725牛顿第一定律和惯性的应用.docx

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725牛顿第一定律和惯性的应用

课题

牛顿第一定律和惯性的应用

教学目标

1、知道牛顿第一定律（惯性定律）

2、知道惯性的概念、惯性现象、影响惯性的因素、知道惯性的利弊

3、知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象

4、会解释日常生活中的惯性

重点、难点

1、认识生活中的惯性现象

2、怎样解释惯性现象

考点及考试要求

1、知道牛顿第一定律（惯性定律）

2、知道惯性的概念、惯性现象、影响惯性的因素、知道惯性的利弊

3、知道日常生活中由于惯性而产生的简单现象

4、怎样解释惯性现象

知识框架

一、牛顿第一定律：

1、一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态．这就是牛顿第一定律．

2、力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。

二、惯性和惯性的应用

1、一切物体都有保持运动状态不变的性质叫惯性．也就是说，静止的物体要保持静止，运动的物体总要保持匀速直线运动．

2、惯性是一切物体都具有的固有属性．一切物体都有惯性，跟物体是以哪种状态（固态、液态、气态）存在无关；跟物体的运动状态（快慢、方向）无关，跟物体所处位置（地面与空中）无关，也跟物体质量大小无关．

3、物体惯性大小只与物体质量有关，与物体体积、运动速度大小等均无关。

学生：

科目：

第阶段第次课教师：

考点1：

牛顿第一定律

1知识梳理：

（1）伽利略的研究和科学想象：

　　如图所示，同一小车从同一斜面上的同一位置由静止开始滑下，（这是为了保证每次小车到达水平面时有相同的速度）。

第一次在水平面上铺上毛巾，小车在毛巾上滑行很短的距离就停下了（如图甲）；第二次在水平面铺上较光滑的棉布，小车在棉布上滑行的距离较远（如图乙）；第三次是光滑的木板，小车滑行的距离最远（如图丙）．

　　伽利略认为，是平面对小车的阻力使小车停下，平面越光滑小车滑行就越远．表明阻力越小，小车滑行就越远．伽利略科学地想象：

要是能找到一块十分光滑的平面，阻力为零，小车的滑行速度将不会减慢．

（2）笛卡尔的补充

　　笛卡尔等人又在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究，他认为：

如果运动物体，不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不会变，将沿原来的方向匀速运动下去．

　　（3）牛顿的伟大贡献

　　英国的伟大科学家牛顿，总结了伽利略等人的研究成果；从而概括出一条重要的物理定律：

一切物体在没有受到力的作用的时候，总保持静止状态或匀速直线运动状态．这就是牛顿第一定律．

牛顿第一定律的发现表明：

科学往往是众多科学家智慧和劳动的结晶。

理解牛顿第一定律，应注意如下四个方面：

（1）“一切”说明该物定律对于所有物体都是普遍适用的，不是特殊现象。

指宇宙中所有的物体，无论是固体、液体还是气体。

（2）“没有受到力的作用”是指定律成立的条件。

实际上，不受任何外力的物体是没有的，但不能否定其正确性。

因为我们总可以找到在某一方向上不受外力的情况。

这种情况就是牛顿第一定律中所说的“没有受到力的作用”

（3）时候：

强调了“没有受到外力作用”与“保持匀速直线运动或静止状态”是瞬时对应的关系。

物体在什么时候不受外力，这个物体就保持匀速直线运动或静止状态这一瞬时的运动状态不变。

（4）“或”指两种状态必居其一，不能同时存在，也就是说物体如果不受外力作用时，原来静止的物体仍保持静止状态，而原来处于运动状态的物体会保持原来速度的大小和方向，做匀速直线运动——直到有外力改变这种运动状态。

　知识拓展：

由牛顿第一定律可知：

力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因。

牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概况、推理得出的。

我们周围的物体都要受到外力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律。

运动和力的关系

　运动与力的关系：

（1）物体运动状态用速度来描述。

我们知道，力的一种效果是改变物体的运动状态，所谓“运动状态改变”是说，物体由静止变为运动，由慢变快，或由快变慢，或运动方向改变．总之，就是物体速度发生改变，今后要分折物体运动状态是否改变，只要分析它的速度是否改变．

（2）物体具有保持运动状态不变的性质，根据牛顿第一定律，物体不受力的作用时，总保持静止（如果原来物体静止），或者保持匀速直线运动（原来是运动的）．反过来想，如果物体受到一个力的作用，它的运动状态（速度）就会被改变．可见力是使物体运动状态发生改变的原因．物体如果受到一个与它前进方向相同的力，它的速度就增大；反之，如果受到的力跟它的运动方向相反，它的速度就会变慢甚至停下来．当然，也可能使物体运动方向改变．

2典型例题

例1、下列各种情况中属于运动状态不变的是（　）

　　A、绕地球做匀速圆周运动的人造卫星

　　B、在斜面上沿直线匀速下滑的物体

　　C、抛出的石子

　　D、从高处掉下来的石子

　　解：

物体运动状态不变是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态，即物体速度大小和方向均不发生变化．在B中物体沿直线下滑，说明其运动方向不变，匀速下滑说明其速度大小不变，所以运动状态不变．选择B．

　　分析：

本题主要考查物体运动状态改变的含义。

解题关键是抓住物体的运动状态包含两个因素：

速度大小和运动方向，只要其中一个变了，运动状态就改变了．本题易错点是错选A，原因是在分析运动状态是否发生变化时，往往只从表面现象中单纯地考虑速度大小是否变化，而忽视了运动方向是否改变．

　　例2、下列事例中，不属于惯性现象的是（　）

　　A、公共汽车靠站时，司机提前关闭发动机，让车滑行进站，可以省汽油

　　B、向任何方向抛出的石块，最后都会落到地面上

　　C、人从行驶的车上跳到地面时极易摔倒受伤

　　D、在匀速行驶的火车厢内的乘客竖直向上跳，最后仍落回地板上的起跳点

　　解：

选项A，C，D所讲述的现象，都可由惯性知识即物体要保持原有的运动状态来解释，都属于惯性现象，选项B所讲述的现象则是由于石块要受重力作用的缘故，无论向那个方向抛出，由于重力作用，最后都要落回地面，属于力的作用，使物体运动状态改变的事例。

　　答案：

B

　　例3、子弹离开枪口后仍能高速飞行，是由于（　）

　　A、受重力作用　B、受惯性作用

　　C、受火药的推力　D、子弹有向前的惯性

　　解：

离开枪口后的子弹的确会受到重力的作用，但不是向前飞行的原因，选项A错，惯性是一种性质，不是力，因此不能说“惯性作用”，选项B错；子弹在枪膛内，受到火药的推力，离开枪口后，不再受火药的推力，选项C错。

　　答案：

D。

3知识概括、方法总结与易错点分析

运动与力的关系：

（1）物体运动状态用速度来描述。

我们知道，力的一种效果是改变物体的运动状态，所谓“运动状态改变”是说，物体由静止变为运动，由慢变快，或由快变慢，或运动方向改变．总之，就是物体速度发生改变，今后要分折物体运动状态是否改变，只要分析它的速度是否改变．

（2）物体具有保持运动状态不变的性质，根据牛顿第一定律，物体不受力的作用时，总保持静止（如果原来物体静止），或者保持匀速直线运动（原来是运动的）．反过来想，如果物体受到一个力的作用，它的运动状态（速度）就会被改变．可见力是使物体运动状态发生改变的原因．物体如果受到一个与它前进方向相同的力，它的速度就增大；反之，如果受到的力跟它的运动方向相反，它的速度就会变慢甚至停下来．当然，也可能使物体运动方向改变．

4针对性练习：

　1、物体在不受外力作用下，将（　　）

　　A、一定静止　B、一定作匀速直线运动　C、可能静止　D、以上说法都不对

　　2、汽车行驶的速度越大，则刹车后向前滑行的路程越长，有人说这是因为速度越大，惯性越大的缘故，他的话对吗？

　　3、锤头松了，只要用手捏着锤柄在石头上撞击几下便能套紧锤头。

为什么？

　　4、汽车刹车时，乘客为什么向前倾倒？

　　5、飞机向某灾区投放救援物资时，是提前投掷还是到受灾点正上方投掷，为什么？

　　6、一摞象棋子叠放在桌面上，用一薄尺沿水平方向迅速打击最下面的棋子，会有什么现象？

为什么？

　　答案解析：

　　1、分析：

牛顿第一定律指出，一切物体不受外力将保持运动状态不变。

但此“物体”不知原来是静止还是运动的，故应选C。

　　2、分析：

这是一种最常见的错误回答，事实上惯性的大小与速度无关。

　　答：

他的话是错误的。

如果速度越大，惯性越大，那么速度越小，惯性就越小，速度为零（静止），惯性就没有，而静止的物体也有惯性。

所以，他的说法是错误的。

　　3、分析：

本题的关键是要弄清锤柄撞击石头前，和锤头一起处于运动状态。

　　答：

锤头和锤柄原来都处于运动状态，锤柄撞击石头时由运动状态突然变为静止状态，锤头由于惯性，继续保持运动状态，于是撞击几下便能套紧。

　　4、分析：

本题的关键是将人分成上半身和脚（下半身）两个部分

　　答：

人原来随汽车一起运动，突然刹车时，由于摩擦，人的脚也由运动状态突然变为静止，人的上身由于惯性继续保持向前的运动状态，所以向前倾倒。

　　5、应提前投放。

因为物资和飞机一起运动，脱离飞机后，物资由于惯性要继续向前运动。

若在正上方投放，物资将偏离受灾点。

　　6、　发生的现象是，最下的棋子被打出，上面的棋子留在原地并落在桌面上，因为棋子原来都处于静止状态，用薄尺打击，最下面的那枚棋子突然变为运动状态，上面的棋子由于惯性继续保持静止，并受重力作用，于是就发生上述现象。

考点2：

惯性和惯性的应用

1知识梳理

一、一切物体都有保持运动状态不变的性质叫惯性．也就是说，静止的物体要保持静止，运动的物体总要保持匀速直线运动．

　　一切物体都有惯性，跟物体是以哪种状态（固态、液态、气态）存在无关；跟物体的运动情况（快慢、方向）无关，跟物体所处位置（地面与空中）无关，也跟物体质量大小无关．

二、惯性与惯性定律

　　惯性，一切物体都有保持原有运动状态不变的性质，跟物体位置、运动状态．是否受力都无关，这是无条件的．惯性是一切物体都具有的固有属性．牛顿第一定律描述的是，当物体不受力的作用时（由于惯性而表现出）的运动规律。

所以也叫做惯性定律．它直接说明的是物体不受力的作用时，保持原有的运动状态不变，同时也使我们体会到力是使物体运动状态发生改变的原因．这就从本质上说明了力和运动的关系。

　三、惯性现象　

　　物体表现出惯性的现象，我们经常遇到．当汽车突然起步时，乘客的脚和车一起向前运动，而人的上身由于惯性仍保持原来的静止状态，因此会向后倒；而行驶的汽车突然刹车，车内的乘客则会向前倾倒，这就是惯性现象．

　　我们在解释惯性现象的问题时一定要注意回答时表达的层次：

首先分析研究对象“原来的运动状态”，其次分析哪部分受力的作用，运动状态发生改变；哪部分“由于惯性会怎样”最后再说明“所以…”。

四、惯性大小

物体惯性大小只与物体质量有关，与物体体积、运动速度大小等均无关。

2典型例题

　例1、关于力和运动的关系，下列说法正确的是（　）

　　A．物体不受任何力作用时，一定保持静止

　　B．物体不受任何外力作用时，一定保持匀速直线运动

　　C．物体的运动状态发生改变时，它一定受到外力的作用

　　D．物体受到力的作用时，物体才能向前运动　

　　解：

根据牛顿第一定律，力的作用效果是改变物体运动状态，如果物体不受任何外力，它的运动状态是不会改变的，也就是保持原有的运动状态不变，原来是静止的仍保持静止，原来运动的就保持匀速直线运动，本题选项A和B，在不知原先运动状态的情况下，就下结论显然是错误的．物体运动是不需要力来维护的．选项D错．如果物体运动状态发生改变，那一定是力的作用产生的效果．因此一定受到了力的作用．

　　答案：

C

　　例2、用绳子栓住一个小球在光滑的水平面上作圆周运动，当绳子突然断裂瞬间小球将（　）．

　　A．保持原来的圆周运动状态　B．保持绳断时的速度做匀速直线运动

　　C．小球运动速度减小，但保持直线　D．以上三种都有可能

　　解：

原来小球受绳拉力作用在作圆周运动，当绳子突然断裂，小球在光滑水平方向上就没有再受到力了，因此小球将保持绳断时刻的速度大小和方向而运动．选B．

　　注意：

此题很容易认为小球保持原来的圆周运动状态，原因是由于没有很好地理解牛顿第一定律的含义，主要是对“将保持静止状态或匀速直线运动状态”这句话的含义不清楚．

3知识概括、方法总结与易错点分析

　物体表现出惯性的现象，我们经常遇到．当汽车突然起步时，乘客的脚和车一起向前运动，而人的上身由于惯性仍保持原来的静止状态，因此会向后倒；而行驶的汽车突然刹车，车内的乘客则会向前倾倒，这就是惯性现象．

　　我们在解释惯性现象的问题时一定要注意回答时表达的层次：

首先分析研究对象“原来的运动状态”，其次分析哪部分受力的作用，运动状态发生改变；哪部分“由于惯性会怎样”最后再说明“所以…”。

4针对性练习：

一、选择题

1．（2011浙江杭州，第5题）在一艘做匀速直线运动的游轮上，某同学朝各个方向用相同的力进行立定跳远，则下列说法中正确的是（）

A．朝与游轮运动方向一致跳的最远

B．朝与游轮运动方向相反跳的最远

C．朝与游轮运动方向一致跳的最近

D．朝各个方向跳都一样远

【答案】D

2．（2011年浙江衢州第11题）小明同学在学习了运动和力的知识后有了以下的认识，其中正确的是

A．如果两个力的大小相等、方向相同，则这两个力的作用效果一定相同

B．推出去的铅球能继续在空中飞行，是由于铅球受到惯性的作用

C．静止在水平课桌上的饮料瓶一定受到平衡力的作用

D．如果运动的物体不受外力作用，它将慢慢停下来

【答案】C

3．（2011浙江义乌，第11题）利用身边的物品可以进行许多科学实验。

小明用饮料罐代替小车，文件夹当成斜面，探究粗糙程度不同的接触面对物体运动的影响。

关于本实验，下列分析中错误的是

A．饮料罐从相同高度滚下，是为了保证它刚滚到水平面时具有相同的速度

B．饮料罐会停下来是因为它和接触面之间有摩擦

C．饮料罐在水平面上滚动时，受到的重力和支持力是一对平衡力

D．该实验可以直接得出牛顿第一定律

【答案】D

4．（2011浙江宁波，第14题）如图所示是北京交警2011年5月5日查酒驾时首用的阻

车器，其表面密布118根侧面有凹槽的铁钉。

若汽车闯卡并驶上阻车器，铁钉将扎破轮胎，使它在30s内彻底没气。

下列说法错误的是（▲）

A．铁钉尖头向上，能增大对车胎的压强，利于扎破轮胎

B．铁钉的侧面有凹槽，能在铁钉扎破轮胎时迅速放气

C．汽车闯过阻车器后，受力面积增大，从而减小对地面压强

D．汽车闯过阻车器后，因为车速减小，所以惯性也随之减小

【答案】D

5（2011浙江宁波，第20题）若小球在运动过程中只受到力F的作用，且运动过程中力F始终保持不变，则小球的运动轨迹（用虚线表示）不可能的是（▲）

【答案】D

9．（2011浙江金华，第20题）如图所示，甲，乙两物体在A、B两水平面上做匀速直线运动，可以确定

A．甲的速度一定小于乙的速度

B．F甲所做的功一定小于F乙所做的功

C．甲、乙的运动状态发生改变

D．甲受到的摩擦力一定小于乙受到的摩擦力

【答案】D

10．（2011浙江绍兴，第11题）如图：

木块竖立在小车上，随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动，下列分析正确的是（）

A.木块没有受到小车的摩擦力

B.木块的运动速度越大，惯性越大

C.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力

D.当小车受到阻力突然停止运动时，如果木块与小车接触面光滑，木块将向右倾倒

【答案】A

13．（2011山东聊城，第Ⅰ卷第6题）关于力和运动的关系，下列说法正确的是

A.力是维持物体运动的原因

B.物体只要运动就需要力的作用

C.力是改变物体运动状态的原因

D.物体受到力的作用，运动状态一定改变

【答案】C

14．（2011年山东省潍坊市第题）如图是运动员一脚把足球踢向空中时的情境，以下说法正确的是（）

A.足球被踢出说

明“力可以改变物体的运动状态”

B.足球在空中运动时，脚一直对它做功

C.由于惯性，足球离开脚后继续运动

D.足球在上升过程中，动能减小，重力势能增加

【答案】ACD

15．（2011江苏南京，第8题）下列现象中，不能说明物体具有惯性的是

A．离弦的箭继续飞行

B．手指压笔尖，手指觉得痛

C．汽车突然启动时，人会后仰

D．用力拍打刚晒过的被子，灰尘落下

【答案】B

16．（2011江苏扬州，第10题）关于足球受力与运动的关系，下列说法正确的是

A.足球只有受力才能运动

B.足球受平衡力，一定处于静止状态

C.足球的运动状态改变，不一定受力

D.足球踢出去后继续运动，是由于足球具有惯性

【答案】D

17．（2011年福建省福州第7题）关于惯性的理解和现象解释，以下说法正确的是（　　）

A．高速飞行的子弹具有惯性，穿

入木头静止后惯性消失

B．汽车驾驶员和前排乘客系安全带，是为了减小汽车行驶中人的惯性

C．行驶中的公交车紧急刹车时，乘客会向前倾，是由于惯性力的作用

D．百米赛跑运动员到达终点不能马上停下来，是由于运动员具有

惯性

【答案】D

18．（2011年广东省广州市第9题）以下说法正确的是（）

【答案】C

20．（2011甘肃兰州，第5题）关于力和运动的关系，下列说法正确的是

A．物体受到力的作用就会运动

B．物体不受力的作用是处于静止状态

C．物体运动速度越大其惯性越大

D．物体运动状态改变时，一定受到力的作用

【答案】D

21．1、（2011四川成都，A卷第1题）关于惯性，下列说法正确的是

A．运动的物体由于惯性会慢慢停下来

B．物体的运动速度越大，惯性也越大

C．司机开车时要系安全带，是为了防止惯性带来危害

D．运动员起跑时用力蹬地，是为了利用惯性提高成绩

【答案】C

23．（2011年江苏省淮安市第9题）2010年温哥华冬奥会，我国速滑选手王濛打破世界记录，一人获得三枚金牌。

有关王濛运动、领奖瞬间的说法错误的是

A.站在领奖台上，受到的重力与支持力是一对平衡力

B.站在领奖台上，受到的支持力与对领奖台的压力是一对平衡力

C.冲过终点后，由于惯性要继续向前滑行

D.用力向后蹬冰面，会向前滑行，原因是物体间力的作用是相互的

【答案】B

25．（2011湖北黄石，第23题）下列关于惯性的说法正确的是

A.高速行驶的火车不容易停下来，说明速度越大惯性越大

B.跳高运动员助跑起跳是为了增大惯性

C.羽毛球容易被扣杀是因为它的惯性小

D.宇宙飞船在太空中运行时没有惯性

【答案】C

2

6．（2011年湖北省武汉市第14题）下列现象中，利用惯性的是

A.用力压吸盘使它贴在光滑的墙面上B.用力捏自行车的手刹使它停下

C.用力向下砸锤柄使锤头套紧

D.用力拉弓使弓弯曲

【答案】C

27．（2011年湖北省武汉市第15题）如图所示，小汽车受到的重力为G，它在平直的高速公路上以90km/h的速度行驶时，受到地面的支持力为F。

若考虑周围空气对它的影响，则下列关于G和F的大小关系正确的是

A.G>F　　B.G＝F　　　　C.G

【答案】A

28．（2011江苏连云港，第10题）小刚用水平推力推静止在水平地面上的讲台桌，结果没有推动（如图所示）。

则下列说法正确的是（）

A．讲台桌不受摩擦力

B．推力与讲台桌的重力大小相等

C．推力小于地面对讲台桌的摩擦力

D．推力与地面对讲台桌的摩擦力大小相等

【答案】D

29．（2011江苏连云港，第11题）由于不遵守交通法规酿成的交通事故频繁发生，国家加大了对违反交通法规的处罚力度．

关于汽车安全行驶的规定和措施，下列说法正确的是（）

A．限制汽车最大行驶速度，是为了减小汽车的惯性

B．安全带主要是在汽车突然启动时对驾乘人员起到保护作用

C．冬天汽车在冰雪路面上行驶时，轮胎上装防滑链，是为了减小摩擦

D．严禁酒后驾车．主要是因为饮酒后驾驶员反应迟钝，更容易出现交通事故

【答案】D

二、填空题

1．（2011浙江义乌，第30题）．一小球从足够高的高度由静止开始下落。

已知小球在空中下落时所受到的阻力与其速度的平方成正比。

则该小球在下落过程中的速度将作如何变化▲。

【答案】先增大后不变（先加速后匀速）

2．（2011年安徽省第8题）沿东西方向直线运动的火车突然刹车，车箱里的乘客看到水平桌面上的小球朝着自己滚动过来（如图所示），这是由于小球具有__________的缘故。

若乘客是面朝西坐着的，则列车是向_________（选填“东”或“西”）运动的。

【答案】惯性东

3．（2011重庆，第9题）英国物理学家__________总结了笛卡尔、伽利略等人的研究成果，概括出一条重要的物理定律：

一切物体在没有受到外力作用的时候，总保持静止或匀速直线运动状态。

为了纪念他作出的杰出贡献，人们以他的名字命名为_________的单位。

【答案】牛顿力

4．（2011重庆，第14题）图8是美国NBA职业篮球比赛过程中球员扣篮时的情景。

请找出一个与扣篮情景相关的物理现象，并指出对应的物理知识。

（不得与示例重复）

示例：

物理现象：

球由静止变为运动；

物理知识：

力是改变物体运动状态的原因。

物理现象：

____________________________________；

物理知识：

____________________________________。

【答案】篮球运动员起跳后继续向上运动

由于运动员具有惯性

图8

5．（2011四川内江，第Ⅱ卷4题）2011年4月12日，人类宇航员——加加林进入太空50周年庆祝大会在俄罗斯隆重举行。

如果通过宇航员把物体从地面带到太空后，那么，物体

的质量将（选填“不变”、“增加”或“减小”），物体（选填“有”或“没有”）机械能

。

【答案】不变有

6．（2011四川绵阳，第18题）通过探究发现摩擦力的大小与物体间接触面积的大小无关。

如图甲所示，两

个完全相同的的木块A和B叠放在水平桌面上，在16N的水平拉力F1的作用下，A、B一起向右做匀速直线运动。

若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推A使它们一起也向右做匀速直线运动，如图乙所示，则F2是N；若要让图乙中的A、B在水平桌面上一起向左做匀速直线运动，在不撤除F2的情况下，应该在B的右端施加乙大小为N的水平向左的推力。

【答案】1632

7

．（2011甘肃兰州，第17题）在水平面上有一质量为1kg单位长方体。

用4N的水平拉力向右拉，长方体静止不动，此时它所受的摩擦力为N；拉力增大至6N时长方体做匀速直线运动；若拉力增大至8N时长方体所受的摩擦力为N。

【答案】46

[来源:

Zxxk.Com]

8．（2011江苏无锡，第26题）科学研究表明：

空气对运动物体的阻力与物体速度的大小有关，物体速度越大，其受到的空气阻力越大。

若不考虑雨滴质量的变化和风速的影响，雨滴由云层向地面下落的过程中，其运动情况是先做运动，后做运动．（选填“加速”、“减速”或“匀速”）

【答案】加速匀速

10．（2011江苏连云港，第22题）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（甲）所示；图（乙）是10枚硬币放入量筒前后的液面情况。

由测量可

得10拨硬币质量为_______g，10枚硬币的体积为________ml．所测硬币材料的密度