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物理 滬粵版（2024）
八年級上冊
第五章 質量與密度
5.3 密度知識的應用
新課引入
新課講授
課堂小結
隨堂練習
新課引入
現實生活中，我們可能在哪些地方用到密度知識？
根據密度鑒別物質
根據密度公式求得實心獎牌的密度，通過查密度表可大致確定獎牌的組成物質。
求物體的體積
對于不便于直接測量體積的物體，我們可以根據物體的質量和密度確定其體積。
求物體的質量
對于不便于直接測量質量的物體，我們可以根據物體的體積和密度確定其質量。
知識窗
氬的發現
19世紀末，英國物理學家瑞利在精確測量各種氣體的密度時，發現由空氣中取得的氮的密度與由氨中取得的氮的密度始終存在差異。后來，他和化學家拉姆塞合作，于1894年在從空氣中取得的氮里分離出另一種當時還不知道的氣體——氬，瑞利因此榮獲1904年的諾貝爾物理學獎。
殲-20機身采用密度較小的碳纖維復合材料，有效減輕飛機的質量。
……
生產中根據不同需要選擇不同密度的材料
科研中根據密度判斷是否發現新物質
新課講授
知識點
一
常見物質的密度
1.密度大小的影響因素
（1）密度受物質溫度的影響：當溫度發生變化時，物體的體積會發生變化，但物體質量不受溫度影響，根據可知，物體密度要發生變化。氣體熱脹冷縮最明顯，故氣體密度受溫度影響最大；固體和液體熱脹冷縮不明顯，故密度受溫度影響較小。
知識窗
溫度與物體密度的關系
（1）大多數物體遵循“熱脹冷縮”的規律，溫度降低時，物體質量______，體積_____，由可知，物體的密度______。
（2）水并不簡單地遵循“熱脹冷縮”的規律，結成冰后反而“熱縮冷脹”，體積增大，我們稱之為水的反常膨脹。4℃以上，水熱脹冷縮；0~4℃之間，水熱縮冷脹；4 ℃時密度最小。
溫度
體積
4℃
0
不變
變小
變大
（2）密度受物質狀態的影響：同一物質不同狀態下的密度一般不同，如ρ純水=1.0×103 kg/m3，ρ冰=0.9×103 kg/m3。
1.密度大小的影響因素
（3）氣體的密度還跟壓強有關。
2.密度表
物質名稱 密度 ρ/(kg·m-3) 物質名稱 密度
ρ/(kg·m-3)
鉑 21.5×103 鋁 2.7×103
金 19.3×103 花崗巖 （2.6~3.3）×103
鉛 11.3×103 玻璃 （2.4~2.8）×103
銀 10.5×103 冰（0 ℃） 0.9×103
銅 8.9×103 石蠟 0.9×103
鐵 7.9×103 干松木 （0.4~0.7）×103
常見固體的密度（常溫常壓）
常見液體的密度（常溫常壓）
物質名稱 密度 ρ/(kg·m-3) 物質名稱 密度
ρ/(kg·m-3)
汞 13.6×103 柴油 （0.81~0.85）×103
硫酸 1.8×103 煤油 （0.78~0.80）×103
海水 （1.02~1.07）×103 酒精 0.79×103
純水 1.0×103 汽油 （0.72~0.78）×103
常見氣體的密度（0℃，1個標準大氣壓）
物質名稱 密度 ρ/(kg·m-3) 物質名稱 密度
ρ/(kg·m-3)
二氧化碳 1.98 氮 1.25
氬 1.98 一氧化碳 1.25
氧 1.43 氦 0.18
空氣 1.29 氫 0.09
（1）不同物質的密度一般不同。一般情況下，固體的密度最大，液體次之，氣體最小。
3.密度大小的特點
（2）同種物質在不同狀態下的密度一般不同，如水和冰。
固體的質量m
V2
V1
知識點
二
測量固體和液體的密度
1.測量固體的密度
（1）用天平測量待測固體的質量m；
（2）向量筒內倒入適量的水，測量其體積V1；
（3）把用細線系好的待測固體緩慢浸沒到水中，測量水和固體的總體積V2，將測得的數據記錄在表格中。
（4）則固體的密度 。
誤差分析 測量固體密度時，應先測質量再測體積。若先測固體的體積再測質量，則會因為固體上沾了水而使質量的測量值_______，由此計算出的密度會_______。
固體的質量m
固體的體積V=V2-V1
V2
V1
偏大
偏大
m1
V
m2
2.測量液體的密度
（1）向空燒杯中倒入待測液體，用天平測量其質量m1；
（2）將燒杯中的部分待測液體倒入量筒，用天平測量燒杯和剩余液體的質量m2；
（3）測量量筒中液體的體積V，將測得的數據記錄在表格中。
（4）則液體的密度 。
誤差分析 本實驗中實際測量的是從燒杯中倒出液體的質量和體積，燒杯內壁殘留的液體對實驗結果的準確性___影響。若先測空燒杯的質量，再測液體和燒杯的總質量，最后將液體全部倒入量筒中測體積，則會因為燒杯內壁有殘留的液體導致體積的測量值_____，由此計算出的密度會_____。
m1
V
m2
無
偏小
偏大
1.求物體的質量
適用范圍：不便于直接稱量質量的龐大物體。
方法：查出組成該物體的物質的密度ρ，測出其體積V，根據 的變形公式m=ρV 求質量。
知識點
三
密度公式的應用
實際操作中，一般先通過“取樣法”測得組成該物體的物質的密度，然后再求解質量。
典例
2.求物體的體積
適用范圍：形狀不規則或不便于直接測量體積的較大物體。
方法：查出組成該物體的物質的密度ρ，測出其質量m，根據 的變形公式 求體積。
典例
3.求物質的密度（利用密度鑒別物質）
適用范圍：能夠測量質量和體積的物體。
方法：根據 求出物質的密度，把算出的密度與密度表中的密度進行對比，鑒別可能是哪種物質。
實際操作中，存在密度相同的物質，我們一般結合物質的其他性質（如硬度、顏色等）綜合分析。
典例
體積比較法：由 求出組成物體的材料的體積，將之與物體的實際體積V物進行比較，若V材＜V物，則物體是空心的；若V材=V物，則物體是實心的。
此方法還可以求出空心部分的體積V空= V=V物-V材。
4.判斷物體是否“空心”
密度比較法：由 求出物體的密度，將之與給定的材料密度ρ進行比較，若ρ＜ρ物，則物體是空心的；若ρ=ρ物，則物體是實心的。
典例
質量比較法：假設物體是實心的，由m=ρV求出質量m，將之與給定的物體的質量m物進行比較，若m＞m物，則物體是空心的；若m=m物，則物體是實心的。
5.混合液體的密度計算：先求出混合液體的總質量，再根據題意求出混合液體的總體積，由 求得混合液體的密度。
課堂小結
密度知識的應用
常見物質的密度
密度公式的應用
測量固體和液體的密度
隨堂練習1
矗立在天安門廣場的人民英雄紀念碑，它的碑心石是一塊巨大的花崗巖，在長14.7 m、寬2.9 m、厚1 m的碑心石上刻著“人民英雄永垂不朽”。碑心石的質量是多少？（花崗巖的密度取2.6×103 kg/m3）
解：碑心石的體積V=14.7 m×2.9 m×1 m=42.63 m3
由公式ρ=得，碑心石的質量
m=ρV＝ 2.6×103 kg/m3 ×42.63 m3≈110.84×103 kg=110.84 t。
隨堂練習2
用天平稱得一捆細銅絲的質量是445 g，已知銅的密度是8.9×103 kg/m3，這捆細銅絲的體積是多少？
解：由公式ρ=得，這捆細銅絲的體積
V=
隨堂練習3
有一枚亞運會紀念幣，它的質量為16 .1 g，體積為1 .8 cm3，試求制成這枚紀念幣的金屬密度，判斷是何種金屬。
解：這枚紀念幣的密度ρ=
通過查閱資料，我們發現這枚紀念幣的密度與銅的密度接近，故這枚紀念幣可能是由銅制成的。
一只鐵球的質量是3 kg，體積是0.5 dm3，試判斷此鐵球是空心的還是實心的。（已知鐵的密度是7.9×103 kg/m3）
解法一：比較密度法
即ρ球<ρ鐵，故此鐵球是空心的。
6×103 kg/m3<7.9×103 kg/m3
ρ球=
隨堂練習4
解法二：比較體積法
根據ρ= 得V=，該鐵球中鐵的體積
V鐵= =0.38 dm3
0.38 dm3<0.5 dm3
即V鐵解題心得歸納
這三種方法用其中任何一種都可以判斷出鐵球是實心的還是空心的。
但如果題目還要求求出空心部分的體積，則比較體積法更簡便些。
根據ρ=得m=ρV，若體積為0.5 dm3的鐵球是實心的，則其質量為
m球=ρ鐵V球=7.9×103 kg/m3×5×10-4 m3=3.95 kg
3.95 kg＞3 kg，即m實>m球，故此鐵球是空心的。
解法三：比較質量法
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