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第五章 我們周圍的物質
5.2 物質的密度
逐點
導講練
課堂小結
作業提升
課時講解
1
課時流程
2
物體的質量與體積的關系
密度
從身邊的問題出發：
人口在不同的地方分布不同，有的地方人口分布很稠密，反之有的地方人口分布很稀疏；對于植被也是同樣，有的分布十分稠密，也有的分布非常稀疏……
觀察上圖，不需測量就能發現：同種物質組成的物體，體積越大質量越大。通過用手掂一掂體積相同的木塊、鋁塊和銅塊，比較也會發現：m 木猜想：組成物體的物質分布也會有的稠密，有的稀疏，要探究物質的疏密度就要探究其質量跟體積的比值關系。
“物質疏密度”理解：
不同種物質組成的實心物體，體積相同時，質量一般不同，即相同體積內所含物質的多少是不同的，類比人口分布疏密不同可知，物質分布的疏密也不同。
建構模型
疏密度：
疏密度有很多情況，比如一定面積內人口的分布疏密情況叫人口密度，園林或者森林中樹木的栽培密度等。但不管求哪種疏密度，實質上都是求比值。
例如：
人口密度= ，栽培密度= 。
知識點
物體的質量與體積的關系
1
提出問題
(1)同種物質組成的物體，質量與體積的比值有什么樣的關系？
(2)不同物質組成的物體，質量與體積的比值有什么樣的關系？
2. 設計實驗
實驗器材：大小不同的長方體木塊3 個、大小不同的鋁塊3 個、刻度尺、量筒和水、天平。
3. 進行實驗
(1)取一個木塊，用天平稱量出它的質量，用刻度尺測量長、寬和高后算出它的體積，把數據填入設計的表格中；
(2)重復步驟(1)把另外兩個木塊的質量和體積測算出來，把數據填入表格；
(4)重復步驟(3)測出另外兩個鋁塊的質量和體積，把數據填入表格。
(3)取一個鋁塊，用天平稱量出它的質量，用量筒和水測出它的體積，把數據填入設計的表格中；
實驗表格
研究對象 質量m/g 體積V/cm3 質量與體積之比
/g﹒cm-3
木塊 6 10 0.6
12 20 0.6
18 30 0.6
鋁塊 27 10 2.7
54 20 2.7
81 30 2.7
(5)分別把木塊和鋁塊所獲得的實驗數據在所給坐標系(圖2)中描點，然后連線，分別畫出木塊和鋁塊的m-V 圖像，觀察它們的特點并進行比較(注意：體積為0 時，質量也是0，故m=0 和V=0，也可以作為一個點)。
深度理解
1.分別選擇三個體積不同的鋁塊( 或木塊) 做實驗，是為了研究同種物質組成的物體的質量和體積之間的關系”，選用多種物質(鋁塊、木塊)且每種物質做三次實驗，是為了多次實驗歸納總結規律，避免一次實驗的偶然性。
2.選擇兩種物質(鋁塊、木塊)做實驗，是為了研究不同種物質組成的物體的質量和體積之間的關系。
3.求出每次實驗的質量和體積的比值，是為了發現這一比值遵循的規律，體現出這一比值的重要性和特殊性。
4.某種物質組成的物體單位體積的質量與某種物質組成的物體的質量與體積的比值這兩種表述的物理意義是一致的，因為單位體積的質量就是用質量除以體積(質量與體積的比值)求得的。
4. 分析論證 分析實驗數據或圖像，可以得出結論：
(1)同種物質組成的物體，其質量與體積的比值是相同的(即質量與體積成正比)；不同物質組成的物體，其質量與體積的比值一般是不同的。
“一般”是不同的，但不是“一定”不同！
(2)當同種物質組成的物體體積變化時，其質量變化，但質量與體積的比值不變，故比值與物體的質量大小、體積大小均無關，但比值與物質的種類有關。
體積變為原來的幾倍，質量也變為原來的幾倍，但質量和體積的比值不變。
5. 交流評估
(1)用刻度尺測算木塊體積時，刻度尺精確度不高，算出的木塊體積就有較大誤差，會影響實驗結果。
(2)在測量鋁塊的質量和體積時，有的同學先用量筒和水測體積，鋁塊表面附著的水沒擦干凈，造成用天平測質量時結果偏大，影響了實驗結果。
思想方法
歸納法：根據實驗收集到的數據進行分析歸納，找出數據間的內在規律和聯系，即為結論或規律。表述時，應注意成立的條件！
例 1
水的密度是1.0×103 kg/m3。
(1)它表示的含義是______________________________ 。
體積為1 m3 的水質量是1.0×103 kg
思路導引：密度在數值上等于物體單位體積的質量，比如1 m3、1 dm3、1 cm3 等都是單位體積。
(2)1.0×103 kg/m3 合_________g/cm3。
1
思路導引：直接單位換算即可。
(3) 一杯水， 喝掉一半， 剩余的半杯水質量_______ ， 體積_____ ， 密度 _____。( 以上三空均填“ 變大”
“ 不變” 或“變小”)
變小
變小
不變
思路導引：密度是物質的特性，每種物質都有自己的密度，跟物體的質量、體積均無關，一杯水喝掉一半后，所含的水少了，質量變小，體積變小，但密度保持不變。
(4) 把這杯水放入冰箱冷凍室， 水結成冰后， 它的質量_______， 密度_______。( 以上兩空均填“ 變大”
“ 不變” 或“變小”)
不變
變小
思路導引： 不同物質，密度一般不同，密度還跟物質的狀態有關。水結成冰后，所含的物質多少不變，質量不變，但密度變小了。
1.辨析、比較、理解密度和質量
密度 質量
定義 某種物質的質量與體積的比值 物體所含物質的多少
單位 kg/m3 kg
特點 物質的特性，與物體的質量、體積和運動情況無關，與物質種類和狀態有關 物體的屬性，與物體的形狀、位置、狀態無關
2.巧定密度是否改變
1.明確物體的狀態。
2.物質的密度與物質種類和狀態有關；物體質量、體積變化后，其密度不變。
3.氣體的明顯特點是：體積總是充滿裝它的整個空間。若用掉一部分，體積不變，其密度變小。
1.[ 中考·鞍山] 關于質量和密度，下列說法中正確的是( )
A. 同種物質組成的物體，其密度與質量成正比
B.“鐵杵磨成針”時鐵的密度發生了變化
C. 冰的密度是0.9×103 kg/m3，表明1 m3冰的質量是0.9×103 kg/m3
D. 宇航員把月球巖石標本帶回地球，標本的質量不變
D
知識點
密度
2
1. 定義 物理學中，把某種物質的___________的比值，叫做這種物質的密度。
2. 表達式 根據密度定義，我們可以得到：密度= ，用公式表述為ρ = 。
質量與體積
思想方法
比值定義法：用兩個基本的物理量的“比”來定義一個新的物理量的方法，是物理學中最常用的定義法。這里用質量與體積的比值定義密度，它反映了物質的一種特性。
3. 單位 在國際單位制中，密度的單位是千克/ 米3，讀作
“千克每立方米”，符號是kg/m3，常用單位：g/cm3。1 g/cm3=1×103 kg/m3。
kg/m3也可以寫成kg·m－3;g/cm3也可以寫成g·cm－ 3。
4. 關鍵知識提醒 用密度公式進行有關計算時，公式中的三個物理量單位必須統一，不能混用。
5. 物理意義 密度在數值上等于物體單位體積的質量。比如鋁的密度是2.7×103 kg/m3，它表示體積為1 m3 的鋁的質量是2.7×103 kg。
密度單位的換算推導：
1 g/cm3=1 =1× =1×103 kg/m3。
拓展舉例：
一杯水和一桶水的密度相同，但冰和水的密度不同。
6.(1)密度是物質的一種特性。它與物質的種類和狀態有關，與物體的質量、體積、運動狀態均無關。
(2)導致物質密度變化的幾種情況：
①質量不變時體積發生變化。例如水銀溫度計中的水銀，在測量體溫過程中熱脹冷縮，質量保持不變，體積變化，導致密度變化；
②體積不變時質量發生變化。例如液化氣罐中的液化氣在使用過程中，因為氣體能充滿它所能達到的空間，所以體積保持不變，但質量減小，導致密度減小；
③狀態發生變化。例如冰熔化成水，密度變化。
3.實驗探究處理數據小竅門
實驗探究，都要測量多組有關物理量間的對應數據，對這些數據進行分析比較，尋找規律。
其中的小竅門就是：同中求異，
異中求同。
例2
小明在“探究物體的質量與體積的關系”實驗中。
物體 A B C
質量/g 13.5 21.6
體積/cm3 5.0 8.0
27
(1)用調節好的天平稱一個物體的質量，當把物體A 放到天平左盤時，右盤中的砝碼質量和游碼所處的位置如圖3 甲所示，天平平衡，請你將數據記錄在表一內。
表一
思路導引：物體的質量為所有砝碼的質量與游碼左邊線對應示數之和，由圖甲可知：m=20 g+5 g+2g=
27 g。
物體 A B C
質量/g 13.5 21.6
體積/cm3 5.0 8.0
10.0
(2)將該物體放到盛有70 cm3 水的量筒中，量筒中的水面如圖乙所示，將物體體積記錄在表一內。
表一
思路導引：由圖乙可知，物體和水的總體積為80 mL，則物體的體積V=V 總-V 水=80.0 mL-70.0mL
=10.0 mL=10.0 cm3。
(3)按照以上兩個步驟，小明繼續測量了兩個同種物質組成的物體的質量和體積，并將數據記錄在表一中，請你根據表中數據在圖丙的坐標紙上用描點法作出圖像，
觀察圖像并得出結論：______________________________
_________________________________________________________________。
如圖4 甲所示；同種物質組成的物
體質量和體積成正比(或同種物質組成的物體質量和體積的比值是個定值)
思路導引：利用描點法，將“10.0，27”“5.0，13.5”“8.0，21.6”三組數據描點，可得質量和體積變化圖像如圖4 甲所示，觀察圖像可得出結論。
(4) 小明又測量了3 個不同物體的質量和體積， 得到的數據記錄在表二中， 也將表二中的數據在圖丙中描點。
4.如何描點畫圖像
1.先總體觀察實驗數據，確定坐標系橫、縱坐標的分度值。
2.把每組數據在坐標系中描點。
3.由于實驗有誤差，所以數據會有偏差。連線時，不必把所有的點都連成圖像，盡量使大多數點在圖像上即可。
4.連線時盡量使圖像曲線平滑，不用折線。
分析并得出結論：________________________________
________________________________________________________。
如圖4 乙所示；E 與A、B、C 是同種
物質(或D、F 與A、B、C 是不同物質，或D、F 是同種物質)
物體 D E F
質量/g 9.0 20.3 15.5
體積/cm3 5.0 7.5 8.6
表二
思路導引：同理，可得到表二中的描點結果如圖4 乙所示。E 在A、B、C 的圖像上，說明它與A、B、C 是同種物質。
18.0
(5)一個由與D 相同物質組成的物體，體積是10 cm3，它的質量是______g。
思路導引：利用前面的結論，同種物質組成的物體，質量和體積的比值不變，可求出與D 相同物質組成的物體，體積是10 cm3，它的質量應是18.0 g。
探究物質的密度
密度
公式
單位
定義
應用
探究物質的密度
1. 密度是物質的一種特性。
2. 公式ρ＝m/V的理解：
(1)公式ρ＝m/V告訴我們，物質的密度等于其質量與體積的比值，但物質的密度與其質量和體積的大小無關。
(2)公式m＝ρV告訴我們，物體的密度一定時，其質量與體積成正比。
(3)公式V＝m/ρ告訴我們，物體的密度一定時，其體積與質量成正比。

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