北师大版初中物理八年级上册物质的密度新材料及其应用基础知识讲解

1、精品文档用心整理物质的密度新材料及其应用(基础)【学习目标】1 .掌握密度概念、公式和单位。并会密度单位之间的换算；2 .知道密度是物质的一种特性，不同物质的密度一般不同；3 .会查密度表，记住水的密度值及其含义；4 .能运用公式P=£及变形计算；5 .会用天平和量筒测固体与液体的密度；6 .能够用密度知识解决简单的问题；7 .了解纳米材料、“绿色”能源、记忆合金等新材料及其应用。【要点梳理】要点一、密度1、概念：有某种物质组成的物体，其质量与体积的比值是一个常量，它反映了这种物质的一种特性。物质不同，其比值一般不同。在物理学中，把这种比值叫做这种物质的密度。要点诠释：(1)每种物质

2、都有它确定的密度，即对于同种物质，它的质量与体积的比值是一个常数。如：所有的铝制品的密度是相同的。不论它的体积多大、质量多少，单位体积的铝的质量是不变的；(2)不同的物质，其密度一般不同，即其质量与体积的比值一般也不同。平时习惯上讲“水比油重”就是指水的密度大于油的密度，在相同体积的情况下，水的质量大于油的质量；(3)密度与物体的质量、体积、形状、运动状态等无关，与物体的种类和物态有关，还受温度的影响。2.密度的公式：nm,.一一、P=V式中的m表木质量，V表布体积，P表不密度。要点诠释：(1)同种物质，在一定状态下密度是定值，它不随质量大小或体积大小的改变而改变。当质量(或体积)增大几倍时，

3、其体积(或质量)也随着增大几倍，而比值是不变的。因此不能认为物质的密度与质量成正比，与体积成反比；(2)同种物质的物体，体积大的质量也大，物体的质量跟它的体积成正比，即当P一定时，也="；m2V2(3)不同物质的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量也大，物体的质量跟它的密度成正比，即资料来源于网络仅供免费交流使用当V一定时,精品文档用心整理;在质量相同的情况下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比,即当m一定时，=o右A3,密度的单位：国际单位是千克/米3(kg/m3),常用单位有克/厘米3(g/cnb它们之间的换算关系：1g/cm3=103kg/m3。物理意义：铝的密度

4、为2.7x103kg/n3,表示每立方米的铝的质量为2.7x103kgo要点二、测量固体和液体的密度1,固体的密度：固体的质量可直接用天平称得，外形不规则物体的体积可通过“排水法”来测定，然后，根据密度定义求得密度。步骤：(1)用天平测出石块的质量m;(2)向量筒内倒入适量的水，测出的水的体积V1；(3)把石块放入量筒中，测出石块和水的总体积V2；(4)算出石块的体积V=V2-V1；第P=(5)利用公式V算出石块的密度。2,液体的密度：先测液体和容器的总质量，然后倒入量筒中一部分液体，并测出这部分液体的体积，再称出容器与剩余液体的总质量，两者之差就是量筒内液体的质量，再用密度公式求出液体的密度

5、。步骤：(1)用天平测出烧杯和盐水的总质量m1；(2)将烧杯中的盐水倒入量筒中的一部分，记下体积V;(3)用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m2,算出量筒中盐水的质量m=m1-m2；mP(4)利用公式V算出盐水的密度。mP要点诠释：测量的原理：根据v可知，用天平测出物体的质量，用量筒测出物体的体积V,就可以求出它的密度。要点三、密度知识的应用由密度公式P=m变形可得m=PV和V=m两个公式。这三个公式代表密度知识有三个方面的应用。V:1,鉴别物质要知道一个物体是什么物质做的，只要测出它的密度，再查阅密度表，看测得的密度值与何种物质的密度相近。如测算出某物质的密度是2.6X103kg/n3,通过查

6、密度表，知道这种物质是花岗岩。2,计算物体的质量资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理对于不便于直接测质量的物体，只要知道这个物体是由什么物质组成的，就可通过查密度表，查出这种物质的密度，再想办法测算出它的体积，根据公式m=pV,就能算出该物体的质量。如：要测算块大理石碑的质量，大理石的密度可以查表得到，大理石的长、宽、高可以用刻度尺测量，算出大理石的体积，应用公式m=pV,就可算出大理石的质量；3.计算物体的体积对于不便于直接测量体积的物体，如形状不规则的铁制螺钉，可以用天平测量出螺钉的质量，铁的密度可以从密度表中查出，根据公式V=m,就可算出螺钉的体积；P要点诠释：密度计算一般要做

7、到“四有”：有必要的文字说明、有公式、有运算过程、有单位。密度计算的一般步骤：确定已知条件并统一各物理量的单位；分析未知量所对应的条件；选择适当的公式进行计算。要点四、新材料及其应用1 .纳米材料及其应用：我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度，知道了纳米这个单位。这个单位实在是太小了，过去我们在生活中没有关注它，但现在却成了人们谈论的热门话题。原因是人们发现，将某些物质的尺度加工到1100nm,它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。纳米抗菌奶瓶纳米防水布纳米防水材料应用：(1)洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合，就具有抑制细菌生长

8、的功能。(2)普通领带的表面经过纳米方法处理后，会有很强的自洁性能，不沾水，也不沾油。(3)用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性，用于制造发动机的缸体，汽车会跑的更快。2 .“绿色”能源及其应用：人类一直在寻找各种高效和“绿色”的能源，新材料在这方面扮演了重要的角色。用锂作电极制造出锂电池有，具有体积小、质量轻、能够多次充电，对环境污染小等特点，已经被广泛地应用于移动通信、小型摄像机等设备上。并且完全不会造成污染。近年来开发的多晶硅和非晶硅材料，能够制造出大面积的太阳能电池，发电的效率提高、成本下降，1m3的面积可以提供100多瓦的电力。人造卫星离不开它，资料来源于网络仅供免费交流使用精品

9、文档用心整理家庭生活中也可以使用它。氢燃料电池是使用化学元素氢制造成的储存能量的电池。氢燃料电池具有无污染、无噪声、高效率的优点，是汽车等动力设备名副其实的“绿色燃料”。锂离子电池硅太阳能电池氢燃料电池3 .记忆合金及其应用：科普博览会上有一种神奇金属花。灯光一照就绽开，关上灯又会闭合。它的花瓣是用一种特殊的金属片一一记忆合金制成的，它原本是开放的，后来被弯成合拢的，当用灯泡把它加热到一定的温度时，就自动恢复原状，表现了它具有“记忆”能力。记忆合金的主要成分是馍和钛，它独有的物理特性是：当温度达到某一数值时，材料内部的晶体结构会发生变化，从而导致了外型的变化。记忆合金制成的"花柒&q

10、uot;记忆合金制成的弹簧应用：现在已经有多种形状的记忆合金医用支架，用于外科手术。还可以将记忆合金制成的弹簧安装在热水器的出水阀门内，当水温超过某一温度（例如80C）时，弹簧自动伸长，将阀门关闭而停止出水,避免发生烫伤人的事故。【典型例题】类型一、物体的质量与体积的关系1、为研究某种物质的特性，小明同学测得六组数据，填在下表中:序号物体质量m/g体积v/cm3（质量/体积）/（g/cm3）1铝块154202铝块2108402.73铝块3162604铁块115820资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理5铁块2316407.96铁块347460（1） 将表中空白处填写完整；（2） 比较

11、1、2（2与3、1与3）这两组数据，可得出结论：（3） 比较1、4（2与5、3与6）这两组数据，可得出结论：。【答案】（1）2.72.77.97.9（2）同种物质的质量与体积的比值相同，质量与体积成正比。（3）体积相同的不同物质，它们的质量与体积的比值不同。【解析】根据1、2、3或4、5、6可看出，同种物质的体积增大几倍其质量也增大几倍，但质量与体积的比值是不变的，并且进一步看出不同物质（铝与铁）的质量与其体积的比值是不同的。【总结升华】同种物质的质量与体积的比值相同，这表明物质有一个特性，即质量与体积成正比，这个比值就是密度。举一反三:【变式】（2015?宜州市一模）如图是A、B、C三种物质

12、的质量m与体积V的关系图线，由图可知,A、B、C、三种物质的密度pA、pB、A. pA>pB>pC,且pA>p水C.pAvpBvpC,且pA>p水pC和水的密度p水之间的大小关系是（）B. pA>pB>pC,且pC>p水D.pAvpBvpC,且pC>p水Vcm-【答案】A类型二、密度的概念a2、（2015?峰城区校级模拟）关于密度，下列说法正确的是（）A.密度与物体的质量成正比，与物体的体枳成反比B.密度与物体所处的状态无关C.密度与物体的温度无关D.密度是物质的特性，与物体的质量和体积无关【思路点拨】密度是物质本身的一种特性，同种物质（状态不变

13、）密度一定，与质量、体积大小无关.。【答案】D【解析】A、密度与物体的质量和体枳无关，故A错误；B、密度与物体所处的状态有关，例如，水结冰后，密度变小，故B错误；C、密度与物体的温度有关，例如，一定质量的气体受热，体积变大，密度变小，故C错误；D、密度是物质的特性，与物体的质量和体积无关，故D正确.故选D。【总结升华】此题考查的是我们对密度物理意义的理解和应用，需要清楚的是：气体密度受温度和气压影响明显，是变化的。资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理举一反三：【变式】蜡烛在燃烧过程中，它的（B.质量变小，体积变小，密度不变D.质量、体积、密度都变小A.质量不变，体积变小，密度变大C.

14、质量变小，体积不变，密度变小【答案】B03、（多选）关于物质的密度下列说法中，正确的是（）A同一种物质的密度是不变的B、在一定条件下同一种物质的密度可能不同G不同物质的密度一定不相同D、不同物质的密度可能不相同【答案】BD【解析】密度是物质的一种特性，为单位体积物质的质量，密度与物体无关。由某种物质组成的物体，在状态不变时，体积增大几倍，质量也增大几倍，质量与体积的比值（即密度）不变，但是物体所处的状态变化时，质量不变，体积变化，质量与体积的比值一一密度也随之发生变化。一般来说同种物质，质量一定时，固体时体积最小，气体体积最大，所以，一般情况同种物质，固态时密度最大，气态时密度最小。故AB选项

15、中B对。密度是物质的一种特性，每种物质在一定状态下有一个确定密度，不同物质的密度有可能相同。选项CD中D对。【总结升华】密度是物质特性，不同物质的密度一般不同，同种物质的密度随状态、温度而变化。举一反三：【变式】下表给出了在常温常压下一些物质的密度，阅读后请判断下面一些结论，其中正确的是（）A、固体的密度都比液体的大B、不同的物质，密度一定不同C、同种物质在不同状态下，其密度不同DK质量相等的实心铜块和实心铅块，铜块的体积比铅块小【答案】C物质密度ckg-m-3)物质密度(kg-ni-3)臾水1.0x10-冰0.9x10-煤油0.8x10-千松本0.5*10酒精0.&*103铜09x1

16、03水银13.6«103铅113*103类型三、密度的测量2016?重庆中考）小杜同学在长江边的鹅卵石，他用天平和量筒测量鹅卵石的密度。（1）他设计了下列实验步骤：用调节好的天平测出鹅卵石的质量m;向量筒中倒进适量的水，读出水的体积Vi；根据密度的公式，算出鹅卵石的密度p;将鹅卵石浸没在量筒内的水中，读出鹅卵石和水的总体积V2。他应采用正确的实验步骤顺序为（选填下列选项前的字母）。A、B、C、D、资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理甲乙向（2）如图甲所示，小杜在调节天平横梁平衡过程中的操作错误是。（3）小杜纠正错误后，重新调节天平平衡并测量鹅卵石的质量，当天平平衡时右盘祛码

17、和游码如图乙所示，鹅卵石的质量为g;由图丙和丁可知鹅卵石的体积是cm3,计算出鹅卵石的密度为g/cm3。（4）若鹅卵石磨损后，它的密度将（选填“变大”“变小”或“不变”）。（5）用量筒测量水的体积，读数时视线应与液体凹面的底部,若小杜在图丙中读数正确，在图丁中读数时视线仰视，所测得鹅卵石的密度将（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。【思路点拨】（1）用天平测量固体密度（大于水的密度）的步骤：天平放在水平面上，游码归零，调节天平的横梁平衡；用天平测量固体的质量；量筒中倒入适量的水，测量水的体积；把固体浸没在水中，测量水和固体的总体积；根据密度公式，计算固体的密度。（2）在称量物体的质量之前，要调节

18、天平的平衡螺母使横梁平衡，平衡螺母向上翘的一端移动。在称量物体的过程中，要增减祛码或移动游码来使天平的横梁平衡。（3）鹅卵石的质量由祛码的质量和游码所对的刻度值之各读出。鹅卵石的体积由量筒中水的体积和放入鹅卵石后的总体积算出，最后算鹅卵石的密度。（4）密度是物质本身的一种特性，与质量和体积无关。（5）用量筒量取液体时，量筒要放平，读数时视线应与凹液面的最低处相平；如果仰视液面，读数比实际偏小，若俯视液面，读数比实际偏小；据此结合密度公式进行分析解答。【答案】（1）A;（2）游码没移到标尺左端的零刻度线上；（3）27;10;2.7;（4）不变；（5）偏大【解析】（1）经分析得，测量鹅卵石的密度的

19、骤为：用调节好的天平测出矿石的质量m；向量筒中倒进适量的水，测出这些水的体积V"将鹅卵石浸没在置筒内的水中，测出鹅卵石和水的总体积V2；根据密度的公式，求出鹅卵石的密度p;故选A;（2）托盘天平使用时，首先要调节横梁平衡，在调节横梁平衡前，要用镣子将游码移到标尺左端的零刻度线处，而在图示调节横梁平衡的过程中，游码仍在标尺的中间，没有移到标尺左端的零刻线处。（3）由图知，标尺的分度值为0.2g,祛码的质量为20g、5g,游祛所对的刻度值为2g,则鹅卵石的质量m=20g+5g+2g=27g。量筒中水的体积为10cm3,放入鹅卵石后的总体积为20cm3,则石子的体积V=20cm3-10cm

20、3=10cm3。则鹅卵石的密度：p=m/V=27g/10cm3=2.7g/cm3=2.7X103kg/m3。（4）密度是物质本身的一种特性，与质量和体积无关.该鹅卵石磨损后，它的密度将不变。（5）量筒读数，视线与液面底部相平，若仰视读数，读数比实际偏小；根据p=m/V可知，m不变，V偏小，则所测得鹅卵石的密度将偏大。【总结升华】本题考查了天平的调节、量筒读数、天平的读数、固体密度的测量方法等，掌握原理，学习中学会以不变应万变。资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理举一反三:【变式】如图是某实验小组同学测定一种未知液体密度的三次正确操作情境，请你对照图中情况，完成卜表的实验记录。乙液体和

21、烧杯的总质里/g剩余液体和烧杯质鱼/g量筒中液体的体3积/cm/(被测液体的密度-3kgm)3【答案】12371401.3X10类型四、密度的应用5、某金属板长1m范50cm,厚8mm测得其质重是35.6kg,问这可能是什么金属?【答案与解析】V=1rtK0.5mx0.008m=0.004m3m=35.6kgp=8.9xIOfc/mV0004/经查密度表与铜的密度相同，所以此金属可能是铜。【总结升华】判断是什么金属，可以先求出它的密度，然后查密度表对照，便可知是什么金属。举一反三：【变式】“霸王举鼎”是宿迁市的标志性雕塑之一。这段历史故事已被搬上荧屏。剧中大鼎的道具最适合用下列哪种材料制作()

22、A、石头B、铁C、铜D、泡沫塑料【答案】D6、有一捆质量8.9kg,横截面积为2X10m粗细均匀的金属丝。小红想知道这捆金属丝的长度，她选了一条同规格、同材料的短金属丝来间接测量这捆金属丝的长度，经测量得知短金属丝白长为1m质量为0.178kg。求：(1)这捆金属丝的总长L;(2)此金属丝的密度p。【思路点拨】根据题意可采用比例法求金属丝的总长。同种物质密度一定，质量与体积成正比即：资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理Vm二一；又因为这捆金属丝与选取的金属丝规格相同，即横截面积相同，所以它们的质量与它们的长Vimi度成正比即：L=m=L=Tl1；（2）根据第（1）问中求出的总长和横截面积可以算出这捆金属丝Limimi的体积V=sL,然后用根据公式P=上算出密度。v【答案】解：f1）金雇蛇的总长度：:50m:m口17BAgI2）金尾丝的总体相：SL=