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5.2 物質的密度
第五章 質量與密度
知識點
物體的質量與體積的關系
知1－講
1
2022年北京冬奧會使用的是我國自主研發、制造的雪車，它的車身是用輕質材料制成的，這種雪車質量小，強度大。如果雪車的車身是用普通鋼材做的，它的質量就要大得多。由此可見，物體即使體積相同，因所含物質不同，質量也不一樣。
知1－講
【提出問題】物體的質量與體積是否有關？如果有關，具體有何關系？
【設計實驗與制訂方案】(1)先將天平放在水平實驗臺上按要求調節好。
(2)取大小不同的三塊長方體木塊，用天平測量出它們的質量，記錄在實驗表格內。
知1－講
深度思考 實驗中取大小不同的三塊長方體木塊的目的是什么？
深度理解
實驗中選用多塊木塊進行實驗，可以使得到的結論更具普遍性，更有說服力。
實驗中選用的木塊質量(或體積)是整數倍關系，可使其質量與體積之間的正比關系更加明顯，更加直觀。
知1－講
(3)用直尺分別測量出三塊木塊的長、寬、高后計算出它們的體積，記錄在實驗表格內。
(4)分別計算出木塊的質量與體積的比值。
物體 質量m/g 體積V/cm3 /(g·cm－3)
木塊 1 5 10 0.5
木塊 2 10 20 0.5
木塊 3 15 30 0.5
知1－講
(5)將木塊換成鐵塊，重復上述操作，可以得到實驗表格如表所示。
物體 質量m/g 體積V/cm3 /(g·cm－3)
鐵塊 1 79 10 7.9
鐵塊 2 158 20 7.9
鐵塊 3 237 30 7.9
知1－講
【獲取與處理信息】以木塊的體積V為橫坐標，以質量m 為縱坐標，在坐標紙上描點，然后把這些點連起來，如圖1所示。同理，作出鐵塊的質量m與體積V
的關系圖像，
如圖2 所示。
知1－講
【分析與論證】(1)由表中數據可以得出，木塊(或鐵塊)的質量和體積之比是一定的；木塊的質量與體積之比和鐵塊的質量與體積之比是不同的。(2)由圖像可知，物體的m-V 圖像是一條正比例函數圖線。即同一種物質組成的物體，其質量與體積之比是一定的；不同物質組成的物體，其質量與體積之比一般是不同的。
知1－講
【交流評估】
(1)用刻度尺測量木塊的長、寬、高，再計算木塊體積時，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)在測量鐵塊的質量和體積時，有的同學是用排水法測量的，先用量筒和水測體積，鐵塊表面附著的水沒擦干凈，再用天平測質量時結果偏大，影響了實驗結果。
知1－講
方法規律
圖像可以用來表示一個物理量隨另一個物理量的變化情況，圖像法有著直觀準確的特點，是物理學中常用的研究方法。
知1－講
圖像解讀
1. 圖像的原點表示：物體的體積為0時，質量為0。
2. 圖像是一條過原點的直線，表明同種物質的質量與它的體積成正比。
知1－講
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!
知1－練
例 1
[常熟期中]小華在“探究同種物質的質量與體積的關系”時，選擇了三個體積和質量均不同的實心銅塊做實驗。實驗中，將數據記錄在了自己設計的表格中。小華在分析質量與體積的比值時，發現其中一組數據比值與其他明顯不同，他認為可能是測量錯誤，接下來他的正確做法是(　　)
知1－練
質量m/g 體積V/cm3 比值/(g·cm－3)
銅塊 1 89 10
銅塊 2 178 20
銅塊 3 356 70
知1－練
A. 利用測得的三組數據在直角坐標系中作圖分析
B. 將懷疑數據找出，分析錯誤原因，并重新測量后利用三組數據在直角坐標系中作圖分析
C. 將懷疑數據刪除，利用其他兩組數據在直角坐標系中作圖分析
D. 將所有數據刪除，再測三組數據，利用三組數據在直角坐標系中作圖分析
知1－練
解題秘方：在探究性實驗中，我們一般要求至少要進行三次實驗，這樣得出的結論才可能具有普遍意義。在發現其中一組數據比值與其他明顯不同時，應先確定這組數據是否有誤，若無誤，則根據數據得出結論；若有誤，則需要找出原因，填寫正確的數據。
知1－練
解析：在發現其中一組數據比值與其他明顯不同時，我們不能簡單地刪除懷疑數據，重新進行實驗再測出一組數據，
而應根據實驗步驟判斷這組數據是否有誤，若無誤，則根據數據得出結論；若有誤，則需要找出原因，填寫正確的數據，故A、D 不符合題意，B 符合題意。
知1－練
在探究性實驗中，我們一般要求至少要進行三次實驗，得出三組數據，這樣根據數據得出的結論才具有普遍意義。只有兩組數據，在作圖時無法準確得出其關系，故C 不符合題意。
答案：B
知1－練
1-1. [句容月考] 在“ 探究物體的質量與體積的關系”實驗中，需要用______測物體的質量，用______測量物體的體積，實驗需要進行多次測量，目的是___________ (填“得到普遍規律”或“求平均值減小誤差”)。
天平
量筒
得到普遍規律
知1－練
1-2. 如圖所示的各現象中，可作為“物質質量與體積有關”事實依據的有(　　)
A. (2)與(3)
B. (2)與(4)
C. (1)與(4)
D. (1)與(2)
C
知2－講
知識點
密度
2
1. 定義 物理學中，把某種物質組成的物體的質量與體積之比，叫做這種物質的密度。
2. 定義式 密度—ρ＝
—質量
—體積
知2－講
思想方法
比值定義法：用物理量之比定義新的物理量，是物理學中常用的科學思維方法。這里用質量與體積之比定義密度。密度表示了物質的一種屬性。
知2－講
3. 密度的單位
(1)在國際單位制中，密度的單位為千克/ 米3，符號為kg/m3。
(2)密度的常用單位還有克/ 厘米3，符號為g/cm3。
(3)1 g/cm3＝1×103 kg/m3。
注：kg/m3也可以寫成kg·m－3；g/cm3也可以寫成g·cm－3。
知2－講
4. 對密度的理解
(1)密度是物質的一種屬性。一般情況下，同種物質密度相同，不同物質密度不同。
(2)密度跟物質的種類、狀態和溫度等有關。
知2－講
5. 密度的計算
(1)公式：①求密度：ρ＝；②求質量：m＝ρV；③求體積：V＝。
(2)要求：①公式中ρ 、m、V必須是同一物體的；②公式中物理量的單位必須統一。
知2－講
特別提醒：物理公式和數學公式是不一樣的，并不能完全像數學公式一樣來分析成正比或反比，因為物理公式有其特定的物理意義，分析物理公式時要結合具體物理量來進行。
知2－講
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。
知2－練
[中考·深圳，多選]下列例子中，密度不變的是(　　)
A. 水結成冰 B. 粉筆用了一半
C. 鐵杵磨成針 D. 氧氣瓶中的氧氣被用去一半
例 2
解題秘方：密度是物質的一種屬性，對于確定的某種物質，它的密度不隨質量、體積的改變而改變。同種物質，狀態不同，密度不同。
知2－練
解析：水結成冰，狀態變化了，密度發生了變化，冰的密度小于水的密度，故A不符合題意；粉筆用了一半，物質多少發生變化，而物質種類、狀態和溫度等不變，所以密度不變，故B符合題意；鐵杵磨成針，物質多少發生變化，而物質種類、狀態和溫度等不變，所以密度不變，故C符合題意；氧氣罐內氧氣被用去一半后，體積不變，質量減小，其密度減小，故D 不符合題意。
答案：B、C
知2－練
2. [襄陽模擬] 甲、乙兩實心金屬塊，它們的體積之比為2∶1，將它們分別放在調好的天平的左右盤中，天平恰好平衡。甲和乙的質量之比為______；若將甲切去，乙切去，那么甲和乙剩余部分的密度之比為______，質量之比為______。
1∶1
1∶2
8∶3
物質的密度
密度
探究
定義
定義式
單位

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