第2节 密度（导学案）初中物理人教版（2024）八年级上册 第六章 质量与密度（原卷版）

第2节密度（导学案）【学习目标】1.理解密度的概念，掌握密度的定义式及其物理意义，形成对物质属性的基本认识。（物理观念）2.通过密度公式的推导和应用，培养逻辑推理和数学运算能力，学会运用科学思维方法分析实际问题。（科学思维）3.通过测量物质密度的实验，掌握使用天平和量筒测量质量与体积的技能，提升科学探究能力和实验操作能力。（科学探究）4.认识到密度知识在生活和生产中的广泛应用，体会科学服务于社会的价值，养成严谨求实的科学态度和勇于探索的科学精神。（科学态度与责任）【学习重点】密度的概念、定义式及物理意义，密度公式的推导和应用，测量物质密度的实验过程及操作技能。【学习难点】理解密度是物质的一种特性，与物质的种类和状态有关，与质量和体积无关；灵活运用密度公式解决实际问题，如鉴别物质、计算未知量等；实验过程中对误差的控制和分析，确保测量结果的准确性。【自主预习】阅读教材P144~147《第2节密度》，完成以下问题：1.密度的定义：某种物质组成的物体的与它的之比，叫做这种物质的密度，用符号表示。2.密度的公式：根据定义，密度的计算公式为，其中ρ表示密度，m表示质量，V表示体积。3.密度的单位：国际单位：千克每立方米，符号是，读作“千克每立方米”。常用单位：克每立方厘米，符号是，读作“克每立方厘米”。单位换算：1g/cm³=kg/m³。4.密度的物理意义：密度是物质的一种（选填“属性”或“特性”），同种物质的密度一般（选填“相同”或“不同”），与物质的质量、体积（选填“有关”或“无关”）；不同物质的密度一般（选填“相同”或“不同”）。例如，水的密度是1.0×10³kg/m³，其物理意义是。【探究新知】探究一、探究物质的质量和体积的关系如果一个铜块的体积是另一个铝块的2倍、3倍…那么它的质量也是另一个的2倍、3倍……吗?也就是说，同种物质的质量与它的体积成正比吗?【实验猜想】 根据我们的生活常识：（1）一桶水的质量大于一杯水的质量。（2）相同体积的石头比泡沫重。猜想：同种物质组成的不同物体，体积越大，质量越大，物体的质量与体积可能成正比。【实验思路】根据生活经验，同种物质的不同体积下，体积越大，质量越大。我们可以选用同种物质的不同体积下，研究其质量和体积间的数量关系。例如，取大小不同、外形规则的若干铝块(不同的实验组可选择铁块或木块)做实验。用天平测出不同铝块的质量，用刻度尺测量长、宽、高后计算出它们的体积。根据实验数据，研究铝块的质量与体积的关系。【实验设计】（1）取几个不同体积的的铝块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量长、宽、高，计算出它们的体积；（2）取几个不同体积的铁块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量长、宽、高，计算出它们的体积；（3）对实验数据进行分析，找出同种物质的质量与体积的关系。1.实验装置最大称量为200g的托盘天平（含砝码）1架、三个大小不同的正方体铝块、刻度尺。2.实验过程（1）将天平放在水平桌面上，并调节天平平衡;（2）用天平测量出铝块1的质量，并将数据填入表格;（3）用刻度尺测量铝块的棱长，算出其体积，并将数据填入表格；（4）重复上述步骤（2）（3），分别测量出铝块2和铝块3的质量与棱长，计算出体积并将数据填入表格；（5）分别计算出其质量与体积的比值，并将数据填入表格。物体m/gV/cm3质量体积（mV）/(g·cm铝块127102.7铝块254202.7铝块381302.73.分析论证（1）利用表格数据分析①铝块的体积增大为原来的几倍，其质量也增大为原来的几倍。②质量和体积的比值不变。（2）用图象分析 体积V为横坐标，质量m为纵坐标建立坐标系。在坐标纸上分别描出三个铝块的质量和体积的对应点和一个m=0，V=0的点，根据表中数据画出铝块的m-V图像，如图所示：由图像可知，这是一条过坐标原点的倾斜直线，即正比例函数图像。故铝块的质量与体积成正比。4.实验结论铝块质量与体积的比值不变，即铝块的质量与体积成正比。5.交流与合作如果用铜块做实验，我们也会发现，铜块质量与体积的比值不变，即铜块的质量跟体积成正比，但比值为8.9g/cm³，而不是2.7g/cm³。所以同种物质，质量与体积成正比且比值相同；不同种物质，质量与体积的比值一般不同。【典例1】小明用蜡块和干松木块探究质量与体积的关系，测得的实验数据如下表。分别画出蜡块和干松木块的质量m与体积V的关系图像。其中，蜡块的m−V图像是（选填“A”或“B”），分析图像A可以得到的结论是。实验序号蜡块干松木块体积V质量m体积V质量m①2.42.27.24.6②6.45.88.05.0③7.36.813.38.4④8.07.216.510.4探究二、密度1.定义：某种物质组成的质量与它的体积之比叫做这个物质的密度。密度用ρ表示，密度在数值上等于物体单位体积的质量。2.密度的公式：ρ=mV（其中ρ表示物体的密度，m表示 变形公式：m=ρV或V=3.密度的单位及换算： 国际单位：千克每立方米(kg/m3) 常用单位：克每立方厘米(g/cm3) 密度的单位换算：1g/cm3=1×103kg/m34.特别提醒：运用密度公式的注意事项（1）公式ρ=mV是密度的定义式，适用于所有物体(包括气体、液体和固体)（2）质量、体积和密度必须对应同一物态的同一物体.（3）单位统一，对应使用如下：质量体积密度千克(kg)克(g)立方米(m)立方厘米(cm)千克每立方米(kg/m3)克每立方厘米(g/cm3)5.对密度公式ρ

(1)密度是物质的一种特性，同种物质在一定状态下，密度是一个定值，与物体的质量、体积无关。不能认为与质量成正比，与体积成反比。(2)同种物质组成的物体，其质量与体积成正比。即m(3)不同物质组成的物体，在体积相同时，其质量与密度成正比，即m1(4)不同物质组成的物体，在质量相同时，其体积与密度成反比，即V16.密度的物理意义水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3，其物理意义为1m3水的质量为1.0×103kg。思考：铁的密度ρ铁＝7.9×103kg/m3，其物理意义又是什么呢？7.一些常见物质的密度8.密度计算的一般步骤：（1）确定已知条件并统一各物理量的单位；（2）分析求未知量所需要的条件；（3）选择适当的公式进行计算。【典例2】已知铝棒的直径d为0.1m，长l为2.5m，铝棒的质量是多少?探究三、密度与温度的关系 温度能够改变物质的密度，在常见物质中，气体的热胀冷缩最显著，其密度受温度的影响最大。一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显，它们的密度受温度的影响较小。对于气体的密度，须限定条件，如在0℃和标准大气压下等。一般来说，同种物质温度越高密度越小，遵从热胀冷缩的规律，但是水比较特殊。水在4℃时密度最大，温度高于4℃时随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小，水凝固成冰时体积变大，密度变小。在寒冷的冬天，湖面封冻了，较深湖底的水却有可能保持4℃的水温，鱼儿仍然可以自由自在地游动呢!【典例3】（多选）图甲为水的密度随温度变化的图像，图乙为北方冬天湖水温度分布示意图。根据图像以及水的其他性质，下列分析正确的是（）A．湖水温度只要达到0℃就会凝固 B．同体积的水在4℃时质量最大C．湖水在A、B、C、D、E各处的温度相同 D．在0~4℃范围内，水不遵从热胀冷缩的规律【课堂总结】【课堂练习】1．下列有关密度的说法错误的是（）A．同种物质密度可以不同，如将一杯水冻成冰，密度改变B．铜的密度比铝的密度大，表示铜的质量大于铝的质量C．一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度不变D．一钢瓶中充满氧气，当用掉一半后，钢瓶中氧气的体积不变，密度变小2．由甲乙两种物质组成的不同物体，其质量与体积的关系如图所示，分析图像可知，两种物质的密度之比ρ甲︰ρ乙为（）A．1︰2 B．3︰2 C．2︰3 D．3︰13．如图所示，在探究物质质量和体积关系时，小益同学测出实验桌上甲、乙、丙三个物体的质量和体积，根据数值在图上描出甲、乙、丙三个点，则下列判断正确的是（）A．甲密度为4g/cm3 B．乙的密度等于甲的密度C．丙比甲的密度小 D．甲、乙一定是由同种物质组成的4．如图甲，边长为10cm的立方体的密度为1.8g/cm3，则该立方体的质量为g；把该立方体雕刻成图乙的形状后，其质量相对于原来的立方体5．1.5dm3的冰块完全熔化成水，其质量是g，体积是dm3。（ρ6．在探究质量与体积的关系时，小明找来大小不同的塑料块和某种液体做实验。（1）图甲是小明在水平桌面上使用托盘天平的情景，他的错误是；（2）改正错误后，小明正确操作，根据实验数据分别画出了塑料块和液体质量随体积变化的图像，如图乙所示；①分析图像可知：同种物质的不同物体，其质量与体积的比值（选填“相同”或“不同”），物理学中将与的比值定义为密度；②塑料和液体相比，塑料的密度（选填“更大”“相同”或“更小”）；（3）设计实验表格。7．一个空玻璃瓶质量为80g，装满水后瓶和水的总质量为580g，若用该空瓶来