初中物理人教版八年级上册第六章 质量和密度第2节 密度练习

第六章 质量与密度 第2节 密度

　　1.同种物质的质量与体积成正比,不同物质的质量与体积的比值一般不同。

2.密度

知识点1:探究物质的质量与体积的关系

提出问题 相同体积的铝块(或铜块),质量不同;体积越大的铝块(或铜块),质量越大。那么同种物质的质量与体积有什么关系呢?

假设猜想  同种物质的质量与体积的比值可能相同,也可能不同。

实验设计探究 [思考] (1)测量物体的质量要用天平,测量规则物体的体积可用刻度尺。

(2)为使结论具有普遍性,要测量三个体积不同的同种物质,即测量三组对应的质量与体积值。

[实验设计方案] (1)选用三个体积不同的正方体铝块,用刻度尺测出它们的边长,计算出它们的体积V;用天平测出它们的质量m,并将数据对应地填入表格中。(2)按相同的方法测量出铜块的体积与对应的质量值并填入表格中。(3)计算出铝块和铜块的质量与对应的体积的比值。

分析论证 如下表所示:

通过上面的实验数据可知:(1)铝块的体积增大2倍,它的质量也增大2倍;体积增大3倍,质量也增大3倍,所以铝块的质量与体积成正比,比值是一定的。铜块的质量与它的体积也成正比,比值也是一定的。(2)铝块与铜块的质量与体积的比值不同。

实验点拨 在实验中由于不可避免地存在误差,所以每种物质的质量与体积的比值不一定完全相同。

【例】　在“探究物质质量与体积的关系”实验中,某小组同学分别用甲、乙两种不同的固态物质做实验,且甲、乙都是长方体形状。实验时,他们用刻度尺和天平分别测出它们的体积和质量,记录的数据如表一、表二所示。

　　　　　表一　甲物质(固态)

　　　　　　表二　乙物质(固态)

(1)分析比较实验序号1、2、3(或4、5、6)的数据及相关条件,可得出的初步结论是:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)分析比较实验序号　　　　　　　　　　　的数据及相关条件,可得出的初步结论是:相同体积的不同物质,它们的质量是不相同的。 

(3)进一步综合分析比较表一、表二的数据及相关条件,可得出的初步结论是:

①分析比较表一或表二中的数据及相关条件,可初步得出:　           。 

②分析比较表一和表二中的数据及相关条件,可初步得出:　           。 

(4)为了进一步研究,他们又另取不同质量的甲、乙物质,通过加热方式使甲、乙物质都变为液态,再用量筒和天平分别测出它们的体积和质量,记录的数据如表三、表四所示。

　　　　　表三　甲物质(液态)

　　　　　　表四　乙物质(液态)

进一步综合分析比较表一和表三(或表二和表四)的数据及实验现象,可初步得出:　                                                            。 

答案:(1)同种物质的质量与体积成正比　(2)1与4(或2与5、或3与6)　(3)①同种物质,它的质量与体积的比值是一个确定值　②不同种物质,它的质量与体积的比值是不相同的　(4)处于不同状态的同种物质,它的质量与体积的比值是不相同的

点拨：(1)表一和表二中每种物质的质量都与体积成正比,即比值保持不变。(2)要注意两物质的体积相同但质量不同这个条件,所以符合要求的有1与4(或2与5、或3与6)。(3)①注意只分析表一中的数据或表二中的数据,可以得出每种物质的质量与体积成正比,比值不变;②将表一中的数据与表二中的数据对比,可以得出尽管两种物质的质量与体积分别成正比,但不同的物质质量与体积的比值不同。(4)甲物质处于固态时质量与体积的比值为0.9 g/cm3,处于液态时的比值为1 g/cm3。相应的乙物质处于固态时的比值为1.1 g/cm3,处于液态时比值为0.8 g/cm3。所以可得同种物质所处的状态不同,质量与体积的比值也不同。

知识点2:密度的定义、公式和单位

由于同种物质的质量与体积的比值不变,这个比值反映了物质的一种特性,在物理学中用密度来表示。

易错警示 ρ=是密度的计算式,只能说明密度在数值上等于物体的质量与体积的比值,不能说明密度ρ与物体的质量m成正比,与体积V成反比,因为同种物质的质量与体积的比值不变,物理公式的数学意义与物理意义有时是不同的。

归纳总结 (1)一般情况下,ρ固>ρ液>ρ气 ,但并不绝对,如水银是液体,密度却比钢、铁等金属大得多;

(2)不同物质的密度一般不同,因此可以通过密度来鉴别物质。但有的物质种类不同但密度相同,如常温常压下的冰(0 ℃)和蜡,煤油和酒精等;

(3)物质的密度不仅与物质的种类有关,还与状态有关,如水和冰是同一种物质,液态和固态时密度不同。

【例】　小明同学阅读了下表后,归纳了一些结论,其中正确的是(　　)

A.不同物质的密度一定不同

B.固体物质的密度一定比液体物质大

C.同种物质的密度一定相同

D.质量相同的实心铜块和铝块,铜块的体积较小

答案:D　

点拨：结合题表中的信息解题,酒精和煤油不是同种物质,但是密度相同,故A错;冰是固体,水是液体,但是水的密度比冰的密度大,故B错;水和冰是同种物质,但是水和冰的密度不同,故C错;只有D项正确。

考点1:密度与数学图象的整合

【例1】　分别由不同物质a、b、c组成的三个实心体,它们的体积和质量关系如图所示,由图可知下列说法正确的是(　　)

A.a物质的密度最大

B.b物质的密度是1.0×103 kg/m3

C.c物质的密度是a的两倍

D.a、b、c的密度与它们的质量、体积有关

答案:B　

点拨：由图可知,当体积相同时,如当体积为2×10-3 m3时,a的质量是1 kg,b的质量是2 kg,c的质量是4 kg,根据体积一定时,质量和密度成正比可知,c物质的密度最大,c物质的密度是a的四倍;由密度的定义可知,b物质的密度是1×103 kg/m3;密度是物质本身的一种属性,与质量和体积无关,综上可知正确答案为B。

考点2:运用密度解决实际问题

【例2】　2010年4月,日本广岛大学高分子材料科研小组宣布,已研发出硬度相当于钢、铁2~5倍的聚丙烯塑料。某型号汽车使用的是质量高达237 kg的钢质外壳,若替换成等体积的聚丙烯塑料材质,除增强车壳强度之外,还可减少多少质量?(钢的密度ρ钢=7.9×103 kg/m3,聚丙烯塑料的密度ρ塑=1.1×103kg/m3)

解:汽车中钢的体积为V===0.03 m3,

聚丙烯塑料的质量为m塑=ρ塑V=1.1×103 kg/m3×0.03 m3=33 kg,

减少的质量m=m钢-m塑=237 kg-33 kg=204 kg。

点拨：在进行密度计算时:(1)明确题目的已知量和待求量;(2)根据所要求的量正确选择公式;(3)根据公式进行计算,在计算时一定要注意统一单位。注意钢和聚丙烯塑料的体积相同。

考点3:探究物质的密度特性

【例3】　某同学在探究“物体的质量跟体积的关系”的实验中:

 (1)他将托盘天平放在水平桌面上,把游码移到标尺左端的“0”刻度线处,观察指针的指示情况如图甲所示,此时应进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　　　;天平横梁调平衡后,在称物体的质量时,他在天平右盘中加、减砝码后,指针的指示情况如图乙所示,这时他应进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)下表是这位同学记录的实验内容和实验数据,请你根据表格中记录的内容和数据,进行分析比较:

①铁和铝两种不同物质的相同点是:　                              ; 

不同点是:　                                                    。 

②铁的密度为　　　　　                                       　。 

③根据这个实验的结果,请你分析并回答,为什么说密度是物质的特性?

答:　                                                          。 

④回忆我们在做这个实验时,为什么要选取多种物质,且对每种物质都要收集多组数据?若对每种物质仅收集一组数据是否可以?                   　。 

答案:(1)调节平衡螺母,直至指针指到分度盘的中央;移动游码,使横梁平衡　(2)①它们的质量与体积的比值都是恒定的(或它们的质量与体积成正比);它们的质量与体积的比值不相同　②7.9 g/cm3　③同种物质的质量与体积的比值是恒定的,不同物质的质量与体积的比值不同,这说明质量与体积的比值(即密度)反映了物质的特性　④这样得出的结论才具有普遍性;不行;收集一组数据找不出质量与体积的关系

点拨：物质的质量与体积的比值就是物质的密度,从表中数据可以看出,铝的密度是2.7 g/cm3,铁的密度是7.9 g/cm3,同种物质的密度相同,不同物质的密度一般不同,所以说密度是物质的特性。在得出规律的实验中,通常要进行至少三次测量,目的是使得出的规律具有普遍性。