一种物质的质量与体积的比值是一定的.由相同物质构成的物体,如果体积大,质量也大;如果体积小,质量也小.例如,一盒相同的粉笔,两支粉笔的体积是一支粉笔的体积的2倍,两支粉笔的质量也是一支粉笔的质量的2倍;反之,用了一半的粉笔的体积是一支完整粉笔的
,则这支用了一半的粉笔的质量也是一支完整粉笔的
.这就是物质的一个很重要的特性--密度.
密度的单位是一个复合单位,它由质量的单位和体积的单位组合而成的.我们除熟练掌握单位间换算外,还要记住一些常见物质密度的大小,诸如,水的密度为1.0×103㎏/m3,金的密度比银大,铜的密度比铁大等等.
同时,我们在实际计算当中,要特别注重格式,写出必要的公式、公式变换、单位、文字说明,还要有必要的计算过程.
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[例1]下表中记录的内容是小梅同学学习密度概念时做的实验记录,请你根据表格中记录的相关内容与数据,进行分析比较:
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铁块1 |
79 |
10 |
7.9 |
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铁块2 |
158 |
20 |
7.9 |
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铝块1 |
27 |
10 |
2.7 |
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铝块2 |
54 |
20 |
2.7 |
⑴从上表中,我们可以看出,铁和铝两种不同物质的相同点是:_____________________________________________.铁铝两者不同点又是:___________________________________.
⑵从上表中,我们可以看出,铁的密度为__________________________,铝的密度为___________________________.
⑶根据这个实验结果,请你分析并回答:为什么说密度是物质的特性?
____________________________________________________________________.
[分析]⑴相同点:它们的质量都跟其体积成正比,或者说
的值都是一个常数.不同点;铁与铝两种物质的
的值不相同.
⑵7.9 g/cm-3,2.7 g/cm-3.
⑶从结果可以看出,同种物质的密度相同,不同物质的密度不同,物质的密度只由物质的种类来决定,与物质的质量和体积无关,所以说密度是物质的特性.
『指导』比较与分析是物理学习与研究中经常用到的基本方法.比较是分析的前提和基础,只有全面、正确地比较,才能深入、细致地分析,才能总结出规律性的东西.
如在本例中,铁块1和铁块2,铝块1和铝块2,它们的质量与体积各不相同,铁块与铝块的物质种类不同,在这众多的不同中,我们发现了一个共同特点,即铁块的
的值相同,铝块的
值也相同.像这样在众多不同的对象中找出其相同特点的比较方法叫异中求同法.
在上述比较中得出的相同点的基础上,我们进一步比较,发现铁的
值与铝的
值不相同.像这样在相同或相似的几个对象中找出其不同点的比较方法叫同中求异法.
分析上述比较结果,
的值相同,是由于物质相同,与
或
的大小无关;
的值不同,是由于物质不同.因此,
的值反映了物质的一种特性,这就是物质的密度,即密度是物质的一种特性.
在这里,我们还要注意一点:质量是物体的一种属性,密度是物质的一种特性,“属性”和“特性”不能混为一谈.“属性”是物体本身固有的不随外部条件变化而变化的一种性质,它具有不变的唯一性.而“特性”是指外部条件不变时所具有的一种性质,正如课本上所介绍的一些常见物质密度,无论是固体、液体还是气体,后面都注明是在何种条件下时的密度,因为当外部条件变化时,“特性”也随之变化.
[例2]小明用一个最多能装5㎏水的塑料桶装满豆油,则桶内豆油的质量( )
A.大于5㎏ B.小于5㎏
C.一定等于5㎏ D.可能等于5㎏
「分析」据题中所述,装水与装豆油是同一个塑料桶,容积是不变的,所以装满水的体积与装满豆油的体积相同,有
.查常见液体密度得知,
,再根据密度公式
,就有
.即
,答案选B.
[例3]体积为30cm3,质量为178g的空心铜球,如果在其空心部分铸满铝,问铝的质量为多少?(
,
)
「分析」此题是空心问题,我们应先求出材料铜的体积,再求空心部分体积,其中铝的体积跟空心部分体积相等,这样,铝的质量就能求出来.解答如下:
,
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自主研练
⒈金属的质量是6750千克,体积是2.5米3,这块金属的密度是________.
⒉质量相同的铝和铅相比较,________的密度大,________体积大.
⒊质量是21.6g的蜡,体积是24cm3,蜡的密度是____________㎏/m3,将这块蜡切掉一半,剩下的蜡块的密度是____________㎏/m3.
⒋如图10-3所示,三个完全相同的容器中,分别装有质量相同的水、煤油和浓硫酸,则____________容器中装的是浓硫酸,____________容器中装的是水,____________容器中装的是煤油(
,
).
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⒌一块金属的密度为
,质量为
,把它分割成三等份,那么每一份的密度和质量分别为( )
A.
,
B.
,![]()
C.
,
D.
,![]()
⒍我们常说的“铁比棉花重”,其正确含义是( )
A.铁比棉花质量大 B.铁比棉花体积大
C.铁比棉花密度大 D.以上说法都不对
⒎蜡烛在燃烧的过程中,它的( )
A.质量不变,体积变小,密度变大
B.质量变小,体积变小,密度不变
C.质量变小,体积不变,密度变小
D.质量变小,体积变小,密度变小
⒏现有质量相等,半径相同的空心铜球、铁球和铝球各一个(
),则空心部分体积最大的球是( )
A.铜球 B.铁球
C.铝球 D.条件不足,无法判断
⒐一个质量为0.3千克的水壶,装满水后总质量为0.8千克,装满另一种液体时总质量为0.7千克,则这种液体的密度是( )
A.1.4×103千克/米3 B.0.875×103千克/米3 C.0.8千克/米3 D.0.8×103千克/米3
⒑一个烧杯质量是50g,装了体积为100mL的液体,总质量为130g,求该液体的密度.
⒒一个质量为158g、体积为32cm3的铁球,请你就所学知识检验其是实心的还是空心的?如果是空心的,其空心体积为多大?
⒓有一只玻璃瓶,它的质量为0.1㎏.当瓶内装满水时,瓶和水的质量为0.4㎏,用此瓶装金属颗粒若干,瓶和金属颗粒的总质量为0.8㎏,若这时在装金属颗粒的瓶中再装水至满时,瓶、金属颗粒和水的总质量为0.9㎏.求:
⑴玻璃瓶的容积;
⑵金属颗粒的质量;
⑶金属颗粒的密度.