1.物质的每单位体积的质量。如果物质的质量分布是均匀的,物质的体积为V,质量为m,则密度d=m/V。在国际单位制中密度以千克/米3为单位 ,工程上常用吨/米3为密度单位。
2.任何物质的体积都随温度、压力而变动,因此密度不是固定不变的,尤其是气体,通常给出标准状态( 0℃、1个大气压)或常温(15~20℃)、常压下的密度,其他状态下的密度,可用气体定律推算。液体的密度和压力、温度的关系较小,而和所溶解的其他物质的浓度关系很大,因此液体不纯时,须标明溶解物的浓度,如水中的盐浓度,固体的密度和压力、温度的关系比气体和液体都小得多,但质地疏松的固体如木材、土壤,其密度和含水量关系很大,常须标明干湿程度;颗粒状和粉末状物质,如砂、水泥、粒间和粉间都有空隙,单位容积的质量称容重,不称密度。宇宙中密度最小的 物质 为星 系间 物质 ,其密度为 2*10-31~5*10-27 千克/米3,密度最大的物质为中子星,其密度估计为1014~1019千克/米3。
液体和固体在一定温度与压力下的密度同纯水在标准大气压 下的 最大 密度 ( 温度为 3.98℃ 时密度为 999.972 千克/米3)的比值称相对密度,也称比重 。气体的相对密度则是其密度和标准状态下空气密度的比值。相对密度是无量纲量。也有把单位体积的重量称为比重的,因易和密度混淆 ,已少用。
3.测量固体密度的方法
基本原理:ρ=m/V:
[编辑]称量法
器材:天平、量筒、水、金属块、细绳
步骤:1)、用天平称出金属块的质量;
2)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1,
3)、用细绳系住金属块放入量筒中,浸没,读出体积为V2。
计算表达式:ρ=m/(V2-V1)
[编辑]比重杯法
器材:烧杯、水、金属块、天平、
步骤:1)、往烧杯装满水,放在天平上称出质量为 m1;
2)、将属块轻轻放入水中,溢出部分水,再将烧杯放在天平上称出质量为m2;
3)、将金属块取出,把烧杯放在天平上称出烧杯和剩下水的质量m3。
计算表达式:ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)
[编辑]阿基米德定律法
器材:弹簧秤、金属块、水、细绳
步骤:1)、用细绳系住金属块,用弹簧秤称出金属块的重力G;
2)、将金属块完全浸入水中,用弹簧秤称出金属块在水中的视重G/;
计算表达式:ρ=Gρ水/(G-G/)
[编辑]浮力法(一)
器材:木块、水、细针、量筒
步骤:1)、往量筒中注入适量水,读出体积为V1;
2)、将木块放入水中,漂浮,静止后读出体积 V2;
3)、用细针插入木块,将木块完全浸入水中,读出体积为V3。
计算表达式:ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)
[编辑]浮力法(二)
器材:刻度尺、圆筒杯、水、小塑料杯、小石块
步骤:1)、在圆筒杯内放入适量水,再将塑料杯杯口朝上轻轻放入,让其漂浮,用刻度尺
测出杯中水的高度h1;
2)、将小石块轻轻放入杯中,漂浮,用刻度尺测出水的高度h2;
3)、将小石块从杯中取出,放入水中,下沉,用刻度尺测出水的高度h3.
计算表达式:ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1)
[编辑]密度计法
器材:鸡蛋、密度计、水、盐、玻璃杯
步骤:1)、在玻璃杯中倒入适量水,将鸡蛋轻轻放入,鸡蛋下沉;
2)、往水中逐渐加盐,边加边用密度计搅拌,直至鸡蛋漂浮,用密度计测出盐水的
密度即等到于鸡蛋的密度;
例1 由密度的概念及公式 ,可以判定对于同一种物质( ) A.密度是一样的 B.体积越小,密度越大 C.质量越大,密度越大 D.体积越大,密度越大 知识点 理解密度的物理意义 闯关点拨 物理学中的定义式与数学中的函数式是有区别的,定义式中各量之间除了数量关系外,更重要的是有其特定的物理含义.因此,对于物理量的定义式不能从中简单地得出谁跟谁成正比,谁跟谁成反比的结论. 分析和解 密度是由物质种类决定的,与物体的质量、体积无关.因而B、C、D选项都是错误的.对于某中物质组成的物体,其密度是一个定值,质量跟体积的比值等于密度,因而也是一个定值. 答 选A 例2 关于密度的概念下列说法正确的是( ) A.同一种物质它的密度跟其质量成正比,跟其体积成反比 B.把一铁块压成铁片,它们的密度就小了 C.一种固体和一种液体,它们的质量相等,体积相等,则它们的密度也相等 D.质量相等的两种物质,密度大的体积也大 知识点 知道密度是物质的一种特性 闯关点拨 密度是物质的一种特性,对于同种物质,无论质量和体积怎样改变,物质的密度始终是不变的,所以A、B是错误的。
质量相等的不同物质,密度大的体积反而小,所以D也是错误的。一般来讲,不同物质的密度是不同的,但并不等于密度相同的就一定是同种物质,C所述的结论是正确的,因为按密度的概念,可以判断两种物质的密度的确相等。
答 选C [变形题] 将一块质量分布均匀的砖分割成体积大小不同的两部分,则( ). A.体积大的密度一定大 B.体积小的密度一定大 C.两者的密度一定相等 D.两者的密度一定不相等 答 选C 题型二 通过实验探究,知道物质的质量与体积的关系,会用图像的方法解决物理问题 例 为了研究物质的某种特性,某同学分别用甲、乙两种不同的液体做实验,实验时,他用量筒和天平分别测出甲(或乙)液体在不同体积时的质量,下表记录的是实验测得的数据及求得的质量跟体积的比值。物质 实验次数 体积(c㎡) 质量(g) 质量/体积(g/c㎡) 甲 1 10 18 1.8 2 20 36 1.8 3 30 54 1.8 乙 4 10 8 0.80 5 20 16 0.80 6 30 24 0.80 (1)分析上表中的实验次数1与2(2与3、1与3)或4与5(5与6、4与6)的体积及质量变化的倍数关系,可归纳出的结论是____________________ (2)分析上表中实验次数___________,可归纳出的结论是相同体积的甲、乙两种液体,它们的质量是不相同的。
(3)分析上表中甲、乙两种液体的质量与体积的比值关系,可归纳出的结论是___________ 知识点 通过实验探究,理解密度的概念 闯关点拨 本题引导同学们通过分析研究物质的某种特性的实验数据,探究和归纳知识。应注意在分析数据时明确:对同种物质,在体积改变时,质量和体积比值特点;对不同物质在体积相同的情况下,质量与体积的比值特点,不难得出结论。
答 (1)甲(或乙)液体的质量与体积成正比。(2)1与4(2与5、3与6)在相同体积时的质量关系。
(3)甲(或乙)液体,它的质量与体积的比值是一个确定的值;甲与乙液体,它们的质量与体积的比值是不同的。题型三 能较灵活地利用密度公式及其变形公式计算物质的密度及物体的质量、体积 例1 一个瓶子的质量为20g,装满水时,用天平测得总质量为120g,若用这个瓶子装密度为1.8*103kg/m3的硫酸最多可装多少千克?知识点 利用密度公式及其变形公式进行计算 闯关点拨 要求瓶子最多可以装多少硫酸,硫酸的密度是已知的,只需知道硫酸的体积,而硫酸的体积等于瓶子容积,求出瓶子的容积是关键,根据装满水时水的质量和水的密度求出瓶的容积,就可求出最多能多少千克硫酸了。
解 解法一:(分步求解是最基本的解题方法) 根据水的质量m水=120g-20g=100g=0.1kg和水的密度 =1.0*103 kg/m3求出水的体积为: 则硫酸的体积为V硫酸=V容=V水 m硫酸=ρ硫酸•V硫酸=1.8*103 kg/m3*1*10-4m3 =0.18kg 解法二:掌握了密度知识比例关系,也可以用比例方法解题. ∵V硫酸=V水 例2 一铁球的质量是2.2kg,体积是0.4*10-3m3,试鉴定此球是空心的还是实心的。(ρ铁=7.9g/cm3) 知识点 应用密度知识解决实际问题 闯关点拨 鉴定球是否空心有三种方法。
方法一:比较密度,假设球是实心的,用求出的铁球密度与铁的已知密度相比,若相等则是实心的,若小于铁的密度则是空心的;方法二:比较质量假设球是实心的,求出铁球的质量与题目所给的质量相比,若相等则是实心,若大于题目所给的质量则是空心的;方法三:比较体积求出铁球中铁的体积与题所给体积相比,若相同则是实心的,若小于题目所给的体积则是空心的。解 方法一:铁球密度ρ=m/V=2.2kg/0.4*10-3m3=5.5*103kg/m3 因为5.5*103kg/m3方法二:若铁球是实心的,则铁球的质量m=ρV=7.9*103kg/m3*0.4*10-3m3=3.16kg 因为3.16kg>2.2kg,所以球是空心的。
方法三:因为铁的体积:V=m/ρ=2.2kg/7.9*103kg•m-3=0.28*10-3m3所以铁球是空心的。[变形题] 用相同质量的铝和铜制成体积相等的球,已知ρ铝=2.7*103kg/m3,ρ铜=8.9*103kg/m3,则下列说法正确的是( ) A.铜球不可能是实心的 B.铝球是实心的,铜球可能是实心的 C.铜球是空心的,铝球一定是空心的 D.铝球和铜球。
(1)带着求知的渴望进入物理的世界 让强烈的求知欲望使你处于欲罢不能,顽强奋进的状态吧。
(二)读书是获得物理知识的重要途径 不要对课本不读不看,一味只是赶着完成作业,这样是决不能学好物理基础知识的。 除了精读课本外,同学们还可以广泛阅读更多的物理课外书刊。
在阅读中可能会遇到一些自己读不懂或读得不大懂的内容,这不要紧,从阅读中知道有这么一回事,也是有益处的。这种阅读的主要意义在于开阔眼界,扩充知识,使自己的思维和想象,在更广阔的物理世界中翱翔。
(三)乐于观察善于观察 怎样进行有目的的观察呢?首先,在学习物理概念和规律时,要大量挖掘我们已经通过日常观察积累起来的有关经验,并去伪存真。例如,一个物体受力时是否可能没有别的物体作用于它?在日常接触到的各种物质中,哪些较易或不易传热?要用正确经验做基础,深入理解有关知识。
观察演示实验,要目的明确,在做演示实验之前,老师往往会讲为什么要做这个实验,采用什么仪器,仪器如何放置,实验怎样做,希望同学们观察些什么。这些话都是很重要的,是我们观察的依据,我们都要听清楚,还要边听边思考,想一想将会得到什么结果。
看演示实验必须全神贯注,因为演示实验是在讲台上做,仪器有时比较小,而实验现象往往变化很快,这就需要集中注意才能把现象看到,而且最忌只看结果而不看过程。我们必须全神贯注跟着老师的操作,看清每一步骤中的变化。
实验中的每一步骤有的快,有的慢,快的要不遗漏,慢的要有耐心。很多实验往往又分几个步骤。
观察演示实验,不但要在观察时思考,还应在实验后继续思考。除了沿着老师指导的方向得出结论外,还要想一想,这个实验还有什么不完善的地方,自己能不能提出更好的实验方法。
(四)手脑并用做好实验 实验,在学习物理学中是非常重要的一环,它能加深我们对物理知识的理解和培养能力。在实验中应通过自己动手,边观察、边分析、边总结,解决下面的问题: 1. 通过实验,对许多抽象的物理概念和定律有丰富生动的感性认识,从而易于理解。
如物质的三态变化,从固态到液态要吸热,晶体熔解时温度不变,这些现象通过苯的熔解实验后,将深信不疑,印象深刻。 2. 通过动手操作,更仔细地认识各种物理仪器、装置的构造和性能,知道怎样正确使用常用仪器。
物理实验使用的各种基本仪表和装置,就是今后工农业生产和科研中使用的各种仪器装置的基础,今天学会了操作,将来就有了操作的技能基础。 3. 在实验中掌握一些基本测量方法。
例如测定细小金属丝的直径,采用多绕很多圈来测量的“以大量小”法;在测定未知电阻值时可以用“替代法”,“比较法”;为了减少实验误差进行多次测量求平均值等等。这些实验的基本方法都将大大提高我们的实验能力。
4. 在实验中应养成良好的实验习惯。遵守实验室纪律,爱护仪器;实验课前做好预习;实验时认真操作,细心观察,忠实记录,按时完成;保持清洁,做好收尾工作,完成实验报告。
养成这些良好的实验习惯和品质,将来才可能成为一个优秀的生产者和科学工作者。 (五)开动脑筋勤于思考 要理解和掌握好物理概念,就要研究和思考这个概念是怎样引入的?定义如何?有什么物理意义?分清一些概念和规律的区别,使它们不会混淆起来,从而正确地理解这些概念和规律的一种好方法。
首先,接触到每一个新的物理概念或规律时,把它和日常生活中已经形成的观念相对比,看哪些是一致的,哪些是不同的,纠正生活中对概念的模糊看法。 其次,把我们前后学过的相互联系的概念进行对比在物理学习中,还应经常运用分析综合这一思维方法。
(六)要正确使用数学工具 数学是研究物理的重要工具,在学习物理时,我们一定要正确地运用好这一工具。应用数学工具学习物理,要注意以下几点: 1. 要把概念、规律的数学公式,与用文字、语言叙述结合起来,真正理解式子的物理含意,不要单从纯数学关系上理解公式,避免产生物理意义上的错误。
2. 在进行物理计算、推理时,要把物理计算和简洁的文字说理结合起来,才能使解决问题的过程物理思路清晰,方法简明严格。计算得到的结果,也要明确它的物理意义。
3. 要养成用作图来表示物理过程和规律的习惯,如画物体受力图,简单机械的力图,晶体的熔解曲线,物体的运动情况图,光路图等。自觉学会按题画图,看图识义,提高正确用图的能力,克服做练习不画图,不用图的坏习惯。
(七)做好练习 在课文每一单元后面,都有一些练习题。这些练习题,可分为四类: 1. 问答题。
在描述某些物理现象后,提出“是什么”、“为什么”、“怎么样”等问题,要求我们应用刚学过的物理概念和规律,分析解答。 2. 讨论题。
根据题目所提出的物理现象和条件,应用物理规律进行分析比较,研究可能出现的各种变化,回答题中提出来的“是什么”、“如何变化”、“情况又如何”等问题。 3. 计算题。
应用物理规律和公式,根据题目所提供的已知数值计算未知结果。 4. 实验题。
应用所提供的实验仪器,或联接线路,或进行实验验证物理定律,或测定某些数值,并作出分析、判。
一、质量
1、m
2、千克 1000 1000 1000
3、形状 状态 位置 温度
4、(1)天平(或托盘天平)
(2)②把天平放在水平台上,把游码移到横梁标尺左端的“0”刻度线处。调节横梁两端的平衡螺母,使指针对准分度盘中央刻度线,这时横梁平衡。
③把被测物体放在左盘里,用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在横梁标尺上的位置,直到天平恢复平衡。
④被测物体的质量=砝码的质量+游码指示的质量。
二、密度:
1、某种物质单位体积的质量,称为这种物质密度 ρ
2、ρ=m/V
4、千克/米³(kg/m³) 克/厘米³(g/cm³) 1.0克/厘米³=1.0*10³千克/米³
【密度的概念】 在物理学中,把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。
1、某种物质的质量和其体积的比值,即单位体积的某种物质的质量,叫作这种物质密度。符号ρ。
国际主单位为单位 为千克/米^3,常用单位还有 克/厘米^3。 其数学表达式为ρ=m/V。
在国际单位制中,质量的主单位是千克,体积的主单位是立方米,于是取1立方米物质的质量作为物质的密度。对于非均匀物质则称为“平均密度”。
2、密度的物理意义。用水举例,水的密度在4℃时为10^3千克/米^3或1克/立方厘米(1.0*10^3kg/m^3,)物理意义是:每立方米的水的质量是1.0*10^3千克。
地球的平均密度为5.5*10^3千克/米^3。 标准状况下干燥空气的平均密度为0.001293*10^3千克/米^3。
常见的非金属固体、金属、液体、气体的密度:(单位:千克/米^3)金:19.3*10^3 银:10.5*10^3 钢,铁:7.9*10^3 铅:11.3*10^3 铜:8.9*10^3 铝:2.7*10^3 干松木:0.5*10^3 水银:13.6*10^3 硫酸:1.84*10^3 植物油0.9*10^3 煤油,酒精0.8*10^3 汽油:0.71*10^3 二氧化碳:1.98 氧:1.43 空气:1.29 一氧化碳:1.25 氦:0.18 氢:0.09 3. 是指在规定温度下,单位体积内所含物质的质量数,以kg/m^3(读作千克每立方米)或g/cm^3(读作克每立方厘米)表示。主要用在换算数量与交货验收的计量和某些油品的质量控制,以及简单判断油品性能上。
4.在印刷术语中,反射密度指一种表面的遮光能力;透射密度指一种过滤器的遮光能力。 5.感光材料的密度是指其经曝光显影后,影像深浅的程度。
如胶片,画面愈是透明的地方,密度愈小;反之,愈是不透明的地方,其密度愈大。 密度是反映物质特性的物理量,物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质,人们往往感觉密度大的物质“重”,密度小的物质“轻”一些,这里的“重”和“轻”实质上指的是密度的大小。
:质量是物体所含物质的多少。所含物质减少,所以质量减少。
密度是物质的一种特性,它不随质量、体积的改变而改变,同种物质的密度不变。 密度是物质的一种特性,它只与物质的种类有关,与质量、体积等因素无关,不同的物质,密度一般是不相同的,同种物质的密度则是相同的 。
密度的公式 :ρ=m/V (ρ表示密度、m表示质量、V表示体积) 正确理解密度公式时,要注意条件和每个物理量所表示的特殊含义。从数学的角度看有三种情况: (1) ρ一定,m和V 成正比; (2)m 一定时,ρ与 V 成反比 ; (3)V 一定时,ρ与 m 成正比。
结合物理意义,三种情况只有(1)的说法正确,(2)(3) 都是错误的。因为同种物质的密度是一定的,它不随体积和质量的变化而变化,所以在理解物理公式时,不可能脱离物理事实,不能单纯地从数学的角度理解物理公式中各量的关系 5. 国际单位制中密度的单位是 : 千克 / 米 3。
正确读法为千克每立方米,符号kg/m3, 常用的单位是克/厘米3, 正确读法是克每立方厘米 , 符号为 g/cm3。 它们之间的换算关系 : l g/cm3=1000kg/m3 6. 水的密度值为 1000kg/m3 它的物理意义是体积为1立方米水的质量为1000kg. 7. 根据密度公式的变形式:m=vρ或 ,v=m/ρ可以计算出物体的质量和体积,特别是一些质量和体积不便直接测量的问题,如计算不规则形状物体的体积、纪念碑的质量等。
密度是物质的特性之一,每种物质都有一定的密度,不同物质的密度一般是不同。因此我们可以利用密度来鉴别物质。
其办法是是测定待测物质的密度,把测得的密度和密度表中各种物质的密度进行比较,就可以鉴别物体是什么物质做成的。 8. 利用密度知识解决简单问题,如判断物体是否空心,用“分析法”解决一些较为复杂的问题。
判定物体是空心的还是实心的,一般有以下三种方法 : (1)提据公式 , 求出其密度 ,再与该物质密度ρ比较 ,若 > ρ , 则为空心 , 若 =ρ,为实心。 (2)已知质量,由公式V=m/ρ ,求出V ,再与V物比较,若V物 > V ,则为空心,若V=V物 ,则该物体为实心。
(3) 把物体当作实心物体对待,利用 , 求出体积为v的实心物体的质量, 然后将m 与物体实际质量m物比较, 若m>m物时,则该物体为空心,若m=m物, 则该物体为实心 。 9. 人体的密度仅有1.07 g/cm3,竟然只比水的密度多出一些,所以学游泳应该不会太难吧! 汽油的密度比水小,所以你知道为什么在路上看到的油渍,都会浮在水面上了吧。
海水的密度大于水,人体在海水中比较容易浮起来。 水的密度竟然大于冰,你现在就去冰箱里拿一些冰块,把它丢在半杯水中,看看冰块是浮着呢?还是沉下。
物质的密度会受温度的影响而改变。一般而言,物质的质量不受温度影响,但是体积会热胀冷缩。
所以温度上升时体积膨胀,密度相对就变小了。相反的,物质在温度下降时体积缩小,密度会变大。
不过水是例外,因为水的密度在4℃时最大,水温只要从4℃上升或下降,密度都会变小。也就是说4℃的水,体积在受热时也膨胀、冷却时也膨胀。
所以水总是由表面开始结冰,密度最大的4℃的水会沉入最底层。这个性质非常重要,在严寒的冬天,虽然水的表面已结冰,但在湖泊的底层仍维持4℃左右,使水中的生物可。
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