初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）第2节 密度优秀ppt课件

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长度和横截面积都相同的铝柱和钢柱，哪个质量大?如果它们的体积很大，质量不便直接测量，我们如何间接地得到它们的质量呢?
第2节 密度
物质的质量与体积的关系
【提出问题】（1）二个烧杯分别装有酒精和油，你如何把它们区分开? （2）有形状和体积都相同的三个金属圆柱体，分别是铜、铝和铁。你如何区分开来？
日常生活中人们可以根据物质的颜色、气味、软硬程度等性质可以分辨不同的物质，是利用了物质的某些性质。自然界是由各种各样的物质组成的，不同物质有不同的特性。
此时既不能仅通过比较质量来分辨，也不能仅通过比较体积来分辨。究竟通过比较什么能够分辨出铜块和铝块呢？这正是我们探究的问题。
【猜 想】既然单纯比较质量或体积不能分辨它们，那么通过寻找质量和体积的关系也许能找到一种方法……
【设计实验】（1）取几个不同体积的长方体铝块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量长、宽、高，计算出它们的体积。（2）取几个不同体积的长方体铁块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量长、宽、高，计算出它们的体积。（3）通过比较、分析，寻找这些数据中包含的规律。①比较不同的铝块，他们的质量跟体积有什么关系？不同的铝块有什么相同点？ ②比较不同的铁块，他们的质量跟体积有什么关系？不同的铁块有什么相同点？
天平、砝码、体积不同的铝块和铁块、刻度尺。
【进行实验】（1）调节天平平衡；（2）用天平分别称量不同体积的铝块（铁块）的质量，记入表格；（3）测量铝块（铁块）的边长，计算他们的体积，记入表格。（4）实验数据。
【分析论证 】（1）根据表格数据分析①从测量数据上看，会得到：同种物质的体积增加了多少倍，它的质量也增加了相同的倍数，即同种物质的质量与它的体积成正比。②分别计算每个铝块、铜块质量与体积的比值，可得出：物质相同，质量跟体积的比值m/V相同；物质不同，质量跟体积的比值m/V不同。即：质量跟体积的比值m/V与物质的种类有关。
（2）用图象来处理数据①画出铝块和铁块的m-V图像以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标系中再加上一个m=0，V=0的点，根据表中数据画出铝块和铁块的m-V图像。
②分析图像由图象可看出同种物质的质量与体积的关系是一条过原点的倾斜直线，说明同种物质的质量与体积成正比。其一般式为m=kV，代入一组（m，V）数据，即可算出k=2.7g/cm3（铝块），k=7.9g/cm3（铁块）。
同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值m/V是一个恒量。对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。
通过比较质量跟体积的比值可以分辨不同的物质，它反映了物质的一种性质，在物理学中就用密度表示物质的这种性质。物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度。
【评估与交流】（1）为便于比较，实验中最好选用体积相同的铁块和铝块。（2）在实验中，天平调节平衡后就不能再调节平衡螺母。（3）描点作图时，由于体积为0时，质量也为0，因此根据m=0和V=0，也可以作出一个点。（4）实验中需要多次测量的目的：避免实验的偶然性，从而使实验结论更具有普遍性。
视频演示——《探究“同种物质的质量与体积的关系”》
如图为探究甲、乙两种物质组成物体的质量跟体积的关系时作出的图象。以下分析正确的是（　　）A．甲物质组成物体的质量跟体积的比值比乙物质的大B．甲物质组成物体的质量跟体积的比值比乙物质的小C．同种物质组成物体的质量跟体积的比值是不同的D．不同物质组成物体的质量跟体积的比值是相同的
AB．由图像可知，物体的质量与体积成线性关系，且图像过原点，说明物体的质量与体积成正比，在体积相同时，甲物体的质量大于乙物体的质量，由此可以判断甲物体的质量与体积的比值大于乙物体质量与体积的比值，故A正确，B错误；CD．同种物质的质量与体积之比是相同的，不同物质组成的物体的质量与其体积的比值一般是不同的，故CD错误。 所以选A。
为了探究物质质量和体积的关系，某同学用甲、乙两种物质做实验，实验数据如下表，请回答下列问题：（1）请在图示的坐标中，描绘甲物质的质量随体积变化的图线； （2）实验中多次改变两种物质的质量，其目的是________________（填“寻找普遍规律”或“减小实验误差”）；（3）分析表中数据可知，同种物质的不同物体其质量与体积的比值_______ ，不同物质的物体其质量与体积的比值______。（填“相同”或“不同”）
（1）由表格中每组对应的质量和体积的数据在坐标中描出各点，再用线将各点相连，作图如下：（2）实验中多次改变两种物质的质量，可避免实验的偶然性，寻找普遍规律。（3）由表格数据知，甲的每组数据中，质量与体积的比值0.5，乙的每组数据中，质量与体积的比值为1，所以同种物质的不同物体其质量与体积的比值相同，不同物质的物体其质量与体积的比值不同。
某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度。通常用 ρ 表示。
分析实验结论：同种物质的质量与体积成正比，即同种物质的质量与体积的比值是一个确定的值。对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。在物理学中，用密度表示物质的这种特性。
变形公式 m= ρV V=m/ρ
5. 对密度是物质的特性的理解（1）每种物质都有它确定的密度，同种物质，密度是不变的，与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关。（2）密度与物质的种类有关，不同物质的密度一般是不同的。（3）密度与物质的温度和状态有关。①同种物质的密度受温度变化的影响。物质在温度变化时，体积发生改变（如热胀冷缩），而质量不变，因此物质的密度会改变。②物质发生物态变化时，质量不变，但体积会变化，所以密度也随之变化。 例如水结冰后，密度变小（0.9g/cm3）。
6. 常见固体、液体、气体的密度值（1）一些固体的密度（常温 常压）
（2）一些液体的密度（常温 常压）
（3）一些气体的密度（0℃ ，标准大气压）
①物质的密度值都是有条件的。如“常温常压”、“0℃，标准大气压” 等，若这些条件（温度，压强）改变，密度也会有所变化。②通常情况下，不同物质的密度是不同的。大部分固体的密度较大，液体的密度次之，气体的密度最小。但也有例外，如水银的密度为13.6×103kg/m3 ，比许多固体的密度都大，油类的密度一般比水的密度小；氢气是密度最小的气体等。 ③密度相同的不一定是同种物质，如常温常压下冰和蜡的密度相同，煤油和酒精的密度相同。
（4）由密度表可得出如下结论：
关于质量和密度，下列叙述正确的是（　　）A．氧气瓶中的氧气用去一半后，其密度不变B．水结成冰后，密度不变C．从地球带到太空的食品，质量不变D．一瓶矿泉水被喝掉一半后，剩余矿泉水的密度变小
A．因为氧气瓶的容积不变，当瓶内氧气用去一半后，体积不变，质量减半，由ρ=m/V可知，瓶内氧气的密度变为原来的一半，故A错误；B．质量是物体本身的属性，水结成冰后，只是物质的状态变化，质量不变，体积变大，ρ=m/V可知，ρ变小，故B错误；
C．从地球带到太空中的食品，只是位置发生了变化，组成食品的物质多少没有变化，所以质量不变，故C正确；D．密度是物质的一种特性，与物体的质量、体积无关，故一瓶矿泉水被喝掉一半后，剩余矿泉水的密度不变，故D错误。
如表给出了部分物质在常温、常压下的密度，根据表格中的信息，下列说法正确的是（　　）A．固体的密度都比液体的密度大B．相同质量的实心铜球和铅球，铜球更小些C．能装下1kg酒精的塑料瓶，装不下1kg水D．同种物质的密度不一定相同
A．由表格数据可知，干松木的密度小于水的密度，因此固体的密度不一定比液体的密度大，故A错误；B．由表格数据知，铅的密度大于铜的密度，根据V=m/ρ，质量相同的实心铜球和铅球相比，铜球的体积更大，故B错误；C．由表格数据知，水的密度大于酒精的密度，根据V=m/ρ，质量相同的水和酒精相比，酒精的体积更大，所以能装下1kg酒精的塑料瓶，能装下1kg水，故C错误；D．由表格数据可知，冰的密度小于水的密度，冰、水属于同种物质，所以同种物质的密度不一定相同，故D正确。 故选D。
已知铝棒的直径d为0.1 m，长1为2.5m，铝棒的质量是多少?
1. 物质密度与温度的关系（1）气体密度与温度的关系气体的密度受温度的影响较大。一定质量的气体，当其温度升高时，密度变小；当其温度降低时，密度变大。（2）热胀冷缩自然界中的绝大多数物质都有温度升高时体积变大，温度降低时体积变小的性质，物质的这种性质可简称为“热胀冷缩”。在我们常见的物质中，气体的热胀冷缩最显著，它的密度受温度的影响也最大。一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显，因而密度受温度的影响比较小。
（3）冬天自来水管被冻裂的原因在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好，使水管内的水结了冰，不仅影响正常的生活用水，有时还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏。那么，自来水管为什么会被冻裂？
ρ水＝1.0g/cm3ρ冰＝0.9g/cm3
（1）水的热膨胀规律如图所示，是科研人员通过探究“一定质量的水的体积随温度变化的关系” 做出的图像。分析图象，回答以下问题：①图象中AB段反映的物理规律是： __________________________________。② BC段反映的物理规律是：__________________________________。
水温低于4℃时，水温升高，体积减小　
水温高于4℃时，水温升高，体积增大　
2. 水的反常膨胀现象
以上现象揭示了水的膨胀规律：4℃以上的水是热胀冷缩，而0℃～ 4℃的水是热缩冷胀，把这种现象称为反常膨胀。
（2）水的密度与温度的关系根据ρ=m/V可知：水的质量不变，在温度4℃时，体积最小，所以密度最大。温度高于4℃时，随着水温的升高，密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。
结论：在温度为4℃时，水的密度最大.
（3）与水的反常膨胀有关的现象①水在4℃时的密度最大，下沉到水底。如图所示：水的反常膨胀使得水从上到下结冰。在寒冷的冬天，水面冰封了，但较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，利于生物存活。 ②各种饮料都含有水分，由于水在4℃时的密度最大，体积最小，所以储存或运输在温度为4℃时最安全的。
视频演示——《温度对密度的影响》
气体受热会膨胀，家里的空调一般将风口安装在房间里靠近天花板的位置，这是因为房间的空气遇冷后，密度变_____（选填“大”或“小”），从而向下运动；但水却有反常膨胀的特性，如图所示是水的密度在0~8℃范围内随温度变化的曲线。根据图像可知，在0~4℃之间，水具有_______（选填“热胀冷缩”或“热缩冷胀”）的性质，4℃时水的密度最_____，因为水的这一性质，从而保护了水底生物的安全。
热缩冷胀
气体受热会膨胀，家里的空调一般将风口安装在房间里靠近天花板的位置，这是因为房间的空气遇冷后，体积收缩，质量不变，密度变大，从而向下运动。由图像可知，在0~4℃之间，温度越高，密度越大，而质量不变，由ρ=m/V得，水的体积变小，说明水具有热缩冷胀的性质。由图得，4℃时水的密度最大。
①同种物质，质量与体积成正比，m/V是一定的。②不同物质组成的物体，m/V一般是不同的。①定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度。②密度是物质的一种特性。③公式：ρ=m/V④单位：kg/m3、 g/cm3 1g/cm3= 1.0×103kg/m3①密度与温度的关系：温度能够改变物质的密度。②水的反常膨胀现象：水在4℃时密度最大。 0⁓4℃的水是“热缩冷胀”。
1. 某小组在探究某物质的质量与体积的关系时，得到了如下表所示的实验数据请你根据实验数据在图中作出图像。由图像你能得出什么结论?
图像如图所示。由图象可看出同种物质的质量与体积的关系是一条过原点的倾斜直线（当V=0时，m=0），说明同种物质的质量与体积成正比。
2. 金属锇是迄今人们发现的地球上密度最大的金属。225.9g 金属锇的体积为10 cm3，它的密度是多少?中子星的密度可达2×1018kg/m3，中子星的密度约为金属锇的多少倍?
澡盆的容积 ：V＝1.2 m×0.5 m×0.3 m＝0.18 m3水的体积 ： V水＝0.18 m3由公式ρ=m/V 得到： m＝ρV最多能装水的质量 m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×0.18 m3 ＝180 kg
3. 一个澡盆大致是长方体，长、宽、高分别约为1.2m、0.5m、0.3m，它最多能装多少千克的水？
4. 猜一猜你们教室里空气的质量有多少。几克？几十克？几十千克？测出你们教室的长、宽、高，算一算里面空气的质量。你猜得对吗？
用刻度尺测量教室的长、宽、高，计算室内的容积约 V＝长×宽×高=10 m×7 m×4 m＝280 m3 空气的体积 ： V空气＝280 m3空气的质量 m＝ρV＝1.29kg/m3×280 m3＝361.2 kg
5. 人体的密度跟水的密度差不多，根据你的质量估算一下自己身体的体积。
6. 把一大块冰制成一个冰雕作品，冰块的密度会不会发生变化?说说你的理由。
把一大块冰制成一个冰雕作品，冰块的密度不会发生变化。因为密度是物质的一种特性，冰制成一个冰雕作品时，状态没有发生变化，所以密度不会变化。
这种推论不正确。因为同种物质，质量与体积成正比，m/V是一定的，密度与物体的质量和体积无关。
1. 盛夏天气炎热，小华将奶茶喝掉一半后盖上盖子放入冰箱，一段时间后，她拿出奶茶，发现奶茶全结成冰，请问奶茶结冰前后不变的物理量是（　　）A．质量 B．体积C．密度D．状态
盛夏天气炎热，奶茶的开始温度为室温，放入冰箱一段时间后，温度要降低很多，结冰后，状态改变，体积变大，而所含物质的多少没有变化，即质量不变，密度变小，故A符合题意，BCD不符合题意。故选A。
2. “天问一号”火星探测器和火星车都使用了一种新型材料——纳米气凝胶，能在“极热”和“极寒”两种严酷环境下，保证工作平台正常工作不受环境温度影响。同时这种材料具有超轻特性，它的质量大约只有同体积水的质量的 1/66，极大地减轻了火星车的负担，让它运动更灵活。纳米气凝胶具有极轻特性，是指它的（　　）A．质量小B．密度小C．重力小D．体积小
纳米气凝胶具有超轻特性，是指其密度小，相同体积的纳米气凝胶和其他物质相比，纳米气凝胶的质量小，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
3. 冬天气温在0℃以下时，裸露的自来水管常会被冻裂，这是由于（ ）A．气温降低后，水管的容积收缩，盛不下管内的水B．水在4℃时密度最大，气温降低后管中水的体积反而膨胀C．管中水结冰后不能流动，而相同质量的冰的体积比水的体积大D．气温降低后，水管收缩受阻而产生的破坏作用
冬天气温在0℃以下时，裸露的自来水管里面的水不能流动，自来水结冰时，因水结冰后质量不变，密度减小，所以体积会变大，导致水管被冰撑坏，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。
4. 如图所示是甲、乙两种物质的质量m与体积V的关系图像，由图像可知，甲、乙两种物质的密度ρ甲、ρ乙和水的密度ρ水之间的关系是（ ）A．ρ乙＞ρ水＞ρ甲 B．ρ乙＞ρ甲＞ρ水C．ρ水＞ρ甲=ρ乙 D．ρ甲=ρ水＞ρ乙
5. 如图，冰墩墩是2022年北京冬季奥运会的吉祥物。它将熊猫形象与富有超能量的冰晶外壳相结合，头部外壳造型取自冰雪运动头盔，装饰彩色光环，整体形象酷似航天员。若测得某个实心陶瓷冰墩墩纪念品质量为120g。（查阅资料已知：ρ陶瓷=2g/cm3，ρ玻璃=2.5g/cm3）（1）该“冰墩墩”所用陶瓷的体积为多少？（2）若用玻璃打造一个实心的外形相同的“冰墩墩”纪念品，则玻璃冰墩墩的质量是多少？
（1）根据密度公式 ρ＝m/V ，“冰墩墩”所用陶瓷的体积为（2）实心玻璃冰墩墩的质量 m玻璃＝ρ玻璃V玻璃＝2.5g/cm3×60cm3＝150g
6. 为了研究物质的某种物理属性，同学们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验，得到的数据如表所示。（1）请在图中分别画出蜡块和干松木质量随体积变化的图像。（要标明蜡块和干松木） （2）根据图像分析可知：同种物质的不同物体，质量与体积的比值是 _______（选填“相等”或“不相等”）的；不同物质的物体，质量与体积的比值一般是_______（选填“相等”或“不相等”）的。