(碳纖維的密度為1.8×103kg/m3)三、實(shí)驗(yàn)探究題13．2019·云南為了探究“物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”，全班同學(xué)分成若干小組，分工合作，共同收集數(shù)據(jù)。eq\a\vs4\al(鏈接例1實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥)(1)選取鋁和銅制成的實(shí)心金屬組件各1套，形狀如圖22－K－4甲所示。圖22－K－4①將托盤(pán)天平放在水平桌面上，將________移至標(biāo)尺左端的“0”刻度線處，再調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡，分別測(cè)出各金屬塊的質(zhì)量。②用直尺或量筒(排水法)分別測(cè)算出每個(gè)金屬塊的體積。(2)下表為部分小組收集的質(zhì)量和體積的數(shù)據(jù)：物質(zhì)組件m/gV/cm3鋁a2.71b21.68c2710銅a8.91b71.28c8910①已根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫(huà)出了銅組件的m－V圖像，請(qǐng)?jiān)谕蛔鴺?biāo)系中畫(huà)出鋁組件的m－V圖像。②分析圖像可知：同種物質(zhì)組成的不同物體，其質(zhì)量與體積的比值________(選填“相同”或“不同”，下同)；體積相同的不同物質(zhì)，質(zhì)量________；該比值反映了物質(zhì)的一種屬性，稱為_(kāi)_______。③若測(cè)得另一鋁質(zhì)實(shí)心物體的質(zhì)量為135g，則該物體的體積應(yīng)為_(kāi)_______cm3。四、計(jì)算題14．有一長(zhǎng)方體鐵塊，長(zhǎng)20cm、寬2cm、厚1cm，質(zhì)量為0.316kg，求此鐵塊的密度。15．一石塊的體積為2m3，為了獲知它的質(zhì)量，某同學(xué)在石塊上取下了樣品，用儀器測(cè)得樣品的質(zhì)量為1×10－2kg，體積為4×10－6m3，求：(1)石塊的密度ρ石。(2)石塊的質(zhì)量m石。16．小亮在做“探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系”時(shí)，他選擇了三個(gè)體積不同，質(zhì)量分別為89g、178g、356g的實(shí)心銅塊做實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中，他用每次都盛有30cm3水的量筒分別測(cè)出了三個(gè)銅塊的體積，并將數(shù)據(jù)記錄在了自己設(shè)計(jì)的表格中。質(zhì)量m/g體積V/cm3比值eq\f(m,V)/(g·cm－3)鋼塊18910鋼塊217820鋼塊335670小亮在計(jì)算質(zhì)量與體積的比值(eq\f(m,V))時(shí)，發(fā)現(xiàn)其中的一個(gè)數(shù)據(jù)測(cè)量有錯(cuò)誤，這個(gè)數(shù)據(jù)應(yīng)該是________(填該數(shù)據(jù)的數(shù)字和它的單位)。小亮的困惑是：不清楚這個(gè)錯(cuò)誤是怎樣產(chǎn)生的。請(qǐng)你幫小亮指出該錯(cuò)誤產(chǎn)生的原因：______________________________________________。 詳解詳析【新知梳理】一、實(shí)驗(yàn)步驟：(1)不同天平刻度尺(2)不同天平量筒實(shí)驗(yàn)結(jié)論：相同不同二、1.密度2.質(zhì)量體積3．ρ＝eq\f(m,V)4.kg/m310－3【應(yīng)用示例】例1(1)它們的質(zhì)量與體積的比值都是恒定的(它們的質(zhì)量與體積成正比)它們的質(zhì)量與體積的比值不相同(2)7.9g/cm3(3)同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是恒定的，不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值不同，這說(shuō)明質(zhì)量與體積的比值即密度反映了物質(zhì)的一種屬性(4)這樣得出的結(jié)論才具有普遍性。不可以，僅收集一組數(shù)據(jù)找不出質(zhì)量與體積的關(guān)系[解析]每個(gè)實(shí)驗(yàn)要多做幾次，這樣可以避免實(shí)驗(yàn)的偶然性，使所得的結(jié)論更具說(shuō)服力。例2D[解析]密度是物質(zhì)的一種屬性，同種物質(zhì)，密度相同，不同物質(zhì)，密度一般不同；密度與物體的形狀、質(zhì)量、體積、位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。溫度能夠改變物質(zhì)的密度，一般物質(zhì)在溫度升高時(shí)密度會(huì)變??；溫度降低時(shí)，密度會(huì)增大。醫(yī)用氧氣瓶補(bǔ)充氧氣后，瓶?jī)?nèi)氧氣質(zhì)量增加，而體積沒(méi)變，根據(jù)密度公式可知，氧氣的密度增加。例3D[解析]橫軸表示體積，縱軸表示質(zhì)量，由圖可知，體積為50cm3的乙物質(zhì)的質(zhì)量為40g，質(zhì)量為25g的甲物質(zhì)的體積為20cm3，故B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤；甲物質(zhì)的密度：ρ甲＝eq\f(25g,20cm3)＝1.25g/cm3，乙物質(zhì)的密度：ρ乙＝eq\f(40g,50cm3)＝0.8g/cm3＜ρ甲，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖可知，當(dāng)甲和乙兩物質(zhì)的質(zhì)量相同時(shí)，乙物質(zhì)的體積較大，故D選項(xiàng)正確?！菊n堂反饋】1．相同不相同屬性2．D3.B4．1m3銅的質(zhì)量是8.9×103kg8.95．(1)7.9×103(2)2.26．2.7×1032.7不變7．3.7×103不變8.0.16【課時(shí)作業(yè)】1．D2.B3.D4．A[解析]由圖可知，體積單位是cm3、質(zhì)量單位是g，V甲＝50cm3，m甲＝50g，則ρ甲＝1g/cm3；V乙＝50cm3，m乙＝25g，則ρ乙＝0.5g/cm3，所以ρ甲∶ρ乙＝2∶1，故A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。由圖像可知，當(dāng)V甲＝V乙時(shí)，m甲＞m乙，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)m甲＝m乙時(shí)，V甲＜V乙，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。5．C[解析]因?yàn)檠鯕馄康娜莘e不變，當(dāng)瓶?jī)?nèi)氧氣用去eq\f(1,3)后，體積不變，質(zhì)量減少eq\