密度的测量方法Word下载.docx

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学

过

程

.一.密度概念的引入

　　我们这个世界就是由各种各样的物质组成的。

如：

空气、水、泥土、石头、铁、铜等等。

每种物质又都有自己的特性。

空气是气体，水是液体，泥土是软的，石头是硬的，金属有光泽，非金属无光泽等等。

形状、颜色、软硬、气味等这些就是物质的特性，我们可以根据这些特性来鉴别物质。

我们可以根据它的气味鉴别它是水还是酒精，可以根据它们的颜色及锈迹，鉴定是铜还是铁。

如果我们桌上放的这两个物体，外面涂有同样的颜色，我们要怎样判断它们是什么物质呢？

　　我们鉴别物质，有很多时候，仅靠气味、颜色、软硬、形状等特性是不够的，那么物质是否还有其它特性呢？

　　我们可以做这样一些实验：

　　A.将涂有同种颜色、同体积的两物体放在托盘天平的两个盘上，结果天平失去平衡．

　　B.取同体积的水和酒精倒入质量相等的两个空烧杯中，然后分别放到天平的两个盘上，结果天平也失去平衡。

　　两物体的体积相同，质量不同；

水和酒精的体积相同，但质量不同．

　　这说明不同物质在体积相同时，质量是不同的。

这也反映了物质的一种特性。

为此在物理学中我们引入一个新的物理量--密度。

　二.密度的概念

　　密度是表示不同物质，在体积相同时质量并不相同这一特性的物理量。

现在我们只知道了涂有同种颜色的两个物体不是同种物质，还不知道它们各是什么？

这就需要我们进一步研究：

对于同一种物质来说，它的质量跟体积有什么样的关系。

　　我们可以通过以下的实验来研究

　　我们取大小不同的外形规则的小木块和小铁块，然后用天平称出铁块或木块的质量，用刻度尺测出其体积，并计算第一个物体的质量与体积的比值。

将这些数据填入下表：

　　我们对上面的实验数据进行分析，看看能得出什么规律？

　体积不同的铁块，它们的质量不同。

铁块a的体积是铁块b的两倍，铁块a的质量就是铁块b的两倍；

铁块c的体积是铁块b的4倍，铁块c的质量就是b的4倍．木块a的体积是木块b的两倍，木块a的质量就是木块b的两倍；

木块c的体积是木块b的四倍，木块c的质量就是木块b的四倍．

　　但是对铁块来说，每一个铁块的质量和体积的比值是个定值；

对木块来说，每一个木块的质量和体积的比值也是个定值．只是这两个比值不相等而已。

　　对于同种物质，它的体积增大几倍，它的质量也增大几倍，即它的质量和它的体积成正比，质量和体积的比值是个定值．对不同物质，这个比值不同；

而质量跟体积的比值就等于单位体积物质的质量，不同种类物质单位体积的质量一般不同，可见单位体积的质量反映了物质的特性，物理学中就用单位体积的质量来定义密度。

　　密度的定义：

某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。

用符号"

ρ"

来表示．

　　密度的公式

　　密度公式的意义包含有：

（1）不同物质的物体，质量相等时，密度较大的物体其体积较小，如：

质量相等的铜块和铁块，铜块体积小于铁块体积。

即当质量相等时，体积跟密度成反比。

（2）不同物质的物体，体积相等时，密度较大的物体其质量较大。

同一个瓶装满水和装满油相比较，装满水的质量大。

即当体积相同时，质量跟密度成正比。

　　由密度公式可知，密度的单位是由质量单位和体积单位组成的．在国际单位制中，质量的单位是千克，体积的单位是米3，密度的单位就是千克／米3，读作千克每立方米。

　　在一般物理实验中，由于所用物质不多，因此质量的单位常用克，体积的单位常用厘米3，密度的单位就是克／厘米3．。

　　记住：

1克／厘米3=103千克／米3

　　密度的实用单位除g／cm3外还可用kg／dm3和t／m3，有时使用这些单位能使计算简化。

　　密度是表征物质特性的物理量。

它表示单位体积的某种物质的质量大小。

每种物质都有一定的密度，与物体的质量大小、体积大小无关，它只与物质的种类有关（平均密度则由物体的质量和体积来决定）。

1g水和1kg水密度是相同的。

不同的物质密度一般是不相同的。

铁与铝的密度，油与水的密度都不相同。

由于水的密度比油大，因此一滴水的密度仍要比一桶油的密度大。

　　自然界的物质种类很多，有的已经被人们所认识，有的尚未被认识，人类还在不断地发现新的物质，下面是科学家经过精密的测量，所测出的一些常见物质的密度，我们称其为密度表。

我们看表：

　　铜的密度是8.9×

103千克／米3，这表示体积是1米3的铜的质量是8.9×

103千克，用克／厘米3作单位，它的数值是8.9，即8.9克／厘米3；

　　铁的密度是7.9×

103千克／米3。

铜的密度比铁大，说明1米3体积的铜的质量比1米3体积铁的质量大。

　　水的密度是1.0×

103千克／米3；

水的密度还有一个规律性的知识，也就是1米3的水的质量为1吨；

1分米3的水的质量为1千克；

1厘米3的水的质量是1克；

1毫米3的质量是1毫克。

记住这个规律对以后的解决问题是相当有好处的。

所以同学们一定要记住它．

　　空气的密度是l.29千克／米3。

另外还请同学们注意看，在气体的密度表旁边有个条件-0℃，在标准大气压下。

其实不仅是气体，固体和液体的密度也都是在一定条件下由科学家经过严格准确的实验测出的，一般固体和液体的密度大小是同一数量级，气体的密度比它们小1000倍左右．

　　现在，我们再看密度表，比较固体、液体、气体的密度，我们发现固体的密度都较大；

气体的密度都比较小．是不是所有的物质都是这样呢？

当然不是的，干松木的密度是0.5×

103千克／米3，它的密度比水的密度小。

水银的密度是13.6×

103千克／米3，水银是液体，可它的密度却比一些固体的密度还要大，所以说固体的密度较大，只是对一般物体而言。

　　若有一种金属，它的密度是2.7×

103千克／米3，它是什么金属？

由密度表可知，这种金属是铝．所以，利用密度还可以鉴别物质。

综上所述，密度表一处，同学们要从两个方面来学习。

一方面，知道物质，根据密度表，同学们要能查到其密度值，并知道其物理意义；

另一方面，知道了某种物质的密度值，根据密度表，同学们应该知道这是什么物质。

　三.密度知识的应用：

（1）鉴别物质

　　由于通过物质的密度我们就可以知道这是什么物质，所以我们就可以根据物质的密度来鉴别物质。

看来要鉴别物质，首先要学习测量物质的密度。

　　由密度的定义可知，要想测量密度，首先要测出质量，在实验室中我们一般用到的测量工具是天平。

然后要测量被测物体的体积。

质量的测量这里我们不多讲，我们重点来讲体积的测量。

对于形状不规则的物体，我们可以利用量筒或量杯来进行。

首先我们将量筒或量杯中放入适量（所谓适量，就是当放入被测物体后，水既要将被测物体全部浸没，水又不能超出量筒或量杯的最大刻度。

）的水，记下此时量筒或量杯中水的体积V1；

然后用细线系住被测物体，轻轻的放入水中记下水和物体的总体积V2，用V2-V1即可求出被测物体的体积。

如果物体的密度比水的密度小，这时将它放入水中它将漂浮在水面上，这时我们也是不能测出物体的体积的。

这时我们常用两种方法来测其体积。

一种方法是用助沉法。

（用其它密度大的物体和被测物体系在一起，沉入水中，当然这时助沉物的体积应该在V1中。

）另一种方法是用细针将其按入水中，观察V2。

当然如果物体的形状是规则的，或是可以将其分割成规则物体，我们就可以利用刻度尺来测量其体积了。

　　液体密度测量时，体积比较容易测量，用量筒或量杯就行了，关键是液体质量的测量。

首先我们要测出烧杯中液体和杯子的总质量m1,然后将液体倒入量筒或量杯中一部分，用天平测出剩余液体和杯子的总质量m2。

液体的质量m=m1-m2。

（2）求质量

　　天安门广场的人民英雄纪念碑，它的碑心石是一整块巨大的花岗岩，它长14.7m、宽2.9m、厚1m．怎样知道它的质量？

　　这块碑心石的质量非常大，不容易找到能测出其质量的测量工具。

但我们可以采用有关密度的知识来解决。

首先我们知道了它的材质是花岗岩，从密度表中我们可查找出这种物质的密度为（2.6～2.8）×

103千克/米3。

它的物理意义是体积为1米3的花岗岩，它的质量是（2.6～2.8）×

103千克，我们就取2.8×

103千克/米3吧。

这样看来，我们只要知道这块石头的体积不就能求出质量了吗？

而这个物体是一个形状规则的物体，其体积是容易计算的。

　　m＝ρV

　　这个式子告诉我们，物体的质量等于它的密度乘以体积。

因此，知道了物体的体积，查出组成物质的密度，就可以算出它的质量，对于不能直接称量的庞大物体，这是求质量的很方便的办法．

　　（3）求体积

　　这里有1个铝制的机器零件，不用量筒或量杯能测出这个零件的体积吗？

　　利用这个式子，知道了物体的质量，查出它的密度，就可以算出它的体积，对于形状不规则的或不便于直接测量的较大的物体，这是求体积的很方便的办法．求出物体的体积之后，我们就可以根据体积与高度（长度或厚度）与横截面积的关系，就可以求出物体的长度（高度或是厚度）或者求出物体的截面积。

二、典型例题分析

　例1.将一瓶油倒掉一些后[]

　　A.质量变小、密度变小B.质量不变、密度不变

　　C.质量变小、密度不变D.质量变小、密度变大

　例2.某金属板长1m，宽50cm，厚8mm，测得其质量是35.6kg，问这是什么金属？

　　　　密度公式的意义包含有：

（1）不同物质的物体，质量相等时，密度较大的物体其体积较小。

　　例3.冰的密度是0.9克/厘米3，把质量为360克的冰完全熔化成水时，下列关于它们的质量和体积变化的说法正确的是　　[]

　　A.质量减小了40克，体积减小了40厘米3

　　B.质量增加了40克，体积不变

　　C.质量不变，体积减小了40厘米3

　　D.质量不变，体积增加了40厘米3

　　例4.在"

测定金属块密度"

的实验中，某同学用了如下几个步骤：

[]

　　A.在量筒内倒入一定量的水，记录水的体积V1。

　　B.用天平称出金属块质量m。

　　C.将天平置于水平台上，调节平衡。

　　D.将金属块全部浸没在水中，记录水的体积V2。

（1）合理的顺序应是______（填字母）。

（2）观察水体积时应注意什么？

　　（3）金属块密度的计算式是______。

（2）视线与水面凹部最低处相平

　　说明：

实验步骤中"

一定量水"

的意义是：

既要能淹没金属块，又不能使放入金属块后溢出量筒。

　例5.在"

测煤油密度"

的实验中，给你一小杯煤油、一支量筒、一台已调好的天平。

（1）设计出合理的实验步骤。

（2）列出煤油密度的计算式。

（3）图1所示是实验所测三个数据的示意图，由此得出煤油的密度是______kg/m3。

　　=0.85g/cm3=0.85×

103kg/m3

　说明：

为减小误差，倒入量筒的煤油液面最低处最好正处于量筒的某一刻线上，使煤油体积取整数值。

　　例6.一只空瓶质量是50g，装满水后总质量是1.3kg，装满某种液体后总质量是1.05kg，求这种液体的密度。

　　例7.有一捆横截面积是2.5平方毫米的铜丝，质量为89千克，不用尺子量，计算出这捆铜丝的长度。

　　分析：

因为物体体积与长度有关系。

要计算铜丝的长度，关键要计算出铜丝的体积。

根据密度知识，可利用ρ=m/V变形计算出体积V。

查表知

　例8.一个瓶子能盛1千克的水，用这个瓶子能盛多少千克的食用油？

（ρ食用油=0.9×

103千克/米3）。

生

成

长

记

录

学生对自己本次课堂表现，所教知识点是否能接受，满意：

○特别满意满意○一般○差

学生对教师此次授课是否满意

○特别满意○满意○一般○差

请学生填写这次课程的重要知识点：

学生签字：

本节课教学计划完成情况：

照常完成□提前完成□延后完成□

学生的接受程度：

54321

学生的课堂表现：

很积极□比较积极□一般积极□不积极□

学生此次学习评语：

教师签字：

签字时间

班主任审批

教学主任审批

蜂巢教育课后习题

　　1．可以用天平测量。

长方体形状的物体，可以测出它的，和，从而算出它的。

2．用实验的方法测不规则形状固体的密度时，应该用到的器材有、、和、、、。

3．煤油的密度是0.8×

103kg/m3，一个瓶子能装1kg的煤油，至多能装

kg的水。

4．质量相等的水，硫酸、酒精分别装在相同规格的玻璃管中，如图10－3所示，

玻璃管A中装的是，玻璃管B中装的是，玻璃管C中

装的是。

（已知

=1.8×

103kg/m3,

=0.8×

103kg/m3）

5．用相同的量筒分别测量100g水和煤油，则装的量筒中的液面较低，如果分别测量50cm3的水和煤油，则的质量较大。

6．体积和质量都相等的空心铜球和铁球，空心部分体积较大的是球，如果在它们的空心部分都注水，则球的质量最大。

7．一容器的容积为500mL，倒入400g的某种液体刚好盛满，则该液体的密度为kg/m3,若倒出该液体80mL，则剩余液体的质量为g。

二、选择题

8．三个完全相同的杯子，里面装有相同质量的水，把相同质量的铜块、铁块、铅块分别放入三只杯子里，水面升高较多的是（）

A．放有铜块的杯子B．放有铁块的杯子

C．放有铅块的杯子

9．要想一次尽可能正确地量出100g密度为0.8×

103kg/m3的酒精，应使用下列量筒中的（前为量程，后为分度值）（）

A．50mL，5mLB．100mL，2mL

C．250mL，10mLD．500mL，5mL

10．有质量相等的正方体A和B，若A的边长是B的边长的

，则A的密度是B的密度的（）

A．3倍B．9倍C．27倍D．

11．甲物质的密度是乙物体的2倍，乙物体的质量是甲物体的2倍，则甲物体的体积是乙物体的体积的（）

A．4倍B．2倍C．0.25D．0.5

12．用铁和铜制成的两个实心球，不可能发生的情况是（）

A．两球质量相等，但铁球体积小

B．铁球质量、体积均比铜球大

C．铁球质量、体积比铜球小

D．两球体积相同，但铁球的质量大

13．在调节好的托盘天平的左右两个托盘中，分别放两个体积相同的实心物体A和B，天平失去了平衡，指针向左偏，比较A和B的密度（）

A．

＜

B．

＞

C．

=

D．无法判断

14．如果用质量相同的铁、铜、铅分别制成相同体积的金属球，则可能出现的现象是（）

A．三个球都是空心的

B．若铁球是空心的，那么铜球、铅球必是实心的

C．若铜球是实心的，则铜球、铅球必定是空的

D．若铁球是实心的，那么铜球、铅球必是空心的

15．三个体积相等，质量相等的空心球，分别由铜、铁、铝制成（

），其内部空心体积最大的是（）

A．铜球B．铁球C．铝球D．无法确定

16．甲、乙两物体质量相等，

，组成甲、乙两物体的物质密度为

，则下列说法中正确的是

（）

A．甲球一定是空心的B．乙球一定是空心的

C．两球都是空心的D．两球都是实心的

三、简答题

17．测定物质密度的公式是，要想测定一个金属块的密度，必须测定和。

选用的工具是和。

在观察量筒里的水面到达的刻度时，视线要跟

相平。

18．在“用天平和量筒测定金属块密度”的实验中，请完成下列任务：

（1）填写“实验报告”中以下两项：

实验目的：

。

实验原理：

（2）若已知天平测得的小金属块的质量是27g，将小金属放入盛水的量筒前后，量筒内水面的位置分别在刻度V1=50mL和V2=60mL处，则此小金属块的密度是kg/m3。

19．用天平和量筒测量盐水的密度，供选择的实验步骤有：

A．在玻璃杯中盛有适量的盐水，称出盐水和杯子的总质量m1

B．将天平放在水平桌面上，调节天平平衡

C．把玻璃杯中的一部分盐水倒入量筒中，读出盐水的体积V

D．取一只洁净的空玻璃杯，称出质量m2

E．称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m3

上述实验步骤中，必须的步骤的合理顺序为（填实验步骤的序号）。

根据你所选择的步骤中的物理量，写出被测盐水的密度表达式，

20．在“测定岩石密度”的实验中，将一块岩石标本放在已调节好的天

平的左盘里，当天平平衡时，右盘内砝码和游码的位置如图10－4

所示，则岩石的质量为g。

在量筒中放入水，使水面到

达“30”刻度线，再将岩石放入量筒中，水面升到如图所示的位置，

则岩石的体积为cm3，岩石的密度为kg/m3。

四、解答题

21．量筒的用途是什么?

使用前应注意观察什么?

读数时要注意什么?

22．测定形状不规则的实心铁块的密度时，质量可用天平测出，体积可用量筒和水测出。

实验要求量筒中盛水应适量，适量的标准是：

（1）；

（2）。