第十一章多彩的物質世界 三 密度 2000元血汗錢換得廢鐵一塊2005年 家住望江縣賽口鎮紅旗村的何家貴老人和老伴被兩個上門的騙子騙走2000元血汗錢 換到手的只有一塊一文不值的破鐵塊 據何老漢介紹 幾天前來了兩個中年人 自稱是上海來的地質隊員 判斷這里肯定埋藏了稀世寶物 兩個人隨即掏出了工作證 身份證等證件給何老漢 檢查 之后又神神秘秘地拿出了一個據說是探測器的黑盒子 在何老漢的陪同下上了老漢后院的小山坡上 果然挖出了一塊亮閃閃的 金塊 說這是清朝的文物 價值15萬元 不如大家各自分5萬元算了 最后兩人哄得老兩口拿出了2000元錢 臨走時 兩人留下一張欠條 一再表示他們會盡快趕回來拿錢贖寶 并叮囑老兩口 千萬不要走漏風聲 以防壞人來偷 到了晚上 何老漢兩口子越想越不對勁 拿著金塊到鄉里的派出所報案 據民警介紹 這寶貝應該是鐵一類的金屬 僅僅鍍了一層銅粉而已 是金條還是鍍金銅條 是銀制品還是不銹鋼 怎樣鑒別戒指是不是純金的 怎樣知道礦石是什么物質的 怎樣知道一大卷細銅絲的長度 科學探究 提出問題 怎樣鑒別物質 這里的物質有水 鹽水 鐵塊 銅塊 1 請你從中挑出鹽水 并說出你的鑒別方法 2 請你從中挑出銅塊 并說出你的鑒別方法 思考一 我們剛才用了什么方法來鑒別各種物質 通常我們可以用氣味 軟硬度和外觀的顏色等來區分常見物質 思考二 如何鑒別兩個貌似相同而實質不同的物質呢 這里有兩個外觀一樣 體積相同的物塊 分別是鐵塊和鋁塊 你能區分出它們嗎 請說出你的鑒別方法 猜想與假設方法 比較相同體積物體的質量 探究目的 對于一種物質 它的質量和體積有什么關系 制定計劃 1 用天平測出金屬塊的質量 m 2 用量筒測出金屬塊的體積 V 3 分別計算出金屬塊的質量與體積的比值 M V 收集數據 交流與討論 1 不同物質 其質量與體積的比值是否相同 2 同種物質 其質量與體積的比值是否大小相同或相近 五 分析和論證 實驗證明 同種物質的質量和體積之間的比值是恒定的 不同物質的質量與體積之間的比值一般是不同的 因此 這個比值反映了物質的一種特性 在物理學中 把某種物質單位體積的質量叫做這種物質的密度 判斷一下 1 大鋁塊的質量為4 小鋁塊的質量為1 則大鋁塊的密度大于小鋁塊的密度 2 一杯酒精用去一半后 剩下的酒精密度為原來的一半 注意 密度是物質的一種特性 同種物質的密度是相同的 通常我們用字母 表示密度 m表示質量 用V表示體積 則密度 質量 體積即 m V 公式推導 密度的單位是組合單位 當質量的單位取千克 Kg 體積的單位取立方米 m3 時 密度的單位為千克每立方米 Kg m3 當質量的單位取克 g 體積的單位取立方厘米 cm3 時 密度的單位為克每立方厘米 g cm3 密度的單位 千克每立方米 Kg m3 克每立方厘米 g cm3 密度 1g cm3 1 10 6m3 10 3kg 103kg m3 單位換算 1立方米的水的質量為1 0 103千克 即 想一想 你能解釋出它們的物理意義嗎 7 9 103 m32 7g cm3 同種物質密度相同 與其質量 體積無關 不同種物質密度一般不同 密度是表示物質特性的物理量 能用它區分物質 密度的物理意義 更上一層樓 鐵的強度比鋁大 可是飛機的外殼卻常用鋁合金制造 為什么 汽車冷卻液是水 在北方的冬天水易結成冰 損壞冷卻系統 如果一杯水全部結成冰 那么 A 質量 體積 密度都不變B 質量不變 體積和密度都變大C 質量不變 體積和密度均變小D 質量不變 體積變大 密度變小 下列說法正確的是 A 密度越大的物體 質量越大 B 體積越小的物體 密度越大C 體積越小的物體 質量越大D 質量相等的不同物質組成的實心物體 體積大的密度小 如圖是A B兩種物質的質量與體積的關系圖 則 六 需要注意的幾個問題 1 關于質量和密度兩個概念的區別 質量是物體的特性 而密度是物質的特性 如一瓶汽油用去一半 剩下一半的質量只是原來的二分之一 但密度卻不變 一個物體的質量不隨溫度變化 但密度卻隨溫度變化 如一瓶水 溫度由0 升到4 體積變小 質量不變 密度要變大 由4 升到100 體積變大 質量不變 密度變小 故4 的水密度最大 一個物體的狀態發生變化時 質量不變 因為體積要發生變化 所以密度要發生變化 如一塊冰化成水后 密度由變成但質量不發生變化 所以體積要變小 2 關于對密度公式的理解 同一種物質密度相同 物體的質量與它的體積成正比 即當 一定時不同的物質密度不同 在體積相同的情況下 物體的質量與密度成正比 即當V一定時不同的物質密度不同 在質量相同的情況下 物體的體積跟密度成反比 即當m一定時 七 習題類型例說1 鑒別物質例1一個表面是銀的湯勺 質量為52 5g 把它放在量筒中 水面由30mL升至35mL處 已知則此湯勺是否是純銀的 解 根據得 即 所以湯勺是純銀的 分析此題是鑒別物質種類的習題 應根據已知條件求出密度 然后與純銀的密度相比較就可以了 例2一只鐵球質量是3kg 體積是試判斷此鐵球是空心的還是實心的 已知鐵的密度是 分析 這類問題一般有三種解法 第一種解法是比較密度法 利用密度公式求出鐵球的密度 然后與鐵的密度相比較 若則球是實心的 若則球是空心的 第二種方法是比較體積法 假設質量是3kg的鐵球是實心的 利用密度變形公式求出其體積 然后與比較 若則球是實心的 若則球是空心的 第三種方法是比較質量法 假設體積為的鐵球是實心的 利用密度變形公式求出其質量與球的質量相比較 若則球是實心的 若則球是空心的 具體解法如下 解法一 比較密度法 即故此球是空心的 解法二 比較體積法 根據得設質量是3kg的球是實心的 則又而即所以