初中物理人教版八年级上册第4节 密度与社会生活教案

导

入

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课

想想议议  如图所示：1.居室内的暖气片为什么安装在低处，而空调安装在较高的地方？你能说说其中的原因吗？

2. 奥运会的金牌是不是纯金的？怎么鉴定？

3. 不能全部拉伸开，如何得知一卷铜线的长度？

密度是物质的基本属性，每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中有重要的价值。在解决不同的实际问题时，密度知识是如何应用的。我们一起了解一下吧。

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新课学习

一、密度与温度

想想做做：

1.在室温下，用绷紧的橡皮膜,把一个空锥形瓶口封上，然后把瓶子放入热水中，橡皮膜会凸起来。过一会，再把瓶子放入冰水中，观察橡皮膜的变化。

分析：锥形瓶放入热水中时，瓶内的空气受热膨胀，温度升高，体积变大，使橡皮膜会凸起；放入冰水中时，瓶内空气温度降低，遇冷收缩，体积变小，致使橡皮膜凹进去。

问题：瓶内空气的密度变化吗？

因为瓶内被封闭的空气质量一定，根据ρ=，温度升高，体积变大，空气密度变小；温度降低，体积变小，密度变大。

2.做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来。

观察并思考：你知道是什么推动了风车吗？[来源:Z_xx_k.Com]

分析：这是因为酒精灯的火焰使附近空气的温度升高，体积膨胀，空气的密度变小，所以热空气上升(选填“上升”或“下降”)形成气流，气流流过风车时，带动风车转起来。

想想议议

1.风的形成：

风就是空气的流动，它是由于空气密度发生变化而引起的。空气因受热而体积膨胀，密度变小而上升，热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来补充，从而形成风。

2．暖气片为什么安装在低处,而空调安装在较高的地方?

热空气密度较小,向上浮,所以暖气片安装在低处,让整个屋子暖和,冷空气密度比较大,向下沉,所以空调安装在高处,让整个屋子凉爽.

想一想

在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要．如果保护不好，使水管里的水结了冰，不仅影响正常生活用水，有时还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏．那么，自来水管为什么会被冻裂？水遵循“热胀冷缩”规律吗？

计算：1m3的水凝结成冰后的体积多大？(冰的密度为0.9×103kg/ m3)

1m3的水的质量为：

 m＝1.0×103kg/ m3×1 m3 ＝ 1 000 kg；

1m3的水凝结成冰后的体积为：

V＝＝1 000 kg / 0.9×103kg/ m3≈ 1.1 m3.

由此得出一定质量的水结冰后体积有何变化？

结论：一定质量的水结冰后体积会变大从密度变化可知，冰的密度比水的小。所以一定质量的水结成冰后体积增大，但是冰的体积变大受到水管的阻碍。产生很大的力，把水管胀裂了。

问题：物体都是热胀冷缩吗？

反常膨胀现象：一般物体都遵循热胀冷缩的规律，但是在0℃--4 ℃区间的水，温度低于4 ℃时，随着温度的降低，体积变大，密度越来越小；水的温度高于4 ℃时，随着温度的升高，体积变大，密度越来越小；人们把水的这个特性叫做水的反常膨胀。（水的密度随温度变化的图象如图所示）

水的体积---温度图像                   水的密度---温度图像

水的反常膨胀决定了，水在4 ℃的水密度最大。

启发：水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢？

在严寒的冬天，河面封冻，较深的河底却能保持4 ℃的水温，鱼儿仍然可以自由自在地游动．

水具有反常膨胀的特点。4℃的水的密度最大，水温高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；水温低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。水的反常膨胀使得冬天的湖水从上到下结冰，水凝固成冰时，体积变大，密度变小，浮于水面上方。所以在寒冷的冬天，湖面冰封了，但较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，鱼儿仍可以自由自在地游动。

总结：密度与温度的关系

温度能改变物质的密度；一般物质具有热胀冷缩的性质，温度升高时物质的体积增大，所以密度会减小.气体的密度随温度变化非常明显，固体和液体的密度受温度变化的影响较小.

二、密度与物质鉴别

1.密度是物质的一种特性，人们可以根据密度来鉴别物质.

提出问题:如何鉴别一枚金牌是不是用纯金做成的?

分析:从密度表可以看出,各种物质的密度是一定的,不同物质的密度一般是不同的.只要测出了金牌的密度,再与密度表中金的密度进行比较，就可鉴别金牌是不是用纯金做成的.

思考:如何测金牌的密度?

测金牌的密度时,可用天平测质量,用借助于溢水杯和量筒、利用排水法测量体积,根据密度公式计算出密度.

想一想：用密度鉴别金牌，这种鉴别方法是不是绝对可靠？为什么

归纳：从前面的密度表可知，一些不同物质的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液体，它们的密度都0．8×103㎏/m3。通过对两者气味的判断，在知道密度的基础上可以鉴别出酒精和煤油。一些混合物的密度也和一些物质的密度相等.要准确的鉴别物质，既要看密度，还要同时看颜色、闻气味、看硬度等.

例题：某运动员获得了一枚金牌，拿回家后，为了鉴别金牌是否是纯金制成的，他测出了金牌的质量为12.5 g，体积为0.75 cm3，问金牌是否是纯金制成的？(金的密度见密度表)

解：金的密度为ρ金＝19.3g/cm3.

金牌的质量为 m金＝12.5g，体积为V金＝0.75 cm3，

所以ρ＝＝＝16.67g/cm3<ρ金。    所以不是纯金制成的．

2.密度在社会生活中的应用

密度是物质的基本特征之一，每一种物质都有自己的密度，密度在社会生活中的应用有：

（1）勘探队员在野外勘探时，通过采集样品的密度等信息，可以确定矿藏的种类及经济价值；

（2）很早的时候人们就知道用盐水选种，把种子放到盐水里，饱满健壮的种子因为密度大而沉到水底，瘪壳和杂草种子因为密度小而浮在水面；

（3）运用密度知识鉴别牛奶、酒的品质；

（4）航空器材常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料；[来源:Z,xx,k.Com]

（5）在产品包装中，常采用密度小的泡沫塑料作填充物，防震,便于运输。

课堂小结

课堂练习 

1．（2020  湖北宜昌市)一般来说物质遵从热胀冷缩的规律，当物体发生“热胀”时，以下说法正确的是（ ）

A. 物体体积变小 B. 物体密度变小 C. 物体质量变大 D. 物体没有任何变化

【答案】B

【解析】一般来说物质遵从热胀冷缩的规律，当物体发生“热胀”时，质量不变，物体体积变大，而密度变小；故B正确，A、C、D错误。故选B。

2.（2020 山东省青岛市)关于物质的密度，下列说法正确的是（　　）

A. 一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小，密度不变

B. 一只气球受热膨胀后，球内气体的质量不变，密度变大

C. 一支粉笔用掉部分后，它的体积变小，密度变小

D. 一块冰熔化成水后，它的体积变小，密度变大

【答案】D

【解析】A．一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小，体积不变，根据公式讨论可知，密度变小，A错误；

B．一只气球受热膨胀后，球内气体的质量不变，气体体积变大，由公式讨论可知，密度变小，B错误；

C．粉笔是固体，用掉部分后，它的体积变小，质量也相应的减小，密度不变，C错误；

D．一块冰熔化成水后，它的体积变小，质量不变，由公式讨论可知，密度变大，D正确。故选D。

3．（2021 山东东营市）关于质量、密度，下列说法正确的是（　　）

A．同种物质随着温度降低，密度会增大

B．质量是指物体所含物质的多少

C．固体的密度一定大于液体、气体的密度

D．物体的质量随着它的形状、状态和位置的改变而改变

【答案】B

【解析】A．绝大多数物质根据物体热胀冷缩的原理，温度降低时，质量不变，体积减小，根据公式可知，物质的密度会增大，但水具有反常膨胀的特征，当水温高于4℃时，随着温度的升高，水的密度会越来越小，当水温低于4℃时，随着温度的降低，水的密度越来越小，故A错误；

B．根据质量的定义，质量是指物体所含物质的多少，故B正确；

C．漂浮在水面上的木块的密度小于水的密度，故C错误；

D．质量是物体的固有属性，与物体的形状、状态和位置无关，故D错误。故选B。

4.（2020 贵州省黔东南州）如图所示是甲和乙两种物质的质量与体积关系图象，下列说法正确的是（  ）

A. 甲物质的密度随体积增大而增大

B. 当甲和乙两物质的质量相同时，乙物质的体积较大

C. 甲、乙两种物质的密度之比是4：1

D. 体积为5cm3的乙物质，质量为10g

【答案】D

【解析】A．密度是物质的一种特性，其大小与物体的质量和体积无关，故A错误；

B．由图象可知，当甲和乙两物质的质量相同时（如质量都为2g），乙物质的体积较小，故B错误；

C．由图象可知，当甲物质的质量m甲＝2g时，V甲＝4cm3，V乙＝2cm3，

ρ甲＝＝＝0.5g/cm3  。当乙物质的质量m乙＝4g时，V乙＝2cm3：ρ乙＝ ＝＝2g/cm3

所以甲、乙两种物质密度之比是1：4，故C错误；

D．体积为V乙′＝5cm3的乙物质的质量：m乙′＝ρ乙V乙′＝2g/cm3×5cm3＝10g，D正确。

5.(2021 四川攀枝花市)体育锻炼用的一个实心铅球的质量是4kg，经测量它的体积是，则该铅球的密度为______ 。若该铅球是纯铅做的，铅的密度是，质量应为______ kg。

【答案】（1） ； （2）
【解析】（1）实心铅球的质量：，体积：，
则实心球的密度：；
（2）若该铅球是纯铅做的，铅的密度是，
则其质量为：
6．（2021 湖南长沙市）2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带质量为1731g的月球样品在预定区域安全着陆。样品容器是在真空状态下进行封装的。在回归地球的途中，月球样品的质量保持______；航空器能在高空飞行，原因之一是航空器材常采用强度高，密度______的合金或新型合成材料制成的。

【答案】（1）不变 ；  （2） 小   

【解析】[1]因为物体的质量不随物体所处地理位置的变化而变化，所以月球样品返回地面后的质量不变，还是

m=1731g=1.731kg

[2]航空产品特殊的工作环境，对航空材料的性能要求集中表现在“轻质高强、高温耐蚀”。所谓“轻质高强”是指，要求材料的比强度高，即要求材料不但强度高而且密度小。航空工业有一句口号叫做“为每一克减重而奋斗”反映了减重对于航空产品的重大经济意义。航空器能在高空飞行，原因之一是航空器材常采用强度高，密度小的新型合成材料制成的。

7．（2021 四川内江市）同学们想知道一张质量是14.8kg的课桌的体积。于是找来和课桌相同材质的木料作样本，测得其质量是7.4g，体积是10cm3，则样本的密度为______ g/cm3，课桌材料的体积为______ m3。

【答案】0.74    0.02   

【解析】[1]样本的密度为：ρ=

[2]课桌材料的体积为：V课桌=

8.（2020 黑龙江牡丹江、鸡西地区)小明记录了一定质量的水体积随温度变化的规律，如图所示．在0～4 ℃，水温升高时，水的体积将________．当水温在4 ℃时，水的密度____(选填“最大”或“最小”)；罐装的饮料(可看作水)在此温度下存放是最________(选填“安全”或“不安全”)的．

【答案】    (1). 变小　    (2). 最大　    (3). 安全

【解析】（1）由图象可知，水在0～4℃之间，随着温度升高体积逐渐变小；
（2）质量是物体的属性，不随温度变化，在4℃时，水的体积最小，由可知，在质量一定的情况下，体积最小，密度最大；
（3）由图象可知，“温度低于4℃时，水的体积随着温度降低而增大；高于4℃时，水的体积随温度升高而增大．“故灌装的饮料（可看作为水）在4℃时体积最小，在4℃以下或以上时，体积均增大，故在4℃存放灌装饮料是最安全的．

9.（2020 四川南充市）一杯牛奶有250mL，其质量为300g，则牛奶的密度是________kg/m3；小李喜欢喝加糖的牛奶，加糖溶解后，牛奶的密度会________(选填“变大”、“不变”“变小")。

【答案】    (1). 1.2×103 ；   (2). 变大

【解析】[1]牛奶的密度：ρ==1.2g/cm3=1.2×103kg/m3

[2]喝加糖的牛奶，加糖溶解后，牛奶的质量变大，体积变化很小，所以牛奶的密度会变大。

10.（2021 北京）小敏用托盘天平和量筒测量金属块的密度。她在调节天平时，发现指针偏向分度盘中央刻度线的右侧，如图甲所示，为使天平横梁水平平衡，她应将平德螺母向___________端移动。天平平衡后，用天平测出金属块的质量为27g。然后，小敏将金属块用细线系好放进盛有50mL水的量筒中，最简中的水面升高到如图乙所示的位置，则金属块的体积为___________cm3该金属块的密度为___________g/cm3，根据下表中数据可判断组成该金属块的物质可能是___________。

【答案】（1）左 ；  （2） 10 ；（3） 2.7 ；（4） 铝   

【解析】[1]天平指针指向分度盘右侧，说明右侧偏重，为使天平横梁水平平衡，她应将平德螺母向左端移动。

[2]量筒的分度值为2mL，读数为60mL， 金属块的体积为：

[3]该金属块的密度为：

[4]根据下表中数据可判断组成该金属块的密度与铝的密度相同，金属块物质可能是铝。

板

书

设

计

第4节  密度与社会生活

1.密度与温度

（1）一定质量的气体，当温度升高时，体积膨胀，密度变小.

（2）水的密度随状态的变化：水结冰时密度变小、体积变大;

水的反常膨胀： 0～4 ℃时水遵循热缩冷胀的规律,4 ℃时水的密度最大.

2.密度与物质鉴别

密度是物质的一种特性，人们可以根据密度来鉴别不同的物质.

3.密度在生活中的应用:盐水选种、鉴别牛奶等.

布

置

作

业

【必做题】　

教材第123页动手动脑学物理的2、3题.。

【选做题】　

教材第123页动手动脑学物理的1题.

课

后

反

思

本节是在学习了密度概念及其测量的基础上,通过风的形成和水的反膨胀现象的分析，以及密度与物质的鉴别和密度在社会生活中的其它应用的学习，加深对密度公式理解，将物理知识应用于生产生活实际，培养学生终身探索乐趣、良好的思维习惯和初步的科学实践能力。

对于密度知识在社会生活中的应用,引导学生联系生活中的实例及学生已经具备的密度的有关知识来帮助学生理解.在此基础上进一步研究密度与温度、与物质鉴别的关系,使学生通过观察、分析、总结、归纳出结论,千万不要直接告诉学生结论,对本节例题的教学也应这样,教会学生学习方法比教给学生知识更重要,学生能通过自己的努力学到新知识效果会更好.

物理知识的应用，既要培养学生对知识应用的能力，又要培养学生具有辩证的看待物理知识在社会生活中的应用，充分利用有利的一方面服务于社会生活，避免有害的方面对社会生活带来的危害意识，关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观。