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第六章 ——質量和密度
第2節 密度
八年級物理上冊 人教版
1
探究同種物質的
質量與體積的關系
第2節
2
密度
密 度
①探究同種物質的質量與體積的關系，體會利用比值不變反映的數量關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。
③會查密度表。
學習目標
很久以前有一個國王，請一個工匠打造了一頂純金的皇冠。皇冠做好后國王很滿意，但總是懷疑工匠偷走了部分黃金。于是他就請阿基米德想辦法進行鑒別。
阿基米德冥思苦想也束手無策。直到有一天他洗澡時，當他把腳伸進裝滿水的木桶時，水就溢了出來，頓時他靈機一動——有了。
①請同學們看一則科學故事
幾天后他當著國王及大臣的面，取兩木盆盛滿水，在一只木盆中放入皇冠，另一木盆中放入等質量的純金。根據溢出水的體積，他就斷定——皇冠不是純金做的。
這是為什么？
學習了密度的概念就明白了。
金牌、銀牌和銅牌，你能分辨他們嗎？
②在2022年北京冬奧會上，中國運動員一共獲得了9枚金牌、4枚銀牌、 2枚銅牌，為我國爭了光。
谷愛凌獲得
了2金1銀
學習了密度的概念就能分辨。
探究同種物質的
質量與體積的關系
01
PART
①一桶水的質量比一杯水的質量要大。
②鋁鍋的質量比鋁漏勺的質量要大。
根據生活經驗猜想
一、探究同種物質的質量與體積的關系
【猜想與假設】
猜想：同種物質組成的不同物體，體積越大 ，質量越大，物體的質量與體積可能成正比。
①取幾個不同體積的的鋁塊，用天平分別測量它們的質量，用刻度尺分別測量長、寬、高，計算出它們的體積。
②取幾個不同體積的的銅塊，用天平分別測量它們的質量，用刻度尺分別測量長、寬、高，計算出它們的體積。
③根據實驗數據進行分析，找出同種物質的質量與體積的關系。
【實驗設計】
【實驗器材】
天平、砝碼、體積不同的鋁塊和銅塊、刻度尺。
刻度尺
A
B
C
三個體積不等的鋁塊
D
E
F
三個體積不等的銅塊
①調節天平平衡；
②用天平分別稱量不同體積的鋁塊（銅塊）的質量，并記入表格；
③測量鋁塊（銅塊）的邊長，計算他們的體積，并記入表格。
【實驗數據】
物質 鋁塊 m/g V/cm3 m/v 物質 銅塊 m/g V/cm3 m/v
鋁 A 27 10 2.7 銅 D 89 10 8.9
B 54 20 2.7 E 178 20 8.9
C 81 30 2.7 F 267 30 8.9
【實驗步驟】
處理實驗數據時，可以采用圖像法。以體積V為橫坐標，以質量 m為縱坐標，在坐標系中再加上一個m=0，V=0的點。根據表中數據畫出鋁塊的m-V圖像。
【數據處理】
物質 實驗序號 m/g V/cm3 m/v
鋁 1 27 10 2.7
2 54 20 2.7
3 81 30 2.7
0 10 20 30 40
80
60
40
20
以體積V為橫坐標，以質量 m為縱坐標，根據表中數據畫出了銅塊的m-V圖像。
【數據處理】
物質 實驗序號 m/g V/cm3 m/v
銅 4 89 10 8.9
5 178 20 8.9
6 267 30 8.9
0 10 20 30 40
300
250
200
150
100
50
【實驗結論】
①圖象是一條過原點的傾斜直線，說明同種物質的質量與體積成正比；
②不同物質，直線的傾斜程度不同，即表明不同種物質的質量與體積的比值不等。
①同種物質的質量與體積成正比，即同種物質的質量與體積的比值是個定值。
②不同種物質的質量與體積比值不同。
甲 乙 實驗 序號 體積 V/cm3 質量 m/g 實驗 序號 體積 V/cm3 質量
m/g
1 10 18 4 10 9
2 20 36 5 20 18
3 30 54 6 30 27
【例題1】在探究“物質的質量和體積的關系”實驗中，某小組同學分別用甲、乙兩種不同的物質做實驗，且甲、乙都是長方體形狀。實驗時，小組同學分別測出它們的體積和質量并記錄數據如表所示。
①小組同學測量體積和質量時所用的工具分別為_______和______；
②在如圖所示的方格紙中已畫出了乙的質量隨體積變化的圖像，請你畫出甲的質量隨體積變化的圖像。
天平　
刻度尺　
③分析上表中實驗序號_______________________的數據，可以得到結論：體積相同的甲和乙，它們的質量不相同；
④通過對數據或圖像的分析，可以得到結論：同種物質，質量與體積的比值是______的；不同種物質，質量與體積的比值一般是______（均選填“相同”或“不同”）的。
不同　
相同　
1與4（或2與5或3與6）
甲 乙 實驗序號 體積V/cm3 質量m/g 實驗序號 體積V/cm3 質量m/g
1 10 18 4 10 9
2 20 36 5 20 18
3 30 54 6 30 27
密 度
02
PART
【分析實驗結論】
一、密度 ρ
1.密度定義：
某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度。
同種物質的質量與體積成正比，即同種物質的質量與體積的比值是一個確定的值。
對于不同物質，這個比值一般不同，說明這個比值反映的是物質的某種特性。在物理學中，用密度表示物質的這種特性。
2.密度公式
①國際單位：千克/米3 （ kg/m3 ）
讀作：千克每立方米
②常用單位： 克/厘米3（ g/cm3 ）
讀作：克每立方厘米
3.密度單位
質量m的單位：千克（kg）
體積V的單位為：米3(m3)
質量m的單位：克（g）
體積V的單位：厘米3(cm3)
密度=
質量
體積
物質 密度/kg/m3 物質 密度/kg/m3
鉑 鋁
金 花崗巖
鉛 磚
銀 冰
銅 蠟
鋼、鐵 干松木
1.一些固體的密度（常溫 常壓）
金屬中密度最小的是：
鋁
21.4×103
2. 一些液體的密度（常溫 常壓）
物質 密度/kg/m3 物質 密度/kg/m3
水銀 植物油
硫酸 煤油
海水 酒精
純水 汽油
記住水的密度
1.0×103kg/m3
3. 一些氣體的密度（0℃ ，在標準大氣壓下）
物質 密度/kg/m3 物質 密度/kg/m3
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
空氣的密度是多大？
1.29千克/米3
①一般情況下：ρ固＞ρ液＞ρ氣 ；
②有一些物質密度相同：如冰和蠟，酒精和煤油；
③同種物質物態不同時，其密度可能不同：如冰和水；
④固體和液體密度用國際單位，數值都表示為“×103 ”的形式，如ρ水=1.0×103kg/m3 ；氣體密度用國際單位，數值沒有“×103”，如 ρ空氣=1.29kg/m3。
密度表中反映的物質密度的一些規律
二、對密度概念的理解：
1.密度是物質的一種特性，同種物質在一定狀態下，密度是相同的，與物體的質量、體積、位置、形狀等無關。
2.密度與物質的種類有關，不同物質的密度一般是不同的。
3.密度與物質的溫度和狀態有關。
一般來說，物質在溫度變化時，體積發生改變，而質量不變。因此物質的密度在溫度升高時變小，在溫度降低時變大；（水例外，水在4度時密度最大）。另外，物體發生物態變化時，體積也會變化，密度也隨之變化。 例如水結冰后，密度變小（0.9g/cm3）。
三、有關密度的計算問題
1.密度及變形公式：ρ＝m/V 質量 m＝ρV 體積 V＝m/ρ
2.計算時注意ρ、m、V單位的組合：
① m用kg做單位，V用m3做單位，ρ的單位是kg/m3；
②m用g做單位，V用cm3做單位時，ρ的單位是g/cm3；
3.密度計算的一般步驟 ：
①確定已知條件并統一各物理量的單位；
②分析求未知量所需要的條件；
③選擇適當的公式進行計算。
根據密度公式： ρ＝m/V，當王冠與純金的質量相等時，若密度相等，則它們的體積相等，當放入盛滿水的容器中，溢出來的水的體積也相等；當王冠與純金的質量相等時，若密度不相等，則它們的體積不相等，溢出來的水的體積也不相等。
阿基米德是怎樣鑒別王冠是否純金做的呢？
所以阿基米德根據溢出來的水的體積是不相等，他就斷定皇冠不是純金做的。
【解析】密度是物質的一種特性，不同物質，密度一般不同。
同種物質，密度不變，與物體的質量、體積無關，但是質量與體積成正比。所以選項C正確。
C
【例題3】矗立在天安門廣場的人民英雄紀念碑碑身高37.94 m，由413塊花崗巖石塊砌成。碑心石是一塊整的花崗巖，長14.7m、寬2.9m、厚1.0m，它的質量約為多少
【解析】碑心石的體積：V＝14.7m×2.9m×1.0m＝42.6m3
查表，取花崗巖的密度：ρ＝2.8×103 kg/m3
由公式ρ=m/V得到：m＝ρV
m＝ρV＝2.8×103kg/m3×42.6 m3＝119.3×103kg ＝119.3t
此題告訴我們，我們可以用密度的知識計算不便稱量的物體的質量。
課 堂 小 結
03
PART
密度
①某種物質單位體積的質量叫做這種物質的密度。 密度反映了物質的一種特性。
②公式：ρ=m/V
③單位
國際單位：千克／米3（kg/m3）
單位換算：1g/cm3= 1.0×103 kg/m3
物質的質量
與體積的關系
①同種物質，質量與體積成正比；質量與其體積的比值是一定的。
②不同物質組成的物體，質量與其體積的比值一般是不同的。
常用單位：克／厘米3（g/cm3）

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