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第六章 質量與密度
第2節 物質的密度
1.理解密度的概念，知道密度是物質的一種屬性，會描述密度的物理意義。
2.會進行不同密度單位之間的換算。
3.初步運用密度公式進行簡單的計算。
4.通過實驗探究，總結出同種物質的質量與體積的比值是不變的，建立比值定義的科學思維模式。
古時候，在地中海上，有一個敘拉古
王國，它的國王交給金匠一定質量的黃
金，讓金匠為自己打造一頂純金的王冠。
當王冠打造完畢交給國王時，國王雖然
覺得這個金冠精美無比，但他卻懷疑金匠偷竊了他的黃金而用其他便宜的金屬偷梁換柱。國王令人用秤去稱，結果王冠的質量與國王交給金匠的黃金的質量是相同的。國王采取稱質量的辦法能夠鑒別真偽嗎 你能給出正確的鑒別方法和合理的解釋嗎
航空結構材料中，鋁合金、鈦合金和多種復合材料占有較大比重，材料輕量化是飛機基本結構材料的要求。
我國制造的大型客機C919
那么，鋁一定比鐵輕嗎？
難道一塊大鋁塊的質量會比一個小鐵釘的質量小嗎？
比較兩個物體質量的大小，不能只看是什么材料，還要考慮它們的體積大小。
物體的質量與體積之間有一定關系。
小鐵塊和大鐵塊誰的質量大？
小木塊和大木塊誰的質量大？
一桶水和半桶水誰的質量大？
同一種物質，體積越大，質量越大
體積相同的木塊、鋁塊和鐵塊，它們的質量相同嗎？
m木＜m鋁＜m鐵
質量相同的不同物質體積不同。
體積相同的不同物質，質量不同
1 cm3物體質量的含義
【實驗方案】
實驗探究
①取體積不同的長方體鐵塊、鋁塊各六塊，用電子天平測出質量；
②用刻度尺測量其尺寸并計算體積；
③分別計算出它們各自質量與體積的比值，并進行比較。
得到普遍結論
知識點一：探究物體的質量與體積的關系
【實驗步驟】
（1）將電子天平放在水平實驗臺上，打開電源開關，等待幾秒，直至顯示屏上的數字歸零。
（2）用電子天平分別測出鐵塊、鋁塊的質量，將數據填入表格中。
（3）用刻度尺分別測出鐵塊、鋁塊的尺寸并計算其體積，將數據填入表格中。
（4）分別計算出1cm3的物塊的質量，將所得數據填入表格中。
鋁塊的質量與體積之比
待測物 質量/g 體積/cm3 單位體積的質量/(g/cm3)
鋁塊1 55.4 20 2.77
鋁塊2 39.0 14 2.79
鋁塊3 33.3 12 2.78
鋁塊4 27.8 10 2.78
鋁塊5 22.3 8 2.79
鋁塊6 16.6 6 2.77
待測物 質量/g 體積/cm3 單位體積的質量/(g/cm3)
鐵塊1 154.4 20 7.72
鐵塊2 108.0 14 7.71
鐵塊3 92.4 12 7.70
鐵塊4 77.4 10 7.74
鐵塊5 61.6 8 7.70
鐵塊6 46.4 6 7.73
鐵塊的質量與體積之比
【分析論證】 鋁塊的質量與體積的關系
5
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15
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鋁塊的質量與體積的比值是一定的
圖像法：能更直接找到物理規律
待測物 質量/g 體積/cm3 單位體積的質量/(g/cm3)
鋁塊1 55.4 20 2.77
鋁塊2 39.0 14 2.79
鋁塊3 33.3 12 2.78
鋁塊4 27.8 10 2.78
鋁塊5 22.3 8 2.79
鋁塊6 16.6 6 2.77
【分析論證】 鐵塊的質量與體積的關系
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待測物 質量/g 體積/cm3 單位體積的質量/(g/cm3)
鐵塊1 154.4 20 7.72
鐵塊2 108.0 14 7.71
鐵塊3 92.4 12 7.70
鐵塊4 77.4 10 7.74
鐵塊5 61.6 8 7.70
鐵塊6 46.4 6 7.73
鐵塊的質量與體積的比值是一定的
【實驗結論】
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（1）1cm3的同種物質的質量一定，即同種物質的質量與體積的比值是一定的。
（2）1cm3的不同物質的質量一般不同，即不同物質質量與體積的比值一般不同。
【總結】
（1）同種物質，質量和體積的比值是相同的。
（2）物質不同，質量和體積的比值是不同的。
（3）同種物質，該比值不變，說明它與物體
的質量和體積無關。
理解：1 cm3物體質量的含義
1 cm3物體的質量即單位體積物體的質量，它是由物體本身決定，物質不變，質量與體積的比值不變，物質變了，質量與體積的比值也就變了。
比值反映了物質的一種特性
m/g
V/cm3
0
5
10
15
20
40
80
120
160
補充m=0，V=0的點
35
25
30
鋁塊
銅塊
鐵塊
結論：同種物質的質量跟體積成正比，且質量跟體積的比值是恒定的。
　　不同物質的質量跟體積的比值一般不同，因此，這個比值反映了物質的一種特性。
數據處理：圖像分析
1.定義
在物理學中，某種物質組成的物體的質量與其體積之比叫作這種物質的密度。用符號ρ表示。
比值定義法
2.公式
質量
千克（kg）
體積
千克每立方米（kg/m3）
立方米（m3）
密度
常用的密度單位還有g/cm3
1g/cm3=1×103 kg/m3
知識點二：密度的概念和密度的單位
3.對密度的理解
（1）密度是物質的一種特性，外界條件一定時，它不隨物體質量、體積的變化而變化。
（2）不同物質的密度一般不同。
（3）物質的密度受物質狀態和溫度的影響：
①當物質在固態、液態和氣態之間轉換時，質量不變，體積變化，從而引起密度的變化。
②當溫度變化時，雖然質量不受影響，但體積要發生變化，從而引起密度的變化。
有物質不同但密度相同的特殊情況
通常情況下物體會熱脹冷縮
密度取決于物質的種類、狀態等，不能認為物質的密度與質量成正比，與體積成反比
常見液體的密度（常溫常壓下）
常見氣體的密度
（0℃，一個標準大氣壓）
常見固體的密度（常溫常壓下）
物質 密度/(kg/m3) 物質 密度/(kg/m3)
鉑 21.4×103 鋁 2.7×103
金 19.3×103 玻璃 (2.4~2.8)×103
鉛 11.3×103 混凝土 2.2×103
銀 10.5×103 冰 0.9×103
銅 8.9×103 蠟 0.9×103
鋼、鐵 7.9×103 干松木 0.5×103
物質 密度/(kg/m3)
二氧化碳 1.98
氧 1.43
空氣 1.29
一氧化碳 1.25
氦 0.18
氫 0.09
物質 密度/(kg/m3) 物質 密度/(kg/m3) 物質 密度/(kg/m3)
水銀 13.60×103 純水 1.00×103 酒精 0.80×103
牛奶 1.03×103 植物油 0.90×103 汽油 0.71×103
海水 1.03×103 柴油 0.85×103 煤油 0.80×103
觀察表格中的數據，你發現了什么規律？
1．一般：ρ固＞ρ液＞ρ氣；
2．一些物質密度相同：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=1.0×103 kg/m3 ；氣體密度用國際單位，數值沒有“×103”，如ρ空氣=1.29 kg/m3。
1．一定狀態下同種物質，密度不隨質量和體積變化；
2．不同種物質，密度一般不同。
密度是反映物質特性的物理量
初步規律
密度是物質的一種特性
1.密度跟質量、體積、形狀、位置等因素無關；但它跟物質的種類、狀態和溫度有關。
2.同種物質的密度相同，不同種物質密度一般是不同的。（個別特殊物質密度相同，如冰和蠟、煤油和酒精）
由密度的公式 ρ=能否說明密度與物體的質量成正比，與其體積成反比？
ρ=是密度的定義式、計算式，而不是決定式，某一種物質的（密度）值與（質量）及（體積） 無關。物質的密度由物質的種類（本身特性）決定。
質量是物體的屬性，而密度是物質的特性。
如：一瓶水喝去一半，剩下一半水的質量是原來的二分之一，但密度卻不變。
總 結：密度的大小與物質的種類有關，與物體的質量和體積無關。
關于質量和密度兩個概念的區別
1.鑒別物質
農業生產中配置鹽水選種
食品工業中鑒別牛奶
知識點三：密度的運應用
【例題】有一枚2022年北京冬奧會紀念幣（如圖），它的質量為12.9g，體積為1.45cm3，請判斷這枚紀念幣是不是由金制成的。
解 密度是物質的特性，可以通過求出紀念幣的密度ρ來判斷它的成分。
m =12.9 g =1.29×10-2kg
V = 1.45cm3 = 1.45×10-6m3
根據密度表可以查得這枚紀念幣的主要成分是銅，不是金。
2.根據密度大小選擇材料以滿足不同需求
航空器材采用強度高、密度小的材料
機床底座采用堅固、密度大的材料
3.測量難以直接測量的質量或體積
對于形狀不規則的純凈物體：
①查出組成該物體的密度ρ，測出質量m；
②根據 ρ=的變形公式 V= 求出體積。
對于難以直接測量質量的龐大物體：
①查出組成該物體的密度ρ，測出體積V；
②根據 ρ=的變形公式m=ρV求出質量。
物質的密度
概念：物體的質量與體積的比
物理意義
物質的一種特性
不同物質的密度一般不同
單位
基本單位：kg/m3
常用單位：g/cm3
公式：
單位換算：
1.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
BC
2．對于密度的公式 ρ= ，下列說法中正確的是（　　）
A．物體的質量越大，其密度就越大
B．物體的體積越大，其密度就越小
C．密度與質量成正比，與體積成反比
D．密度與物體的質量、體積無關
D
3.某品牌盒裝牛奶，盒上標有“凈含量250 mL”，用天平測得牛奶的質量是260 g，則這種牛奶的密度是　　 　g/cm3；小明喝了半盒牛奶，剩下半盒牛奶的密度是　　 　kg/m3。
　1.04×103
1.04
4.一個瓶子質量是100 g，裝滿水后總質量是600 g，裝滿另一種液體時總質量是500 g，ρ水=1.0×103 kg/m3，則：
（1）瓶子的容積多少毫升？
（2）另一種液體的密度是多少？
解：（1）ρ水=1.0×103 kg/m3=1 g/cm3，
水的質量：m水=m總1-m瓶=600 g-100 g=500 g，
根據ρ可得，瓶的容積，V瓶=V水==500 cm3=500 mL。
（2） 液體的質量：m液=m總2-m瓶=500 g-100 g=400 g，
V液=V瓶=500 cm3，
液體的密度：ρ液=0.8 g/cm3=0.8×103 kg/m3。

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