第六章

質(zhì)量與密度1.探究同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的

關(guān)系，體會利用

比值不變反映的

數(shù)量關(guān)系來定義

物理量的方法。2.知道密度的定

義、公式和單位，理解密度的物理意義。學(xué)習(xí)目標(biāo)4.知道密度與溫度的關(guān)系，并能解釋簡單的與社會生活相

關(guān)的密度問題。3.會查密度

表。一、創(chuàng)設(shè)情景，引入新課用紙包著的相同體積的香皂、蘿卜、輕質(zhì)木塊、海綿，不打開包裝紙，你有什么辦法將

它們鑒定出來?長度和橫截面積都相同的鋁柱和鋼柱，哪個質(zhì)量大?如果它們的體積

很大，質(zhì)量不便直接測量，我們?nèi)?/p>

何間接地得到它們的質(zhì)量呢?實心鋼圓柱體實心鋁圓柱體日常生活中人們可以根據(jù)物質(zhì)的顏色、氣味、軟硬程度等性質(zhì)可以分辨不同的物質(zhì)，

是利用了物質(zhì)的某些性質(zhì)。自然界是由各種各樣的物質(zhì)組成的，不同物質(zhì)有不同的特性。(3)兩塊用紙?zhí)装捏w積相等的銅塊、鋁塊，怎么區(qū)分它們?二、物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系【提出問題】(1)二個燒杯分別裝有酒精和油，你如何把它們區(qū)分開?(2)有形狀和體積都相同的三個金屬圓柱體，分別是銅、鋁和鐵。你如何區(qū)分開來?此時既不能僅通過比較質(zhì)量來分辨，也不能僅通過比較體積來分辨。究竟通過比較什么能夠分辨出銅塊和鋁塊

呢?這正是我們探究的問題?！?/p>

猜

想

】既然單純比較質(zhì)量或體積不能分辨它們，那么通過尋

找質(zhì)量和體積的關(guān)系也許能找到一種方法……LL(4)兩塊用紙?zhí)装馁|(zhì)

量相等的銅塊、鋁塊，怎么

區(qū)分它們?L

1(5)兩塊用紙?zhí)装捏w積、質(zhì)量都不相等的銅塊、鋁塊，怎么區(qū)

分它們?【設(shè)計實驗】(1)取幾個不同體積的長方體鋁塊，用

天平分別測量它們的質(zhì)量，用刻度尺分別

測量長、寬、高，計算出它們的體積。(2)取幾個不同體積的長方體鐵塊，用

天平分別測量它們的質(zhì)量，用刻度尺分別

測量長、寬、高，計算出它們的體積。(3)通過比較、分析，尋找這些數(shù)據(jù)中包

含的規(guī)律。①比較不同的鋁塊，他們的質(zhì)量跟體積有

什么關(guān)系?不同的鋁塊有什么相同點?②比較不同的鐵塊，他們的質(zhì)量跟體積有

什么關(guān)系?不同的鐵塊有什么相同點?4)實驗器材天平、砝碼、體積不同的鋁塊和鐵塊、刻度尺。三個體積

不等的鋁塊cou刻度尺【進行實驗】(1)調(diào)節(jié)天平平衡；(2)用天平分別稱量不同體積的鋁塊

(鐵塊)的質(zhì)量，記入表格；(3)測量鋁塊(鐵塊)的邊長，計

算他們的體積，記入表格。(4)實驗數(shù)據(jù)?！痉治稣撟C】(1)根據(jù)表格數(shù)據(jù)分析①從測量數(shù)據(jù)上看，會得到：同種物質(zhì)的體積增

加了多少倍，它的質(zhì)量也增加了相同的倍數(shù)，即

同種物質(zhì)的質(zhì)量與它的體積成正比。②分別計算每個鋁塊、銅塊質(zhì)量與體積的比值，

可得出：物質(zhì)相同，質(zhì)量跟體積的比值m/V

相同；物質(zhì)不

同，質(zhì)量跟體積的比值m/V

不同。即：質(zhì)量跟體

積的比值m/V

與物質(zhì)的種類有關(guān)。物質(zhì)鋁塊m/gV/cm3鋁A2710B5420C8130物質(zhì)鐵塊m/gV/cm3鐵D7910E15820F23730②分析圖像由圖象可看出同種物質(zhì)的質(zhì)

量與體積的關(guān)系是一條過原

點的傾斜直線，說明同種物

質(zhì)的質(zhì)量與體積成正比。其一般式為m=kV,

代入一組(m,V)

數(shù)據(jù)，即可算出k=2.7g/cm3,

鋁塊

k=7.9g/cm3鐵塊。(2)用圖象來處理數(shù)據(jù)①畫出鋁塊和鐵塊的m-V圖像以體積V為橫坐標(biāo)，以質(zhì)量m

為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)系中再加

上一個m=0,V=0的點，根據(jù)表中數(shù)據(jù)畫出鋁塊和鐵塊的m-V圖像。250

m/g

鐵塊200150鋁塊100500

10

20

30

V/cm3物質(zhì)鋁塊m/gV/cm3mIV(g/cm3)鋁A27102.7B5420C8130物質(zhì)鐵塊m/gV/cm3m/V(g/cm3)鐵D79107.9E15820F23730【評估與交流】(1)為便于比較，實驗中最好選用體積相

同的鐵塊和鋁塊。(2)在實驗中，天平調(diào)節(jié)平衡后就不能

再調(diào)節(jié)平衡螺母。(3)描點作圖時，由于體積為0時，質(zhì)量也

為0,因此根據(jù)m=0

和V=0,

也可以作出一

個點。(4)實驗中需要多次測量的目的：避免實驗

的偶然性，從而使實驗結(jié)論更具有普遍性。(3)實驗結(jié)論：同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積成

正比，質(zhì)量與體積的比值m/V是

一

個恒

量

。對于不

同物質(zhì)，這個比值一般不

同

，說明這個

比值反映的是物質(zhì)的某種特性。通過比較質(zhì)量跟體積的比值可以分

辨不同的物質(zhì)，它反映了物質(zhì)的一種性質(zhì)，在

物理學(xué)中就用密度表示物質(zhì)的這種性質(zhì)。物體的質(zhì)量與它的體積之比叫作這種物質(zhì)的密度

。對于不同物質(zhì)，這個比值一般不

同

，說明這個比值反映的是物質(zhì)的某種

特性

。在物理學(xué)

中，用密度表示物質(zhì)的這種特性

。m/g

鐵塊250200150鋁塊10050010

20

30

V/cm3三、密

度1.密度的定義某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫作這種物質(zhì)的密度

。

通常用

P

表示。分析實驗結(jié)論：同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積成正比，

即同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是

一

個確定的值。4.對密度公式p=m/V的理解(1)密度是物質(zhì)的一種_特性

,同種物質(zhì)在

一定狀態(tài)下，密度是一個定值

，與質(zhì)量、體

積無

關(guān)。不能認(rèn)為與質(zhì)量成正比，與體積

成反

比。(2)同種物質(zhì)組成的物體，其質(zhì)量與體積成

正

比。即

m?/m?=V?/N2(3)不同物質(zhì)組成的物體，在體積相同時，其質(zhì)量與密度成正比

。變形公式

m=pV

V=m/p3.

密度的單位(1)基本單位：千克/米3

(kg/m3)m

單位用kg、

V單位用m3時，則p的單位是kg/m3

.m?/m?=P?/p22.

密度的公式即其體積與密度成反比。即

V?/V?

=P?/P?5.

對密度是物質(zhì)的特性的理解(1)每種物質(zhì)都有它確定的密度，同種物

質(zhì)，密度是不變的，與物體的質(zhì)量、體積、

形狀、運動狀態(tài)等無關(guān)。(2)密度與物質(zhì)的種類有關(guān)，不同物質(zhì)

的密度一般是不同的。(3)密度與物質(zhì)的溫度和狀態(tài)有關(guān)。質(zhì)在溫度變化時，體積發(fā)生改變(如熱脹冷縮),而質(zhì)量不變，因此物質(zhì)的密度會

改

變

。②物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化時，質(zhì)量不變，但體積

會變化，所以密度也隨之變化。例如水結(jié)冰

后，密度變小(0.9g/cm3)。6.常見固體、液體、氣體的密度值(1)

一

些固體的密度(常溫常壓)(4)不同物質(zhì)組成的物體，在質(zhì)量相同時，①同種物質(zhì)的密度受溫度變化的影響。物(4)由密度表可得出如下結(jié)論：①物質(zhì)的密度值都是有條件的。如“常溫常

壓”、“0℃,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓”等，若這些條件

(溫度，壓強)改變，密度也會有所變化。②通常情況下，不同物質(zhì)的密度是不同的。大部

分固體的密度較大，液體的密度次之，氣體的密

度最小。但也有例外，如水銀的密度為13.6×103kg/m3,

比許多固體的密度都大，油類的密度一般比水的密度??；氫氣是密度最小的氣體

等

。③密度相同的不一定是同種物質(zhì)，如常溫常壓下冰和蠟的密度相同，煤油和酒精的密度相同。物質(zhì)密度/(kgm-3)物質(zhì)密度/(kg·

m-3)二氧化碳1.98一氧化碳1.25氧1.43氦0.18空氣1.29氫0.09物質(zhì)密度/(kg

m3)物質(zhì)密度/(kg

m3)水銀13.6×103純水1.0×103硫酸1.8×103酒精0.8×103海水1.03×103汽油0.71×103物質(zhì)密度/(kg:m3)物質(zhì)密度/(kg:m3)金19.3×103鋁2.7×103鉛11.3×103花崗巖(2.6～2.8)×103銀10.5×103冰0.9×103銅8.9×103蠟0.9×103鐵7.9×103干松木0.5×103(3)一些氣體的密度(0℃,標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)(2)一些液體的密度(常溫常壓)(2)熱脹冷縮自然界中的絕大多數(shù)物質(zhì)都有溫度升高時體積變大，溫度降低時體積變小的性

質(zhì)，物質(zhì)的這種性質(zhì)可簡稱為“熱脹冷

縮”。在我們常見的物質(zhì)中，氣體的熱

脹冷縮最顯著,它的密度受溫度的影響

也最大。一般固體、液體的熱脹冷縮不

像氣體那樣明顯，因而密度受溫度的影響比較小。四、溫度與密度1.物質(zhì)密度與溫度的關(guān)系(1)氣體密度與溫度的關(guān)系氣體的密度受溫度的影響較大。一定質(zhì)量的

氣體，當(dāng)其溫度升高時，密度變??；當(dāng)其溫

度降低時，密度變大。(3)冬天自來水管被凍裂的原因在我國的北方，冬天對自來水管的保護十分重要。如果保護不好，使水管內(nèi)的水結(jié)了冰，

不僅影響正常的生活用水，有時還會把水管

凍裂，造成送水設(shè)備的損壞。那么,自來水

管為什么會被凍裂?2

.水的反常膨脹現(xiàn)象(1)水的熱膨脹規(guī)律如圖所示，是科研人員通過

探究“一定質(zhì)量的水的體積

隨溫度變化的關(guān)系”做出

的圖像。分析圖象，回答以

下問題：從密度表中，我們可以查到冰的密度比水的密度小，所以水凍成冰后，因為質(zhì)量不變，

根據(jù)V=m/p可知，體積增大，所以就把水

管脹裂了。P水=1.0g/cm3P冰=0.9g/cm3(2)水的密度與溫度的關(guān)系根據(jù)p=m/V可知：水的質(zhì)量不變，在溫度4℃時，體積最小，所以密度最大。溫度高于

4℃時，隨著水溫的升高，密度越來越??；溫

度低于4℃時，隨著溫度的降低，水的密度也

越來越小。結(jié)論：在溫度為4℃時，水的密度最大.①圖象中AB

段反映的物理規(guī)律是：水溫低于4℃時，水溫升高，體積減小。②BC

段反映的物理規(guī)律是：水溫高于4℃時，水溫升高，體積增大。以上現(xiàn)象揭示了水的膨脹規(guī)律：4℃以上的水是熱脹冷縮，而0℃~4℃的水是熱縮

冷脹，把這種現(xiàn)象稱為反常膨脹。1.00000.99980.9996

t/℃

-2

0

2468

104℃的水密度最大V/cm3500498

A

C.

496494

B4920

2

4

6

8

10

t/℃(3)與水的反常膨脹有

關(guān)的現(xiàn)象plg:cm3①水在4℃時的密度最大，下沉到水底。如圖所示：水的反常膨脹使得水從上到下結(jié)冰。在

寒冷的冬天，水面冰封了，但較深湖底的水卻有可能保持4℃的水溫，利于生物存活。②各種飲料都含有水分，由于水在4℃時的密度最大，體積最小，所以儲存或運輸在溫度為

4℃時最安全的。密度物質(zhì)的質(zhì)量與體積的關(guān)系I

一

同種物質(zhì)，質(zhì)量與體積成正比，

m/V是一定的—

不同物質(zhì)組成的物體，

m/V一般是不同的密度I一某種物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量與它的體積之比叫作這種物質(zhì)的密度。I

密度是物質(zhì)的一種特性

IH公式：p=m/V—單

位：kg/m3

、g/cm31g/cm3=1.0×103kg/m3—溫度與密度密度與溫度的關(guān)系：溫度能夠改變物質(zhì)的密度水的反常膨脹現(xiàn)象：水在4℃時密度最大。0~4℃的水是“熱縮冷脹”課堂總結(jié)課堂練習(xí)：1.金屬鋨是迄今人們發(fā)現(xiàn)的地球上密度最大的金屬。225.9g

金屬鋨的體積為10cm3,它的密度是多少?中子星的密度可達(dá)2×1018kg/m3,

中子星的密度約為金屬鋨的多少倍?解：金屬鋨的密度為：P鋨=m鋨/N

鋨

=

2

2

5.

9g/10cm3=22.59g/cm3中子星的密度P中=2×1018kg/m3=2×1015g/cm3中子星的密度與金屬鋨的密度之比：=8.85×10133.

冬天氣溫在0℃以下時，裸露的自來水管常會被凍裂，這是由于(

C

)A.

氣溫降低后，水管的容積收縮，盛

不下管內(nèi)的水B.水在4℃時密度最大，氣溫降低后管

中水的體積反而膨脹C.管中水結(jié)冰后不能流動，而相同質(zhì)