1、1第 2 节 密度整 体 设 计。教学目标知识与技能1理解密度的概念。2用密度知识解决简单的实际问题。过程与方法1通过实验探究活动，找出同种物质的质量与体积成正比的关系。2学习以同种物质的质量与体积的比值不变性(物质的本质特征)来定义密度概念的科学思维方法。情感、态度与价值观密度反映的是物质本身所具有的特性，通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展。教学重点1探究同种物质的质量与体积的关系，由图象找规律。2理解密度的概念、公式、单位。教学难点理解密度是物质的一种特性。教学方法实验探究法、图象法、讨论法、观察法。课时安排1 课时课前准备实验器材(天平，砝码，长方体蜡块、木块、铁块、铝块)、
2、文本、图片或音视 频资料；自制 PPT 课件。 教 学 过 程导入新课问题导入(一) 有两个外表涂有防护漆的立方体，已知其中一个是铁块，另一个是木块，你能在不损坏防护漆的前提下鉴别出它们吗？问题导入(二) 生活中常说“铁比棉花重” ，这句话严密吗？情景导入 新版水浒传第 40 集宋江征方腊，攻打城池，战斗异常惨烈。方腊的守城士兵从城头扔下“巨石” ，砸死梁山好汉矮脚虎王英。你知道在拍摄这个镜头时，道具“巨石”是由什么特性的材料做成的吗？推进新课一、实验探究同种物质的质量与体积的关系学生实验 调节好天平，用天平称量体积相同的木块、铝块、铁块。看看它们的质量是否相同？实验结论 体 积相同的不同物质
3、，它们的质量不同。提出问题 如果同种物质，体积不相等，质量还相等吗？将两个木块分别放在天平的两盘中，这两个木块哪个质量大？同一种物质，体积大的质量大，体积小的质量小。这仅仅是质量跟体积的粗略关系，同种物质的质量跟体积有什么准确的数量关系呢？(渗透由粗略到精确，定量研究物理规律的方法。)设计实验 要研究质量跟体积的数量关系，首先要把质量、体积的数值测出来 。质量用天平测量；体积可以先用刻度尺测量出长、宽、高，然后根据长方体体积长宽高进行计算。为了便于记录和分析测得的数据，我们需要设计一个表格。2进行实验 用质量不同、形状规则的长方体的石蜡块和干松木块为研究对象，把它们的质量和对应的体积填入下表。
4、石蜡块 干松木块实验次数体积 V/cm3 质量 m/g 体积 V/cm3 质量 m/g1 10 9 10 52 20 18 20 103 30 27 30 154 40 36 40 20数据处理：我们以体积 V 为横坐标，以质量 m 为纵坐标，在方格纸上描点，再把这些点连起来，会得到如图所示的图象。实验结论 同一种物质的质量跟体积成正比，即质量跟体积的比值是一定的。跟踪例题在探究“物体的质量与体积的关系”时，小京同学做了 6 次实验，如图表格中记录的是实验测得的数据及求得的质量与体积的比值。实验次数 物体 质量/g 体积/cm 3 质量/体积/(gcm3 )1 铁块 1 79 10 7.902
5、 铁块 2 158 20 7.903 铁块 3 237 30 7.904 塑料块 1 12.5 10 1.255 塑料块 2 25 20 1.256 塑料块 3 37.5 30 1.25(1)分析实验次数为_的数据，可归纳出的结论是：体积相同的不同物质，它们的质量是不相同的；(2)分析实验次数为 1、2、3(或 4、5、6)的体积与质量变化的倍数关系，可归纳得出的结论是_。(3)分析上表中不同 物质的质量与体积的比值关系，可归纳得出的结论是：_ _。解析：(1)从实验次数 1、4 中可看到铁 块 1、塑料块 1 的体积都是 10 cm3，质量分别为 79 g、12.5 g，质量是不相同的。 (
6、2)分析实验次数为 1、2、3 的数据，三个铁块的质量跟对应体积的比值都是 7.90 g/cm3，即铁块的体积增大到几倍时，它的质量也就增大到几倍。(3)铁块质量和体积比值是 7.90 g/cm3；塑料块质量和体积比值是 1.25 g/cm3，是不同的。答案：(1)1、4(或 2、5，或 3、6) (2)同种物质的质量跟它的体积成正比(同种物质的质量跟体积的比值是一定的) (3)不同物质，其质量与体积的比值不同二、密度教师引导 物质相同，质量跟体积的比值相同，物质不同，其质量跟体积的比值一般不同，就是说质量跟体积的比值与物质的种类有关，质量跟体积的比值反映了不同物质的不同性质，在物理学里用密度
7、来表示物质的这种性质。交流总结1定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。用符号3 表示。2计算公式：密度 质 量体 积 mV符号的意义及单位： 密度千克每立方米(kg/m 3)m质量千克(kg)V体积立方米(m 3)3单位换算 1 g/cm 3110 3 kg/m34密度表(1)水的密度： 水 1.010 3 kg/m3，其物理意义是 1 m3的水的质量是 1.0103 kg。(2)同种物质状态改变，密度改变。观察密度表中冰和水，它们是同种物质的不同状态，密度不同。(3)不同物质，密度一般不同，有个别的特殊情况。观察密度表中的冰和蜡、煤油和酒精密度是相同的。要点辨析 对
8、于公式 的理解：mV(1)由同种物质组成的物体，体积大的质量大，物体的质量跟它的体积成正比，质量和体积的比是一个定值(即密度不变)。(2)由不同物质组成的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量大，物体的质量跟它的密度成正比。(3)由不同物质组成的物体，在质量相同的情况下，密度大的体 积反而小，物体的体积跟它的密度成反比。跟踪例题如图所示，表示 A、B、C 三种物质的质量跟体积的关系，由图可知( )。AABC，且 A 水BABC，且 A 水CCBA，且 A 水DCBA，且 A 水解析：利用图象来解题是常用的数学手段。要比较三种物质的密度大小，可用水的密度作标准，利用水在图中的位置，即可确定三种物
9、质的密度大 小。(1)确定水在图象中的位置：取 V 水 =20 cm3(横坐标)，由 水 =1.0 g/cm3，得 m 水 =水 V 水 =20 g(纵坐标)，可画出水在坐标中的图象(图略)。(2)对 A、B、C 三种物质的图象与水的图象进行比较。由图象可知：当 VA=20 cm3时，mA20 g， A 水 ；当 VB=20 cm3时，m B=20 g， B= 水 ；当 VC=20 cm3时，m C20 g， C 水 。综上所述得 C B A，且 A 水 。答案：C三、关于密度的计算交流讨论 密度公式的应用(1)计算密度鉴别物质：利用公式 = 测算出物质的密度， 查找密度表，看跟何种物质的密度
10、相等，便可知道物体可能是由什么物质组成的。(2)计算不便测量的质量：利用公式 m=V，对于不便直接 测量的物体质量，只要知道这个物体是由什么物质组成的，从密度表中查出这种物质的密度，再设法测出其体积，便可计算出这个物体的质量。(3)计算不便测量的体积：利用公式 V= ，对于难于直接测量的物体体积，只要知道4这个物体是由什么物质组成的，从密度表中查出这种物质的密度，再设法测出其质量，便可计算出这个物体的体积。(4)合金类问题：首先要抓住合金体的总质量与总体积分别等于各种物质的质量之和与体积之和这一特征，然后根据具体问题，灵活求解。(5)空心类问题：包括判断物体是实心还是空心和求算空心部分体积两种
11、情况。判断空心还是实心，可选用比较密度、比较体积、比较质量的三种方法中的任何一种方法，求算空心部分体积时则必须求材料的体积，有 V 空=V-V 材。自学例题 教 师布置自学课本 115 页例题跟踪例题1一质量为 54 g，体积为 20 cm3的金属块，它的密度是多少？可能是哪一种金属？解析：由密度公式可得： 2.7 g/cm 32.710 3 kg/m3mV 54 g20 cm3查表可得此金属块可能是铝。答案：可能是铝2一个瓶子的质量为 20 g，装满水时，用天平测得总质量为 120 g，若用这个瓶子装密度为 1.8103 kg/m3的硫酸最多可装多少千克？解析：解法一：(分步求解是最基本的解
12、题方法)根据水的质量 m 水 120 g20 g100 g0.1 kg 和水的密度 1.010 3 kg/m3求出水的体积为：V 水 110 4 m3m水 水 0.1 kg1.0103 kg/m3则硫酸的体积为 V 硫酸 V 容 V 水m 硫酸 硫酸 V 硫酸 1.810 3 kg/m31104 m30.18 kg解法二：(用比例方法解)因为 V 硫酸 V 水所以 m硫 酸m水 硫 酸 水m 硫酸 m 水 0.1 kg 硫 酸 水 1.8103 kg/m31.0103 kg/m30.18 kg答案：0.183体积为 30 cm3的铜球，质量是 89 g，它是空心的还是实心的？若是空心的，空心部
13、分体积是多少？(铜的密度 铜 8.910 3 kg/m3)解析：8.910 3 kg/m38.9 g/cm 3V 铜 10 cm 3m铜 铜 89 g8.9 g/cm3因 V 球 V 铜 ，所以是空心的。空心部分体积： V 空 V 球 V 铜 30 cm 310 cm 320 cm 3答案：空心部分体积是 20 cm3。Error!1科学家最新研制了一款微型无人侦察机“峰鸟” 。为了减轻其质量，该侦察机的材料应具有的特点是( )。A硬度高 B熔点低C密度小 D导热性好答案：C2由密度的概念及公式 ，可以判定对于状态不变的同一种物质( )。mVA密度是一样的 B体积越小，密度越大C质量越大，密度
14、越大 D体积越大，密度越大解析：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5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。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。对于某种物质组成的物体，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。答案：A3下列说法中正确的是( )。A液体密度一定比固体密度小B一种物质的密度不会随状态变化而改变C物质的密度与体积的大小无关D纯水的密度与盐水的密度相同答案：C4两个实心物体，它们质量之比是 21，体积之比是 23
15、，则这两物体密度之比是 ( )。A31 B43C34 D13答案：A5医用氧气瓶的容积为 0.2 m3，装入质量为 20 kg 的氧气。当病人吸氧，瓶内氧气用去一半后，剩余氧气的密度为( )。A200 kg/m 3 B100 kg/m 3C50 kg/m 3 D50 g/cm 3答案：C6铜的密度是 8.9103 kg/m3，读作_，它的意义是_；体积为 0.5 m3的实心铜制零件的质量是_ _kg。若将它截去一半，则其质量为_，体积为_，密度为_。答案：8.9 乘以 10 的三次方千克每立方米 1 m 3铜的质量是 8.9103 kg44510 3 2.22510 3 kg 0.25 m 3
16、 8. 910 3 kg/m37体积为 1 m3的冰块全部熔化成水后，水的质量是_kg，水的体积是_m3。(冰的密度为 0.9103 kg/m3)答案：900 0.98为了研究物质的某种特性，某同学分别用甲、乙、丙三种不同的物质做了实验，实验时分别测量它们的质量和体积，下图表格记录了实验中测量的数据：物质 实验次数 体积 V/cm3 质量 m/g1 10 102 15 15甲3 25 254 10 85 20 16乙6 25 207 5 98 25 45丙9 30 54(1)分析表中的实验次数 1 与 2 与 3、4 与 5 与 6、7 与 8 与 9，可归纳出初步结论是：_。(2)分析表中的
17、实验次数_可归纳出初步结论是：相同体积的不同物质，它们的质量是不同的。(3)进一步分析上表中的数据，还可得出的结论是：(a)同种物质的_；(b)不同种物质的_。(4)由以上分析可初步认为_ _表示了物质的特性。答案：(1)同种物质的质量与体积成正比6(2)1 与 4(或 3 与 6 与 8)(3)(a)质量与体积的比值相同 (b)质量与体积的比值不同(4)质量与体积的比值(密度)9一只空瓶质量是 100 g，装满水后总质量是 600 g；现改装某种液 体，装满后瓶和液体的总质量是 500 g。那么这种液体 的密度是多少？解析：瓶子的容积是一定的。因此，装满水或某种液体时，液体的体积跟水的体积相
18、等，利用水的质量和密度求出瓶中水的体积，液体的体积就可知，再用密度公式就可算出液体的密度。m 水 600 g 100 g500 g V 水 500 cm 3m水 水 500 g1 g/cm3因 为 V 液 V 水所以 V 液 500 cm 3m 液 500 g100 g400 g 液 0.8 g/cm 3m液V液 400 g500 cm3答案：0.8 g/cm 310人类在新材料探索的道路上总在进行着不懈的努力，世界上密度最小的固体“气凝胶”就是新材料探索的重要成果，该物质的坚固耐用程度不亚于钢材，且能承受 1 400 的高温，而密度只有 3 kg/m3。已知某大型的飞机采用现在盛行的超高强度
19、结构钢( 钢7.810 3 kg/m3)制造，耗钢 130 吨；若采用“气凝胶 ”代替钢材来制造一架同样大小的飞机，需要“气凝胶”质量为多少吨？解析：结构钢的质量为 m1130 t1.310 5 kg“气凝胶”的体积等于钢的体积， “气凝胶”体积为V2 V1 m1/ 11.310 5 kg/(7.8103 kg/m3)16.7 m 3“气凝胶”的质量为 m2 2V23 kg/m 316.7 m3 50.1 kg0.05 t答案：0.05规律总结1特性是指物质本身具有的而能相互区分辨认的一种性质。密度是物质的一种性质，它表示相同的体积情况下，不同的物质质量不同；或者说相同质量情况下，不同的物 质
20、的体积不同的性质。每种物质都有一定的密度，不同的物质，其密度一般不同。物质的密度和它的体积大小、质量的多少无关，所以说，密度不跟它的质量成正比，也不跟它的体积成反比。在学习密度公式时，要明确它的物理意义，这一点十分重要。2密度公式的应用：(1)计算密度鉴别物质；(2)计算不便测量的质量；(3)计算不便测量的体积；(4)合金类问题；(5)空心类问题。 板 书 设 计密度Error! 活 动 与 探 究同种物质的质量与体积的关系1实验器材：2实验步骤：(1)用天平分别测出三个铝块的质量 m1、 m2、 m3。(2)用刻度尺测出三个铝块的长、宽、高，计算出体积 V1、 V2、 V3。(3)分别计算出
21、质量与对应体积的比值。(4)在方格纸上作出 m-V 图象 。3数据表格记录：7质量 m/g 体积 V/cm3 m/V(gcm3 )铝块 1 27 10 2.7铝块 2 54 20 2.7铝块 3 81 30 2.74.m-V 图象：5实验结论：铝块的体积增大几倍，其质量也增大几倍，即同种物质的质量与体积成正比。 备 课 资 料“密度大王”与“密度小鬼”学习了密度的有关知识后，同学们就会发现物质的密度千差万别，相差很大。比如在密度表中密度最大的是锇，它的密度是密度最小的氢气的密度的 20 多万倍。那么，你想知道在密度王国中谁是“大王” ，谁是“小鬼”吗？在地球上，我们目前已经发现了一百多种元素，
22、在这些元素组成的物质中，密度最大的是金属锇。锇的密度为 22.6103 kg/m3，看起来够 大了，它是“密度大王”吗？不！我们不能将自己的视野局限于地球，我们要到茫茫宇宙中去寻找“密度大王” 。在广阔无垠的宇宙中，有一种叫“白矮星”的天体。它的密度是 3.01010 kg/m3是锇密度的 106倍(即 100 万倍)，很大了。它能称王吗？也不能！因为还有一种叫“中子星”的天体，它的密度达 1016 kg/m3；而另一种天体“脉冲星”的密度更是高达 1018 kg/m3，即 1 cm3的这种物质的质量为 10 亿吨。然而“脉冲星”也不敢称霸，因为新发现的“黑洞”的密度比它还要大。根据计算，质量
23、和太阳一样大的黑洞，它的密度可达 51019 kg/m3，在它里面取小米粒大的一小块物质，要用几万艘万吨轮船才拖得动。而质量更小的黑洞密度就更大了。由于黑洞的密度极大，它的引力也极大，连光也不能从中逃脱。这样说来， “密度大王”的交椅也只有“黑洞”能坐了。地球上氢气的密度值是 0.09 kg/m3，够小了。它能戴上“密度小鬼”的帽子吗？也不能。宇宙中有一种庞然大物，它的名字叫“巨星”或“超巨星” ，其平均密度只有氢气的17 万分之一。而彗星更是腹中无物，即使是比较密集的彗星头部，其密度也才有 108 kg/m3。然而星际间还有一种密度更小的星际物质，它充满了这个宇宙。体积与我们地球一样大的星际物质，其质量仅仅为 12 kg，它的密度之小大家可想而知。于是， “密度小鬼”的帽子被星际物质乖乖地收下了。将眼光放到茫茫宇宙，我们就会发 现世界比我们的想象更奇妙！
