初中物理二、密度公开课课件ppt

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看一看很久以前有一个国王，请一个工匠打造了一顶纯金的皇冠。皇冠做好后国王很满意，但总是怀疑工匠偷走了部分黄金。于是他就请阿基米德想办法进行鉴别。阿基米德冥思苦想也束手无策。直到有一天他洗澡时，当他把脚伸进装满水的木桶时，水就溢了出来，顿时他灵机一动——有了。
几天后他当着国王及大臣的面，取两木盆盛满水，在一只木盆中放入皇冠，另一木盆中放入等质量的纯金。根据溢出水的体积，他就断定——皇冠不是纯金做的。这是为什么？学习了密度的概念就明白了。
1. 理解密度的概念，知道密度是物质的一种特性.2. 知道密度的单位，了解常见物质的密度.3. 会用密度的公式分析和计算相关的物理问题.
1. 探究质量与体积的关系.2. 密度.3. 课堂总结.4. 实践与练习.5. 综合提升训练.
探究质量与体积的关系
一、探究质量与体积的关系
【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）。
同种物质的不同物体，质量与体积的比相等；不同物质的物体，质量与体积的比一般不相等。由此可见，质量与体积之比，说明这个比值反映了物质的一种特性。
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，每组实验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”》
【例题1】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。
【例题2】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。
某种物质的物体，其质量与体积之比叫作这种物质的密度，大小等于单位体积物体的质量。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同种物质处于不同状态时密度不一样。例如，水和冰是同种物质，但密度不同。④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
【例题1】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。
【例题2】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。
【例题3】在工业设计等领域，常将3D打印用于制造模型。某同学选用某种塑科来打印自己设计的作品。（1）若这种塑料的体积为10cm3时，质量为10.5g，求塑料的密度；（2）若用该材料打印出来作品的质量是42g，估算所消耗塑料的体积。
（1）塑料的密度 （2）质量为42g的塑料材料的体积
19世纪末，英国物理学家瑞利（Jhn WilliamRayleigh，1842~1919）发现：由氨制取的氮气密度是1.2505 kg/m3，从空气中提取的氮气密度是1.2572kg/m3，前者比后者略小。
微小差异引起的重大发现
化学家拉姆赛（William Ramsay，1852~1916）在听了瑞利的报告后提出：从空气中提取的氮气中可能还含有其他尚未发现的气体。 瑞利和拉姆赛一起反复实验，终于在1894年从由空气中提取的氮气里分离出另一种当时还不为人知的气体——氩。 瑞利不放过实验中的细微差异并执着地研究，最终发现了氩元素，因而荣获1904年诺贝尔物理学奖。
同种物质的不同物体，质量与体积的比相等；不同物质的物体，质量与体积的比一般不相等。①某种物质的物体，其质量与体积之比叫作这种物质的密度，大小等于单位体积物体的质量。②公式：ρ=m/V③单位： kg/m3、g/cm3 1g/cm3= 1.0×103 kg/m3④密度是物质的一种属性，与物体的质量、体积无关。①不同物质的密度一般情况下是不同的。②同种物质处于不同状态时密度不一样。③密度相同的不一定是同种物质。
1. 最多能装载5t水的水箱，能装载5t汽油吗?为什么?
最多能装5t水的运水车，装不下5t汽油.由于汽油的密度小于水，因此水和汽油质量相等时，根据 V=m/ρ 可知汽油的体积比水大.
2. 有三个颜色相同但大小不同的实心小球，已知其中有两个小球材料相同，如何挑出另一个材料不同的小球?
可以分别测出这三个球的质量与体积之比（即密度）。密度相同的两个小球材料相同，另一个小球的密度不同，就是需要挑选的。
3. 某同学用蜡块和干松木块做实验，测得的数据见下表。请在图中分别画出蜡块和干松木块的质量与体积关系的图像。根据图像，你能得出什么结论?
（1）蜡块和干松木质量与体积关系的图像如图所示.（2）同种物质的不同物体，质量与体积的比相等；不同物质的物体，质量与体积的比一般不相等。
为确定“如意金箍棒”是什么物质做成的，需计算它的密度。而地球上目前所知道的密度最大的金属是锇，其密度只有22.5×103kg/m3 。因此，在地球上不存在制作如意金箍棒的物质。
4. 《西游记》中描述了孙悟空使用的武器：“乃是一根铁柱子，约有斗来粗，二丈有余长唤作‘如意金箍棒’，重一万三千五百斤。”若改用现在的国际单位，则该棒的体积约为0.2m3，质量约为6750kg。你能判断“如意金箍棒”是用什么物质制成的吗?对于书中的描述，你有什么看法?
1. 关于物质的密度，以下说法正确的是（ ）A．铁的密度比铝的密度大，表示铁的质量大于铝的质量B．物质的密度与质量和体积无关C．水的密度是水的特性，其大小不随物态、温度、形状的变化而变化D．由 ρ=m/V可知，密度与物体的质量成正比，与物体的体积成反比
A．铁的密度比铝的密度大，表示在相同体积的情况下铁的质量大于铝的质量，故A错误；BD．密度是物质本身的特性，决定于物质的种类、温度、所处的状态，与质量、体积无关，故B正确，D错误；C．水的密度是水的特性，其大小与温度、物态有关，与形状无关，故C错误。 故选B。
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. 质量相等的无色液体分别装在三个同样的容器中，如图所示，三种液体的密度关系是（ ） A. ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 B. ρ丙＞ρ乙＞ρ甲 C. ρ甲＞ρ丙＞ρ乙 D. ρ乙＞ρ丙＞ρ甲
根据密度公式：ρ=m/V，在质量m相同时，体积V越小，密度ρ越大。所以甲的密度最大，乙的密度最小。选项C正确。
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。