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(共35張PPT)
第4節(jié) 密度的應用
八年級上
主題情境
揭開王冠的秘密
王冠的一部分寶石被替換成了贗品
情境線
活動線
利用密度求出質量
利用密度求出體積
知識線
利用密度鑒別物質
判斷寶石的真?zhèn)?br/>國王發(fā)現，王冠有些“輕”，懷疑王冠不是純金打造
鑒別王冠的材質
1. 通過實驗和聯系生活現象，學會用密度知識計算質量、體積.
2. 通過計算和聯系生活現象，了解利用密度進行物質鑒別的方法.
學習目標
工作室中，偵探小李看著桌面上的案卷陷入了沉思，這次的案件涉及到一件珍貴的王冠，據說王冠的一部分寶石被金匠換成了贗品，并且懷疑王冠主體材料并非純黃金所制.
情境串新知
原來，在一年前國王放榜招募金匠為他打造新的王冠. D先生以收費便宜為條件接了皇榜，為國王打造了新的王冠.
為了還原真相，小李需要利用密度的知識來判斷寶石的真?zhèn)渭拌b別王冠的材質，并揭示罪犯是如何利用密度差異完成偷梁換柱的.
活動1
判斷寶石的真?zhèn)?br/>當了解到某物質的密度以及其占據的體積時，可以通過密度公式的變形m=ρV，來計算出該物質的質量.
一、利用密度求出質量
只要對王冠上每顆寶石的體積進行精密測量，并結合已知的寶石密度，就能成功推算出了每顆寶石的質量，通過比對王冠上寶石的質量，即可哪些寶石是贗品.
解：已知寶石的質量m=20 g，體積V= 8cm3
因為公式 ρ=
如果是紅寶石，質量應為m'=ρV=4 g/cm3×8 cm3=32 g＞20 g
所以該寶石為贗品.
還有其他的方法判斷寶石的真?zhèn)危?br/>例 王冠上的寶石均由天然紅寶石制成，經稱量測得某顆寶石的質量是20 g， 利用排水法測得寶石的體積為8 cm3，已知紅寶石的密度ρ=4 g/cm3，該寶石是否為贗品？
二、利用密度求出體積
還可以使用密度公式的另一個變形——V = 求出物體的體積.
這一方法可以確定了王冠中寶石的真實大小，通過比對體積進一步驗
證了寶石的真?zhèn)?例如，如果一顆寶石的質量是已知的，而它的密度與真寶石相匹配，那么通過計算可以得出這顆寶石應有的體積，如果實際體積與計算結果不符，這顆寶石很可能是贗品.
解：已知寶石的質量m=20 g，體積V=8 cm3
因為公式 ρ=
如果是紅寶石，體積應為V'= =
所以該寶石為贗品.
例 王冠上的寶石均由天然紅寶石制成，經稱量測得某顆寶石的質量是20 g， 利用排水法測得寶石的體積為8 cm3，已知紅寶石的密度ρ=4 g/cm3，該寶石是否為贗品？
金匠騙我，王冠如此輕，肯定不是純金的！
我用我生命發(fā)誓：保證王冠是純金的！
到底誰說了謊？
小李鑒別了各顆寶石的真?zhèn)危鸾矰先生也被迫用真寶石替換了假寶石. 但是國王發(fā)現，王冠有些“輕”，懷疑王冠不是純金打造！
國王還需要小李鑒別王冠除寶石以外的部分是由什么材料制成.
活動2
鑒別王冠的材質
在偵探工作中，密度是辨別物質真?zhèn)蔚年P鍵因素，真正的王冠與偽造品在外觀上可能極為相似，但在密度上往往存在差異.
只要測量出王冠的質量和體積，根據 ρ＝ 可以求得王冠的密度；
查看密度表比較就知道王冠的材質！
偵探先生，王冠初步檢查結果出來了：
檢查結果
去掉寶石的王冠
質量：579 g
體積：65 cm3
例 已知黃金的密度為19.3×103 kg/m3，這個王冠是由純金制造的嗎？
解：已知去掉寶石的王冠的質量m=579 g，體積V=65 cm3
因為公式 ρ=
去掉寶石的王冠密度
ρ= ＜ρ金
檢查結果
去掉寶石的王冠
質量：579 g
體積：65 cm3
所以王冠不是由純金制造的.
那么，很明顯了，說謊的就是……
金匠 D先生
總感覺哪里不對呢？
葉警官，我是偵探小李，有個案件需要你幫忙.
小李啊，你說.
(描述案件)......
我讓同事找一下當事人.
小李啊，負責后勤的宮女說：煉金房是密閉的，冶煉素材只有金子和用來冷卻的水，所以能夠排除合金.
那說謊的是金匠沒錯了.
什么！30 cm3
而且宮女說：她交給金匠的金塊是經過嚴格測量的：579 g，30 cm3，不知道對案件有沒有幫助.
我知道了！
真相只有一個！
單說黃金：沒人說謊！
王冠中有空腔！
利用密度知識，小李鑒別了各顆寶石的真?zhèn)我约巴豕诘牟馁|，但是：
我不管，我不帶空心的王冠！
你們給我想辦法.一天以后，我要帶著更重的王冠！不然，哼哼！
啊，這怎么辦？
既然這樣，就讓它變成真正的“水貨”吧.
例 純黃金制造的王冠質量為 579 g，其體積為65 cm3，求王冠的空心體積是多少？若用水將其注滿，求王冠的總質量是多大
( ρ金=19.3 g/cm3，ρ水=1.0 g/cm3，)
解：
已知王冠質量m=579 g；體積V=65 cm3
因為公式 ρ=
如果是實心，王冠的體積應為V1= =
空心部分的體積V空=V－V1 =65 cm3－30 cm3 =35 cm3
空心部分注水后的質量m水=ρ水V空 =1 g/cm3×35 cm3 =35 g
王冠的總質量m'=m+m水 =579 g+ 35 g=614 g
后來，皆大歡喜~~
小李針對整個案件進行反思發(fā)現：想要判斷王冠是不是純金制的，首先需要判斷其是否為實心，若為實心，才可以利用密度初步判斷王冠是否為純金制的；否則利用密度是不能判斷出的.
案件結束后，小李向在場的人們進行了知識科普：
銀飾品深受人們喜愛，但是銀飾品不一定都用純銀制成.有些銀飾品的成分除銀之外，還可能有銅、鎳等. 通過測量密度可以對其是否為純銀作出初步判斷.
不同物質的密度可能是相同的. 例如，酒精和煤油都是液體，它們的密度都是0.8×103 kg/m3，但是通過氣味可以區(qū)分它們. 因此，要準確地鑒別物質，常常需要多種方法并用.
為了擴充自己的知識儲備，小李查閱資料，了解到密度在生活中的其他用途：
拓展：
密度在日常生活中的其他應用
通過對樣品密度等信息的采集，可以確定它的種類及經濟價值；
用密度鑒別牛奶、酒的品質
拓展：
密度在日常生活中的其他應用
很多材料的選擇需要考慮物質的密度.
拍攝電影時的石頭道具使用密度很小的泡沫塑料制成
機床底座需要用堅固、密度大的材料制成
飛機的外殼常采用高強度、低密度的合金或新型合成材料制成
超過百米的海上風力發(fā)電機的葉片采用了具有密度小、強度高、耐腐蝕、抗疲勞等優(yōu)異性能的碳纖維材料.
這次王冠的案件，體現了密度的重要性. 它不僅是一個物理概念，它還是解決謎題、鑒別物質和揭露真相的有力工具. 在科學探索和日常生活中，理解并應用密度的知識，可以幫助我們更好地理解周圍的世界，并解決實際問題.
科學·技術·社會·環(huán)境
材料與社會發(fā)展
舊石器時代
簡單加工石器，狩獵，維持生存.
新石器時代
隨著石器加工制作水平的提高，人類進入新石器時代，
出現原始手工業(yè).
鐵器時代
鐵器時代的到來，大大促進了社會的發(fā)展.隨著鋼鐵、水泥等材料的出現和廣泛應用，人類社會從農業(yè)和手工業(yè)社會進入了工業(yè)社會.
青銅器時代
青銅器的出現大大促進了農業(yè)和手工業(yè)的發(fā)展.
20世紀初以來
氣凝膠、半導體等新材料的出現和廣泛應用，把人類社會由工業(yè)社會推向信息社會.
自主閱讀課本對應內容
密度的應用
利用密度求出質量：
利用密度求出體積：
利用密度鑒別物質
m=ρV
V=
ρ=
公式：_______
公式：_______
公式：_______
密度在日常生活中的其他應用
確定樣品的種類及經濟價值.
材料的選擇.
課堂小結
1. 在學習完密度的知識后，小明對下列生活實例的解釋錯誤的是(　　)
A. 制造航天器應選用密度小的材料，能減小航天器的質量
B. 勘探人員常利用物質的密度來鑒別礦石的種類C. 影視拍攝中常利用密度大的材料做大石頭道具，因為能體現真實性D. 建造機床設備的底座時應該選擇密度較小的材料，輕便且容易移動
C
隨堂練習
當體積一定時，材料的密度越小，質量越小
√
×
密度是物質的基本特性之一，每種物質都有自己的密度
√
使用密度小的泡沫塑料制成
機床底座則需要用堅固、密度大的材料制成
×
2. 某城市決定用一種特殊的合金材料為一位見義勇為的英雄人物澆鑄塑像.塑像高為1.75 m，設計時先用同樣的金屬材料澆鑄了一個按比例縮小的小樣，測得小樣高17.5 cm，體積為70 cm3，質量為630 g，該金屬材料的密度_______kg/m3，英雄塑像的成品質量______kg.
9×103
h=17.5 cm=0.175 m
高度之比為h：h′＝0.175 m：1.75 m＝1：10
英雄塑像的體積V′＝1 000V＝1 000×70 cm3＝70 000 cm3＝0.07 m3
則體積之比為V：V′＝1：1 000
英雄塑像的成品質量m′＝ρV′＝9×103 kg/m3×0.07 m3＝630 kg
630
3. 地溝油中含有大量雜質及有毒物質，危害極大.小明想：利用測量密度的方法能否有效鑒別地溝油呢？在專業(yè)人員幫助下，他用一個質量是100 g，可裝100 cm3液體的空玻璃瓶裝滿地溝油后，測量出玻璃瓶和地溝油總質量是192.3 g.測量出的地溝油的密度是___________kg/m3，你認為用密度檢測的方法_______(選填“能”或“不能”)有效鑒別出地溝油，你的判斷理由是：__________________________________________.(正常食用油的密度均在0.91×103 kg/m3~0.93×103 kg/m3之間)
0.923×103
不能
地溝油的密度在正常食用油密度范圍之內
4. 為節(jié)能減排，倡導綠色環(huán)保，國內許多行業(yè)都進行了新材料新工藝的使用，比如建筑上普遍采用空心磚替代實心磚.如圖所示，每塊空心磚的質量是3.9 kg，制作材料的密度為2×103 kg/m3.磚的實心部分占總體積的65%，求該空心磚的總體積.
解：根據公式 ，可得
磚的實心部分體積
則空心磚的總體積
5. 隨著社會發(fā)展，鋁箔的應用越來越廣泛.如圖所示是某市場中食品用鋁箔的包裝盒信息. 請你通過計算判斷該商品提供的是否為虛假信息. (已知鋁的密度為2.7×103 kg/m3)
品名 食品用厚質鋁箔
規(guī)格 30 cm×8 m，凈重810 g
使用原料 厚0.15 mm鋁箔
衛(wèi)生標準號 GB4806.9
等級 合格品
810 g
方法一：利用密度求出質量
方法二：利用密度求出體積
方法三：利用密度進行鑒別
品名 食品用厚質鋁箔
規(guī)格 30 cm×8 m，凈重810 g
使用原料 厚0.15 mm鋁箔
衛(wèi)生標準號 GB4806.9
等級 合格品
m=ρV
解：方法一
單位換算2.7×103 kg/m3=2.7 g/cm3
鋁箔的體積V=30 cm×8×100 cm
×0.15×0.1 cm=360 cm3
根據公式 ，可得鋁箔的質量
m=ρ鋁V=2.7 g/cm3×360 cm3=972 g>810 g
所以該商品提供的為虛假信息.
5. 隨著社會發(fā)展，鋁箔的應用越來越廣泛.如圖所示是某市場中食品用鋁箔的包裝盒信息. 請你通過計算判斷該商品提供的是否為虛假信息. (已知鋁的密度為2.7×103 kg/m3)
810 g
品名 食品用厚質鋁箔
規(guī)格 30 cm×8 m，凈重810 g
使用原料 厚0.15 mm鋁箔
衛(wèi)生標準號 GB4806.9
等級 合格品
解：方法二
單位換算2.7×103 kg/m3=2.7 g/cm3
鋁箔的體積V=30 cm×8×100 cm
×0.15×0.1 cm=360 cm3
根據公式 ，可得鋁箔的體積
所以該商品提供的為虛假信息.
5. 隨著社會發(fā)展，鋁箔的應用越來越廣泛.如圖所示是某市場中食品用鋁箔的包裝盒信息. 請你通過計算判斷該商品提供的是否為虛假信息. (已知鋁的密度為2.7×103 kg/m3)
810 g
品名 食品用厚質鋁箔
規(guī)格 30 cm×8 m，凈重810 g
使用原料 厚0.15 mm鋁箔
衛(wèi)生標準號 GB4806.9
等級 合格品
解：方法三
單位換算2.7×103 kg/m3=2.7 g/cm3
鋁箔的體積V=30 cm×8×100 cm
×0.15×0.1 cm=360 cm3
根據公式 ，可得鋁箔的密度
所以該商品提供的為虛假信息.
5.隨著社會發(fā)展，鋁箔的應用越來越廣泛.如圖所示是某市場中食品用鋁箔的包裝盒信息. 請你通過計算判斷該商品提供的是否為虛假信息. (已知鋁的密度為2.7×103 kg/m3)
810 g

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