6.2 密度
1、密度的概念
(1)物质的特性:同种物质的不同物体,质量与体积的比值是_________的;不同物质的物体,质量与体积的比值一般是_________的。
(2)定义:某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的___________。
(3)密度是表示物质本身特性(不同物质单位体积的质量不同)的物理量。
(4)表达式:___________。绝不能认为密度与质量成正比,与体积成反比。
(5)密度公式的意义包含有:
①不同物质的物体,质量相等时,密度较大的物体其体积较小,如:质量相等的铜块和铁块,铜块体积___________铁块体积。即当质量相等时,体积跟密度成____________。
②不同物质的物体,体积相等时,密度较大的物体其质量较大。如:同一个瓶装满水和装满油相比较,装满水的质量__________。即当体积相同时,质量跟密度成____________。
2、密度的单位及换算
(1)在国际单位中,质量单位是__________,长度单位是m,体积单位就是__________。
(2)根据密度计算公式可知密度单位是_________。水的密度是1.0×103 kg/m3,其读法是:1.0×103千克每立方米。意义是:1 m3的水,质量是1.0×103 kg。
(3)在常用单位中、质量单位经常取g,体积单位经常取cm3(即mL),因此常用密度单位是g/cm3。它与国际单位的换算关系是:
1 g/cm3==103 kg/m3。
3、关于质量和密度两个概念的区别
质量是物体的属性,而密度是物质的特性。如一瓶汽油用去一半,剩下一半的质量只是原来的二分之一,但密度却不变。一个物体的质量不随环境温度变化,但密度却随温度变化,如一瓶水,温度从0 ℃升到4 ℃,体积变小,质量不变,密度要变大,由4 ℃升到100 ℃,体积变大,质量不变,密度变小,故4 ℃的水密度最大。
4、密度表揭示了大部分常用物质的密度
①气体的密度比固体和液体的密度小1 000倍左右。
②不同物质的密度一般__________,这说明密度是每种物质自身的特征。不随物体的大小、轻重等因素变化。
③同种物质的状态发生变化的时候,它的密度也将发生__________。例如:水凝固成冰。
④不同物质的密度也有相同的情况。例如:冰和蜡;煤油和酒精。但是这并不影响鉴别物质,因为密度虽然是物质的特性,但不是唯一的特性。
⑤对密度,并不能认为固体的密度一定比液体的密度大。例如:液体水银的密度就大于固体铜、铁、铝等密度。
答案:相同 不同 密度 ρ=m/V 小于 反比 大 正比 kg m3 kg/m3 不同 变化
同步练习
一、单选题
1.下面关于质量和密度的说法正确的是( )
A.根据密度公式ρ=,所以密度与质量成正比
B.密度是物质的一种特性,所以水结成冰后,密度不变
C.日常生活中常说“铁比棉花重”,所以铁的质量一定大于棉花的质量
D.质量是指物体所含物质的多少,王亚平带到空间站的苹果的质量没有变化
2.关于密度公式ρ=,下列说法正确的是( )
A.物质的密度跟它的质量成正比
B.物质的密度跟它的体积成反比
C.物质的密度跟它的质量成正比,且跟它的体积成反比
D.密度是物质的一种特性,与物体的质量和物体的体积无关
3.甲、乙两种物质的质量与体积关系m-V图象如图所示,甲、乙密度之比为( )
A.2:1 B.1:2 C.3:1 D.1:3
4.为测量某种液体的密度,彪彪利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量及液体的体积V,得到了几组数据并绘出了m-V图象,如图所示。下列说法正确的是( )
A.该液体密度为2g/cm3
B.该液体密度为1.5g/cm3
C.量杯质量为20g
D.80cm3的该液体质量为100g
5.如图所示,是三个完全相同的圆柱形容器,现将质量相等的酒精、硫酸和盐水分别装在这三个容器中(ρ硫酸>ρ盐水>ρ酒精),则甲、乙丙三个容器中依次分别装的是( )
A.硫酸、酒精、盐水 B.盐水、酒精、硫酸
C.酒精、硫酸、盐水 D.硫酸、盐水、酒精
6.下面列举的语句都蕴含着深刻的哲理,如果从物理学角度来解读,也别有生趣,其中分析不正确的是( )
A.“只要功夫深,铁棒磨成针”,此过程中铁棒的质量减小
B.“蜡炬成灰泪始干”,蜡烛燃烧时的体积减小
C.“锲而不舍,金石可镂”,镂后金石的密度不变
D.“人往高处走,水往低处流”,水流的过程中密度减小
二、填空题
7.新型冠状病毒疫情持续影响人们的生活,人们更加关注健康卫生问题。某医院急诊室的氧气瓶中(瓶上标有5L字样),氧气的密度为5.4kg/m3,则瓶中氧气质量为 kg;给急救病人供氧用去了氧气质量的一半,则瓶内剩余氧气的密度是 kg/m3。
8.在“探究同种物质的质量和体积关系”的实验中,小明对甲、乙两种物质进行了探究。对实验数据进行处理,得到了如图所示的图象。由图象得到的信息可知:其中密度较小的是 (选填“甲”或“乙”),甲的密度为 g/cm3,乙的密度为 kg/m3。
9.丹顶鹤立立跟同伴打架,失去了上喙。华南理工大学技术团队利用3D打印做出塑料上喙的大致模样,接着手工打磨得到形状完美的塑料上喙,打磨过程中塑料上喙的质量 、密度 。又根据塑料上喙铸造得到同形状的金属钛上喙,帮助立立重获长久捕食能力。从塑料上喙到金属钛上喙,质量增加68g,已知ρ塑料=1.1×103kg/m3,ρ钛=4.5×103kg/m3,立立上喙的体积为 cm3。
10.新冠疫情期间,某医院急诊室的一个氧气瓶充满氧气,在给急救病人供氧时用去了一半氧气,则氧气瓶中剩余氧气的质量 ,密度 (两空均选填“变大”、“不变”或“变小”)。
三、计算题
11.用瓶子盛某种液体,测出装入液体的体积V与液体和瓶子的总质量m,画出m-V的关系图像如图所示。(g取10N/kg)求:
(1)这个瓶子的质量为多少g?
(2)该液体的密度是多少g/cm3?
(3)如果在这个瓶子里装60cm3的这种液体,液体与瓶子的总重力为多少?
12.一辆油罐车中装了30m3的油料,小明想知道所装油料的质量,但不知道其密度大小,便从车上取出30cm3的油料,测得其质量为24g。求:
(1)这种油料的密度ρ油是多少?
(2)油罐车上所装油料的质量m总是多少kg?
13.如图所示,两个完全相同的圆柱形容器甲和乙放在水平面上(容器足够高),分别装有质量相等的水和酒精,容器的底面积为,容器内水的深度为0.1m。(已知 、、)
(1)容器甲中水的质量。
(2)求乙容器中酒精的体积。
(3)将2700g铝块浸没在酒精中,将一块冰块放入水中,质量未知的冰块全部熔化变成水时,发现两个容器中液面一样高,求冰块的质量。
参考答案
1.D
2.D
3.C
4.C
5.A
6.D
7. 2.7×10﹣2 2.7
8. 乙 1.5 0.67×103
9. 变小 不变 20
10. 变小 变小
11.解:(1)读图可知,当液体体积为0时,即瓶子中没有装液体时,质量m=40g,即为瓶子的质量。
(2)读图可知,当体积为50cm3时,液体质量
m=100g 40g=60g
则液体的密度
(3)装60cm3的这种液体,液体的质量由可得
m′=ρV′=1.2g×60cm3=72g
液体与瓶子的总质量为
m总=72g+40g=112g
答:(1)空瓶子的质量是40g;
(2)这种液体的密度是1.2g/cm3;
(3)如果在这个瓶子里装60cm3的这种液体,液体与瓶子的总质量为112g。
12.解:(1)取出的油料密度为
密度是物质的一种特性,故这种油料的密度为
(2)由密度公式得油罐车所装油料的质量为
m总=ρ油V总=0.8×103kg/m3×30m3=2.4×104kg
答:(1)这种油料的密度是;
(2)油罐车上所装油料的质量是2.4×104kg。
13.解:(1)圆柱形容器甲中水的体积
V水=Sh=
由得容器甲中水的质量
(2)由题意知,圆柱形容器乙酒精的质量
由得容器乙中酒精的体积
(3)铝块的质量
m铝=2700g=2.7kg
由得铝块的体积
将铝块浸没在酒精中时的总体积:
因为冰块全部熔化变成水时两个容器中液面一样高,所以冰块全部熔化变成水时的总体积
则增加的水的体积
由得增加的水的质量
因为质量是物体的一种属性,故冰块全部熔化变成水时,虽然状态改变,但质量保持不变,所以冰块的质量
答:(1)容器甲中水的质量为1kg;
(2)乙容器中酒精的体积为;
(3)冰块的质量为。
