密度(1)定义:在物理学中,把由某种物质组成的物体的质量与其体积的比叫做这种物质的密度,用符号p表示。
(2)物理意义:密度是表示体积相同的不同物质,质量一般不同,这一物质特性的物理量。
物质的特性就是指物质本身具有的又能相互区别的一种性质。
(3)“密度是物质的特性”这句话有两种含义:①每种物质都有它确定的密度,对于同种物质组成的物体而言,物体的质量与体积成正比,所以无论物体的质量、体积怎样变化,质量与体积的比值是不变的,即物质的密度一定,与这种物质组成的物体的质量、体积无关。
②不同的物质,其密度一般不同。
平时习惯上讲“铁比木头重”是指铁的密度大于木头的密度,在体积相同的情况下,铁的质量大于木头的质量。
“特性”是指外部条件不变时所具有的一种性质,当条件变化时”特性”也随之变化,例如物质密度与温度有关。
“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,例如质量是物体的属性。
密度是物质的一种特性,它与物体的体积、质量大小无关,与物体的状态、温度等有关。
密度仅仅是物质的特性之一,物质的特性除密度以外,还有形状、状态、颜色及硬度等,有些物质密度虽然相同,但属不同物质,因此,不能认为密度相同就一定是同种物质,只能说不同物质,密度一般不同。
要正确鉴别物质,除依据密度外还应借鉴物质其他的一-些特性。
(4)密度公式:p=vm 式中的m 表示质量,V 表示体积,p 表示密度。
公式表示的意义是:某种物质的密度等于该物质的质量与体积的比。
此式是求物质密度大小的计算式。
同种物质,其密度在一定状态下是一个定值,且不随质量或体积的改变而改变。
密度公式只能表明密度ρ等于质量m 与体积V 的比值,不能说明ρ的大小随m 和V 的变化而变化。
物理学中的定义式与数学中的比例式是有区别的,定义式中各量之间除了数量关系外,更重要的是有特定的物理含义。
因此,理解物理公式,不能只看各物理量之间的数学关系,更重要的是要理解各物理量特定的物理含义。
(5)国际单位制中密度的单位是由质量的单位和体积的单位组合而成的,国际单位制中质量的单位是千克(kg),体积的单位是立方米(m 3),则密度的单位就是千克/米3,读作千克每立方米,符号是kg/m 3。
(6)密度的常用单位还有克/厘米3(g/cm 3)。
1g/cm 3=1000kg/m 3,其换算过程为:1g/cm 3=3631010m kg --=lx103kg/m'。
(7)运用密度公式p=vm 计算物体密度时,如果:①m 的单位为kg,V 的单位为m 3,则ρ的单位为kg/m 3;②m 的单位为g. V 的单位为cm 3,则p 的单位为g/cm 3。
例②关于密度的公式p=中,下列说法中正确的是( )A.密度是物质的一种特性,决定于物质的类别B.由公式可知,密度与质量成正比,与体积成反比C.物体的质量越大,其密度就越大D.不同的物质密度一定不同,固体的密度一定比液体的密度大解析:密度是物质本身的一种特性,与物质的种类、状态有关,故A正确;密度是物质本身的一种特性,对于同种物质,密度是确定的,与质量、体积无关,故B错误;物体的质量越大,因体积不确定,则密度大小不能确定,故C错误;不同物质的密度一般不同,但也有不同物质密度相同的,例如煤油、酒精的密度都是0.8x103 kg/m3 ;大部分固体的密度大于液体的密度,但也有液体密度大于固体密度的,如水银的密度大于铜、铁、铝的密度等,故D错误。
答案:A1.测形状不规则固体(不溶于水)的密度m(1)实验原理:p=v(2)实验器材:托盘天平(附砝码)、量简、水、细线、烧杯、待测物体。
(3) 实验步骤:①把天平放在水平工作台上,调节天平的横梁平衡,用天平称出被测物体的质量m;②在量简中加入适量的水,记下体积V;③用细线拴好被测物体,使其慢慢浸没在量简的水中,记下被测物体和水的总体积V2, (当物体在水中不下沉时,如木块,可采用助沉法),算出被测物体的体积V 物=V2-V1;④根据密度的公式计算出被测物体的密度12v v m 例③小杜同学在长江边捡到了一块漂亮的鹅卵石,他用天平和量简测量鹅卵石的密度。
(1)他设计了下列实验步骤:①用调节好的天平测出鹅卵石的质量m;②向最筒中倒进适量的水,读出水的体积V1;③根据密度的公式,算出鹅卵石的密度ρ;④将鹅卵石浸没在量简内的水中,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.①②④③B.①②③④C. ②③④①D.②③①④(2)如图5-3-5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,当天平平衡时右盘砝码和游码如图乙所示,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,它的密度将__________“不变,变大,变小”)。
(5)用量简测量水的体积,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”)。
答案:(1)A (2)调节天平平衡时游码没有归零(3)27 10 2.7(4)不变(5)在同一水平线上(相平)偏大2.测液体的密度液体的体积可以直接用量筒(或量杯)测出,而质量无法直接用天平称出,称量液体质量时一般先称出容器和液体的总质量,再将容器中的一部分液体倒入量筒中并记下其体积,然后称出容器和剩余液体的总质量,两者之差就是量简中液体的质量,最后根据公式p=VM,求得液体的密度。
(1)实验原理:p=vm(2)实验器材:托盘天平(附砝码)、量筒、烧杯待测液体。
(3)实验步骤:①把天平放在水平工作台上,调节天平的平衡螺母使横梁平衡,用天平称出烧杯和液体的总质量m1;②把烧杯中的一部分液体倒人量简中,记下量简中液体的体积V;③用天平称出烧杯和剩余液体的总质量m2,算出量简中液体的质量m=m1-m2;④根据密度公式计算出液体的密度p=v mm2 1例④小欣为了测量液体A的密度,进行了如下实验:(1)将天平放在水平台面上,把游码移到称量标尺的零刻度线处。
横梁静止时,指针指在分度标尺中央刻度线的左侧,如图5-3-6甲所示。
为使横梁在水平位置平衡,应将横梁右端的平衡螺母向_______________端移动。
(2)将液体A倒入量筒中,如图乙所示,则量筒中液体A的体积为_______________ cm3.(3)将量筒中的液体A全部倒入空烧杯中,把烧杯放在调节好的天平的左盘中,当右盘中砝码的质量和游码在称量标尺上的位置如图丙所示时,天平横梁再次水平平衡,则烧杯和液体A的总质量为_____________.(4)实验中测得所用空烧杯的质量为80g,根据上述实验数据计算液体A的密度为_____________kg/m3。
(5)该实验方案会造成测量结果比液体A的密度真实值____________(选填“偏大”或“偏小”)。
例➊(2018.山东滨州中考改编)如图5-3-7所示为水的密度在0~10℃范围内随温度变化的图像,下列分析判断错误的是( )A.温度等于4℃时,水的密度最大B.在0-4℃范围内,水具有热缩冷胀的特性C.温度分别为1℃和7℃的两杯水,其密度相同D.一杯水在2℃时的体积大于在10℃时的体积解析:A (V )由题图可知,在4 C时水的密度是最大的。
B (V)在0~4 C范围内,温度升高,水的密度变大,由p=可知,质量不变的情况下,水的体积会减小,故水具有热缩冷胀的性质。
C (V)由题图可知,水在1 C时的密度与7 C时的相同,密度与质量无关,即使质量不同,它们的密度仍然相同。
D(x )水在2 C时的密度大于10 C时的密度,同一杯水,质量一定,由V=”知,其在2 C时的体积小于在10 C时的体积。
答案:D例②(宁夏中考)小明想知道酱油的密度,于是他和小华用天平和量简做了如图5-3-8所示的实验。
(1)天平调节平衡后,测出空烧杯的质量为17g,在烧杯中倒人适量的酱油,测出烧杯和酱油的总质量如图甲所示;将烧杯中的酱油全部倒人量简中,酱油的体积如图乙所示,则烧杯中酱油的质量为___________g,酱油的密度为______kg/m3。
(2)小明用这种方法测出的酱油密度与真实值相比__________“偏大”或“偏小”)。
(3)小华认为不用量简也能测量出酱油的密度。
他进行了如下实验操作:①调好天平,用天平测出空烧杯质量为m0 ;②在烧杯中装满水,用天平测出烧杯和水的总质量为m1 ;③把烧杯中的水倒尽,再装满酱油,用天平测出烧杯和酱油的总质量为m2;则小华测出的酱油密度的表达式ρ=_______________ ( 已知水的密度为ρ.)。
(2018年湖南衡阳中考)为了测量某种液体的密度,小明取了适量这种液体德样品,进行了如图5-3-9所示德三种方案的实验(1)实验前小明将天平放在_____________台上,把游码放在零刻度处,发现指针指在分度标尺中央刻度线的左侧,要使横梁平衡,应将平衡螺母向__________(选填“右"或“左”)调节。
(2)实验记录数据:m1=30g,m2=52g,m3=52.8g, m4=________g (如图5-3-10中的甲),V1=_________mL(如图5-3-10中的乙),V2=10mL, V3=19mL,其中方案3液体密度大小为________g/cm3(3)分析比较上述三种实验方案,你觉得比较合理的应该是_________(选填“方案1”“方案2”或“方案3")。
例⑤(2018.广东深圳中考)“测量橙汁的密度”实验:(1)为了使测量结果更准确,下列实验步骤的合理顺序是___________(用字母表示)A.计算橙汁的密度B.用天平测出空烧杯的质量C.烧杯中盛适量的橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量D.调节天平平衡E.将烧杯中的橙汁全部倒人量简中,读出橙汁的体积(2)测量橙汁和烧杯总质量时,砝码和游码的位置如图5-3-11甲所示,则总质量为__________g(3)不用量筒,只需添加一个完全相同的烧杯和适量的水,也可以完成该实验。
实验步骤如下:A.用已调好的天平测出空烧杯的质量,记为m0;B.向一个烧杯倒人适量橙汁,用天平测出橙汁和烧杯的总质量,记为m ;C.向另个烧杯中倒人与橙汁等深度的水(如图乙),用天平测出水和烧杯的总质量,记为m2;D.橙汁的密度P橙汁=____________(水的密度用ρ水表示)。