1、第二章 物质世界的尺度、质量和密度 三、学生实验：探究 物质的密度,实验探究：物质的质量与体积的关系,不同物质体积大的质量不一定大.,注意事项：在测量过程中，禁止通过调节平衡螺母来使天平平衡；测量水的质量时，先测空烧杯的质量，再测烧杯和水的总质量，顺序不能颠倒.使用量筒测水的体积时，视线要与水的凹面底部相平.铜块和铝块的体积也可通过量筒间接测量.使用刻度尺测棱长时，要做到“一贴、二正、三对齐”.,例1 如图2-3-1所示是在探究甲、乙两种物质的质量跟体积关系时作出的图像以下分析正确的是( ) A.不同物质的质量跟体积的比值是不同的 B.甲物质的质量跟体积的比值比乙物质的小 C.若V甲=V乙，则
2、m甲m乙 D.若m甲=m乙，则V甲V乙 解析：由图像知，50 cm3的甲、乙两物质的质量分别为50 g、25 g，不同物质的质量跟体积的比值是不同的，甲物质的质量跟体积的比值比乙物质的大，A正确，B、C错误；由图像知，25 cm3的甲物质的质量与50 cm3的乙物质的质量相等，D错误.,图2-3-1,A,物质的质量与体积的比值是物质的一种特性，对于不同物质而言，该比值一般不同，对于温度、状态相同的同一物质而言，该比值不变.,密度,密度一般是定值， 温度变化会不同； 密度表示物特性， 物变大小才变动； 密度公式要记熟， 质量体积来相除,巧记乐背,(1)不同物质的密度一般不同，我们可利用这个特点鉴
3、别物质. (2)由密度公式= 可知，当一定时，V与m成正比，即同种物质的体积与质量成正比. (3)物质的密度受物态变化的影响，当物质在固态、液态和气态之间转化时，其质量不变，但是由于其体积变化，所以其密度变化(如冰化成水，体积变小，密度变大). (4)物质的密度受温度的影响，如物质热胀冷缩，虽然质量不变，但体积变化，从而导致密度的变化.,例2 (上海模拟)有根粗细均匀的铝棒，若锯掉四分之一，则剩下四分之三铝棒的密度是( ) A.原来密度的四倍 B.原来密度的四分之一 C.原来密度的四分之三 D.与原来密度相同 解析：粗细均匀的铝棒被锯掉四分之一后，体积与质量都变成原来的四分之三，所以它们的比值
4、不变，即它的密度不变.,D,同种固体或液体，无论体积、质量怎样变化，密度总是不变的，但气体由于没有一定的体积和形状，当它的质量或体积变化时，密度不一定不变，如氧气瓶内的氧气用去一部分后，质量变小，但体积不变，故密度变小.,物质密度的测量,(1)测量液体的密度时，不可先测体积，再测质量，因为测量体积时把液体从量筒中倒出来，不能倒干净，不可避免地有部分液体沾在量筒壁上，从而使测得的质量偏小，影响测量结果的准确性.量筒是一种测量仪器，又比较高，所以不能把液体盛在量筒里直接测质量，否则，量筒在天平上容易歪倒. (2)利用量筒测量固体的密度，应先测质量，再用排水法测体积.若顺序颠倒，固体上沾的水将影响质
5、量的测量结果，从而影响测量的密度的准确性.,例3 (湖南岳阳模拟)学完密度的知识后，小明想知道所喝的早餐奶的密度.于是和小刚到实验室，分别用不同的器材进行了测量.小明利用天平(含砝码)、量筒、烧杯测量早餐奶密度的过程如下：,图2-3-2,(1)将天平放在水平桌面上，游码放在标尺左端的零刻线处，调节_，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡； (2)在烧杯中倒入适量的早餐奶，用天平测出烧杯和早餐奶的总质量为76.2 g，将烧杯中的早餐奶的一部分倒入量筒中，如图2-3-2甲所示，则量筒内早餐奶的体积是_cm3； (3)再用天平测出烧杯和剩余早餐奶的质量，砝码和游码的示数如图2-3-2乙所示，则量筒
6、中早餐奶的质量为_g； (4)经过计算可知，早餐奶的密度= _ g/cm3.,平衡螺母,40,42,1.05,解析：(1)使用天平测物体的质量时，应先把天平放在水平台上，把游码放在标尺左端的零刻线处，调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处；(2)由甲图知，量筒的分度值为2 mL，量筒中的示数为40 mL=40 cm3；(3)天平的示数m2=20 g+10 g+4.2 g=34.2 g，量筒中牛奶的质量m=m1-m2=76.2 g-34.2 g=42 g；(4)牛奶的密度= .,测量液体的密度时，一般情况下，都不是测量全部液体的质量和体积，因为在倒液体时，不可避免地有液体残留在容器壁或
7、量筒壁上，所以一般都是测量倒出的部分液体的质量与体积，求得其密度.,例4 (湖南娄底模拟)为了测量一元硬币的密度，小刚用天平测量10枚硬币的质量，平衡时右盘所加砝码及游码的位置如图2-3-3甲所示；图2-3-3乙是10枚硬币放入量筒前后的液面情况.由图可知，10枚硬币的质量为_，则所测硬币的密度为_.,图2-3-3,8103 kg/m3,64 g,解析：硬币的质量为砝码的质量与游码所对的刻度值之和，由图甲知，10枚硬币的质量m=50 g+10 g+4 g=64 g；由图乙知，未放入硬币时水的体积V1=30 mL，放入硬币时体积V2=38 mL，所以所测硬币的体积V=V2-V1=38 mL-30
8、 mL=8 mL =8 cm3，则所测硬币的密度= =8 g/cm3 =8103 kg/m3.,硬币是不规则物体，需要用量筒测量它的体积，使用量筒和水测量硬币的体积时，硬币上不可避免地沾有水，所以应该先测质量，再测体积.,密度公式的应用,质量相同而体积不同的物质，成分肯定不同.,利用密度公式判断物体是实心的还是空心的，具体方法如下： （1）比较密度.利用密度公式求出物体的密度，与构成该物体的物质的密度比较，若物体=物质，则该物体是实心的，若物体物质，则该物体是空心的. （2）比较质量.假设物体是实心的，利用m=V求出实心物体的质量m，再与物体的实际质量相比较，若m=m物，则该物体是实心的，若m
9、m物，则该物体是空心的. （3）比较体积.假设物体是实心的，利用V= 求出实心物体的体积V，再与物体的实际体积相比较，若V物=V，则该物体是实心的，若V物V，则该物体是空心的.,关于多个物体或同一物体在不同情况下的计算题，找准等量关系是解题的关键，一般情况下，同一物体在不同情况下，密度不变，即密度是等量关系，本题中石块与水之间的等量关系是体积.,误以为气体的密度也是定值,例6 某钢瓶内的氧气密度为6 kg/m3，一次气焊用去其中的 ，则瓶中剩余氧气的密度为( ) A.4 kg/m3 B.6 kg/m3 C.2 kg/m3 D.无法确定 解析：钢瓶内的氧气用去其中的 后，质量变成原来的 ，而它的
10、体积没变，仍然为钢瓶的容积，由密度公式= 可知，其密度也变成原来的 ，即变成6 kg/m3 =4 kg/m3.,A,例5 (四川南充中考)已知一个空瓶子装满水后的总质量为300 g，在装满水的瓶子中放入一个小石块，溢出水后其总质量为320 g，取出石块后，剩余的水和瓶子的总质量为290 g.(不计取出石块的过程中带走的水)则石块的质量为_g，石块的密度为_g/cm3.(水=1.0103 kg/m3) 解析：石块的质量m石=320 g-290 g=30 g,石块的体积为排开水的体积，所以V石=V排= =10 cm3，则石块的密度石= =3 g/cm3.,3,30,错解:B 注意：固体与液体一样，
11、不同质量的同种固体或液体，质量大的，体积就大，体积与质量成正比，因此同种固体或液体的密度是一个定值;而气体不同，气体没有一定的体积，相同质量的气体，放在大小不同的容器里体积不相等，所以密度不同，一般情况下，温度、受压情况对气体密度的影响都很大.,对公式= 的理解不透彻,例7 小芳同学学习了密度公式= 以后，对它有以下理解.其中正确的是( ) A.与m成正比，与V成反比 B.不论是否为同种物质，大的m一定大 C.不论V是否相同， 大的m就大， 小的m就小 D.同一种物质在同一状态下的密度相同，不同物质的密度一般不同 解析：密度是物质的一种特性，同种物质在同一状态下密度相同，与质量、体积无关，故A
12、、B错误，D正确；而质量m=V，m的大小与、V均有关，不能只考虑一个因素，故C错误.,D,错解:A 注意：密度是物质的一种特性，同种物质在同一状态下，密度相同，故物体的密度与物体的体积大小和质量大小无关，但在不知道物体密度时，可以间接通过密度公式进行计算.= 不仅仅是一个数学关系，它还有一定的物理含义.(1)对同一种物质而言，在同一状态下，的大小与m、V无关，此时 是一定值；(2)对于不同物质而言，当V一定时，m与成正比，即 ;(3)对于不同物质而言，当m一定时，V与成反比，即 .,题型一 探究物质的质量与体积的关系,例8 某同学测出几个长方体的质量和体积，并求出了每个长方体的质量跟体积的比值
13、，数据如下，则下列说法中错误的是( ),D,A.同种物质，它的体积增大几倍，其质量也增大几倍 B.同种物质，它的质量与它的体积的比值是个定值 C.不同种物质，质量与体积的比值不一定相等 D.同种物质，体积变化，其单位体积所含物质的多少也变化,解析：比较松木块1和松木块2的数据可知，同种物质，体积变为原来的4倍，质量也变为原来的4倍，因此可得出的结论为同种物质，它的体积增大几倍，其质量也增大几倍，并且它的质量与它的体积的比值是个定值，故A、B正确；由表中数据可知，铁块和松木块的质量与体积之比不相等，故C正确；同种物质，体积变化时，其质量也发生变化，但单位体积所含物质的多少不发生变化，故D错误.,
14、方法点拨：本题采用了逐项分析法.逐项分析法是解答选择题的常用方法之一，这种解法要对每一个选项逐一分析，排除错误的选项，确定正确的选项.,题型二 密度的计算,例9 小华家的晒谷场上有一堆稻谷，体积为4 m3，为了估测这堆稻谷的质量，他用一只空桶平平地装满一桶稻谷，测得桶中的稻谷的质量为10 kg，再用这只桶装满一桶水，测得桶中水的质量为8 kg，求这堆稻谷的总质量约为多少吨？,思路导图,明确水与样品之间的等量关系,由V= 求出桶的容积,稻谷的密度稻谷=，稻谷的总质量m总=稻谷V总,解析：桶的容积V= =810-3 m3，稻谷的密度稻谷= =1.25103 kg/m3，这堆稻谷的总质量m总=稻谷V
15、总=1.25103 kg/m34 m3=5103 kg=5 t. 答案：5 t,题型三 密度的应用,例10 在贵重金属中常用“盎司”这个质量单位，1盎司28.3 g，一块体积是10 cm3的奥运会金牌含有5盎司黄金，它是纯金吗？_(填“是”或“不是”).(金=19.3 103 kg/m3),思路导图,明确所要解决的问题是鉴别物质,已知金牌质量m和体积V，由公式= 可计算出金牌的密度,比较与金是否相等，判断金牌是不是纯金的,不是,解析：奥运会金牌的质量m=5盎司528.3 g=141.5 g，它的密度= =14.15103 kg/m3，因为金的密度 金=19.3103 kg/m3，所以这块奥运会
16、金牌不是纯金的.,题型四 物质密度的测量,角度a 液体密度的测量,例11 (广东中考)如图2-3-4所示是测量酱油密度的过程，从图甲可读出烧杯的质量，图乙可读出烧杯和酱油的总质量，图丙可读出烧杯中全部酱油的体积.那么，酱油的质量m=_g，酱油的体积V=_cm3，酱油的密度=_kg/m3.,图2-3-4,1.125103,45,40,酱油质量m=m总- m杯，由图丙可知酱油体积V，由密度公式= 求出酱油密度,思路导图,测量目的测量液体的密度,需要测量的物体是空烧杯质量 m杯，烧杯和酱油的总质量m总,解析：由图甲知，空烧杯的质量m杯=20 g+10 g+5 g= 35 g，由图乙知，烧杯和酱油的总
17、质量m总=50 g+20 g+ 10 g=80 g，则酱油的质量m=m总-m杯=80 g-35 g=45 g；由图丙知，酱油的体积V=40 cm3，则酱油的密度= =1.125 g/cm3=1.125103 kg/m3.,角度b 固体密度的测量,例12 (山东德州中考)为测出石块的密度，某同学先用天平测石块的质量，所加砝码和游码在标尺上的位置如图2-3-5甲所示.接着用量筒和水测石块的体积，其过程如图乙所示.下列判断不正确的是(D)A.石块的质量是46.8 g B.石块的体积是18 cm3 C.石块的密度是2.6103 kg/m3 D.若先用量筒测石块的体积，接着用天平测石块的质量，会导致测得
18、石块的密度偏小,图2-3-5,若先测石块体积，则石块从量筒中取出时会带着水，使测得的石块质量偏大，所得石块的密度会偏大,思路导图,测量目的测量固体密度,测量原理为=,解析：由图甲知，石块的质量m=20 g+20 g+5 g+1.8 g =46.8 g，由图乙知，水的体积为20 cm3，水和石块的总体积为38 cm3，则石块的体积V=38 cm3-20 cm3=18 cm3，石块的密度= =2.6 g/cm3=2.6103 kg/m3，故A、B、C说法正确；若先测石块的体积，则石块从量筒中取出会带着水，使测得的石块的质量值偏大，由密度公式知，计算出的石块的密度值偏大，故D说法错误.,例13 某校
19、科学探究小组应用所学物理知识测量瓷器的密度，他们所用的器材有若干小碎瓷片，足够的水，一个质量为m0、容积为V0的有密封盖的瓶子(如图2-3-6).问： (1)他们还需要选择什么器材才能测出小碎瓷片的密度？(只限选一件仪器) (2)请简要写出测量过程，并用适当的符号表示所测量的物理量.,图2-3-6,解析：(1)为了测碎瓷片的密度，需要测量碎瓷片的质量和体积，题目中所给的器材没有可以直接或间接测量质量的器材，所以还需要一架天平.(2)碎瓷片的体积可以借助瓶子和水.方法是：取适量的小碎瓷片，用天平测出其质量m；将瓶子装满水，盖好瓶盖，用天平测出瓶子和水的总质量m1；将小碎瓷片装入瓶里，拧紧瓶盖，再
20、测出瓶子、水和小碎瓷片的总质量m2，小碎瓷片的体积V=V排= ，则小碎瓷片的密度=,答案：(1)天平 (2)取适量的小碎瓷片，用天平测出其质量m；将瓶子装满水，盖好瓶盖，用天平测出瓶子和水的总质量m1；接着将小碎瓷片装入瓶里，拧紧瓶盖，再测出瓶子、水和小碎瓷片的总质量m2.,(1)利用刻度尺和天平可以测量规则固体的密度，非规则固体的密度可以用天平、量筒和水来测量，无论用哪种方法，必须用天平来测量固体的质量. (2)用量筒测量固体的体积属于等量替代法，即固体排开水的体积与固体的体积相等. (3)如果没有量筒，也可以通过等量替代法计算出固体的密度.,知识链接,解读中考：密度是物质的一种特性，每种物
21、质都有自己的密度，本节知识在中考中主要考查的是密度的特性、密度的测量、关于密度的计算、密度知识的应用等，一般以填空题、选择题、实验探究题为主，偶尔出现计算题，难度不大.,考点一 有关密度的计算,例14 (江苏扬州中考)一个中学生的体积最接近( )A.50 mm3 B.50 cm3C.50 dm3 D.50 m3解析：人体的密度与水的密度相差不多，一个中学生的质量约为50 kg，其体积约为V= =0.05 m3 =50 dm3.,C,教材第53页“作业第3题” 人体的密度与水的密度差不多，一个体重正常的成年人的质量约为60 kg，其体积约为m3.,例15 不同品种，不同产地的小麦，即使麦粒都很饱
22、满，其中各种成分的比例及麦粒的坚实度也不一样，因此麦粒的密度也略有不同.请你利用实验课上用过的仪器，设计一个测定饱满麦粒密度的实验方案.要求： (1)写明所需器材、测量步骤及操作中为减小误差而需要注意的事项； (2)用字母代表物理量，写出计算麦粒密度的公式.,核心素养,解析：(1)实验器材：天平、量筒、水、20颗麦粒.实验步骤：取20颗麦粒，用天平称出质量m；在量筒中装入适量的水，记下水的体积V1；把麦粒倒入量筒，记下此时量筒的读数V2.为减小误差需注意的事项：除去瘪粒，选用的麦粒要干净；把麦粒倒入量筒的水中以后要适当摇晃，排出气泡；麦粒不可在水中浸泡时间太长，测量失败重新实验时要用新的麦粒.(2)用字母代表物理量，计算麦粒密度的公式为= .,答案：(1)实验器材：天平、量筒、水、20颗麦粒.实验步骤：取20颗麦粒，用天平称出质量m；在量筒中装入适量的水，记下水的体积V1；把麦粒倒入量筒，记下此时量筒的读数V2.为减小误差需注意的事项：除去瘪粒，选用的麦粒要干净；把麦粒倒入量筒的水中以后要适当摇晃，排出气泡；麦粒不可在水中浸泡时间太长，测量失败重新实验时要用新的麦粒.(2)密度表达式：= .,
