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文档简介
第29讲密度的应用
内容导航
01预习航标→析目标·明方向:预习导航精准定向
02教材全解→析教材·学新知:情境概念深度构
情境启思:从生活或问题出发,激发兴趣
概念构建:梳理核心概念,形成知识框架
考点精讲:聚焦常考要点,讲清逻辑
例题精析:典型题目带路,学会解题思路
即练固基:趁热打铁练一练,巩固刚学内容
03过关检测→练考点·强落实:过关检测分层提
关键词学习目标导航
1.能灵活运用密度公式ρ=m/V及其变形公式m=ρV、V=m/ρ解决实际问题。
利用密度求质量
2.知道密度在鉴别物质、计算质量和体积、选择材料、商业检测等方面的广泛
利用密度求体积
应用。
利用密度鉴别物质
3.了解密度知识在航空材料选择、机床底座制造等具体场景中的应用原理。
学习重点:利用密度公式及其变形公式进行鉴别物质、计算质量和体积,密度知识在生活、生产中的
典型应用,空心实心问题的判断方法。
学习难点:空心实心问题的多方法判断,密度计算中的“等量关系”问题、密度与生活经验的结合。
情|境|启|思
矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑,碑身高37.94m,由413块花岗岩石块砌成。碑心石
由一整块花岗岩经多次加工而成,当这块花岗岩被加工成长14.7m、宽2.9m、厚1.0m的长方体巨石时,
它的质量约为多少?
概|念|构|建
m
1.根据公式,可以推导出mV。物体的质量等于它的密度与体积的。
V
mm
2.根据公式,可以推导出V。
V
3.如果测出由某种物质组成的物体的密度,再把测得的密度跟密度表中各种物质的密度比较一下,就可以知
道该物体可能是由什么物质构成的了。
深|研|精|炼
知识点01利用密度求质量、体积
1.求质量
m
(1)根据公式,可以推导出mV。物体的质量等于它的密度与体积的乘积。因此,知道了
V
物体的体积,查出组成物质的密度,就可以算出物体的质量。
(2)应用场景:不便直接称量的物体(如巨大的花岗岩、储油罐中的石油、大礼堂中的空气等)。
特别提醒
一般方法步骤
(1)找出体积的已知条件或能够求出体积的已知条件,得到物体的体积;
(2)得到物质密度;
(3)根据m=ρV可知,物体的质量等于它的密度与体积的乘积。
2.求体积
mm
(1)根据公式,可以推导出V。利用这个公式,知道了物体的质量,查出组成物质的密
V
度,就可以算出物体的体积。
(2)应用场景:不便直接测量体积的物体(如形状极不规则的物体、一卷细铜丝的长度等)。
特别提醒
一般方法步骤
(1)找出质量的已知条件或能够求出质量的已知条件,得到物体的质量;
(2)得到物质密度;
m
(3)根据V可知,物体的体积等于它的质量与密度的比值。
【例1】趵突泉正常喷涌时,每日涌水量约为7´104m3。(水的密度1.0´103kg/m3)求:每日涌出泉
水的总质量。
【即练1】位于牟汶河支流辛庄河上游的乔店水库,是一座集灌溉、防洪、发电、水产养殖、城镇生活供
水为一体的中型水库。已知它的总库容为2.8´107m3,是钢城区库容最大的水库,那么,这个水库最多可以
33
储存多少吨水?(水1.0´10kg/m)
【例2】一个质量为300g的瓶子,装满水后总质量是1300g。则瓶中水的体积为多少?(水的密度为:
1.0×103kg/m3)
【即练2】一块质量为18kg的冰块,它的密度是0.9g/cm3,(水的密度为1´103kg/m3)。
(1)它的体积为多少m3?
(2)如果这块冰全部熔化成水,则水的体积为多少?
知识点02利用密度鉴别物质
1.鉴别物质
(1)如果测出由某种物质组成的物体的密度,再把测得的密度跟密度表中各种物质的密度比较一下,
就可以知道该物体可能是由什么物质构成的了。
(2)步骤:①测出物体的质量m;②测出物体的体积V;③计算密度ρ=m/V;④查密度表,与各
物质密度对比,确定可能的物质种类
特别提醒
由于不同物质的密度可能是相同的,故只通过密度鉴别物质并不完全可靠。因此要准确地鉴别物质,
常常需要多种方法并用,如气味、颜色、硬度等。例如,酒精和煤油都是液体,它们的密度都是
0.8×103kg/m3,但是通过气味可以区分它们;冰和蜡都是固体,它们的密度也相同,但从它们的颜色、透明
度、能否燃烧、硬度等性质的差异,也能区分它们。
【例3】奥运会金牌的内部材质为纯银,外面电镀纯金。一枚金牌质量为160g,含银质量为90%,已知
银的密度ρ银=10g/cm³,金的密度ρ金=20g/cm³,求该金牌的平均密度(平均密度=总质量/总体积),并判断
该金牌的材质是否符合标准(标准平均密度约为11g/cm³)。
【即练3】随着便携式榨汁杯的普及,某同学网购了一款铝合金外壳的便携榨汁杯,为了探究其材质和容
3333
积,他进行了如下测量,已知水的密度水1´10kg/m,铝的密度铝2.7´10kg/m
(1)该同学用电子秤测出空榨汁杯(含杯盖)的质量为135g,向杯中装满水后,总质量为335g,求这款榨汁
杯的容积是多少cm3?
(2)若将杯中的水倒尽,向杯中装入某款果汁后,总质量为315g,求该果汁的密度是多少kg/m3?
(3)查阅产品参数得知,该榨汁杯的铝合金外壳体积为30cm3,其余部分为食品级塑料(塑料质量和体积忽
略不计),通过计算判断该金属外壳是否为纯铝材质?
【例4】2026年是生肖马年,小亮的爸爸买了一个铜制马摆件,如图所示。小亮想知道这个摆件是否为
实心的,他用家里的电子秤测出摆件(不含底座)的质量为4450g,将该摆件(不含底座)完全浸入盛满水
3333
的容器中,刚好溢出700g的水。已知水的密度水1.0´10kg/m,铜的密度铜8.9´10kg/m。
(1)求溢出的700g水的体积。
(2)通过计算说明,该铜制马摆件是实心的还是空心的?
333
【即练4】一个体积为50cm的铝球,质量为108g,已知铝的密度铝2.7´10kg/m。请通过计算判断:
(1)这个铝球是空心的还是实心的;
(2)若是空心的,空心部分的体积是多少;
(3)若在空心部分注满水,注满水后铝球的总质量是多少。
2.密度与社会生活
(1)测量密度,确定矿藏种类
勘探队员在野外勘探时,通过采集的样品的密度等信息,可以确定矿藏的种类及经济价值。
(2)根据密度,鉴别优劣
很早的时候,人们就知道用盐水选种:把种子放到盐水里,饱满的种子因为密度大,而沉到盐水底,
瘪壳和杂草的种子因为密度小而浮在盐水表面。
(3)根据密度选择合适的材料(物质)
①拍摄电影时的石头道具使用密度很小的泡沫塑料制成;
②机床底座则需要用坚固、密度大的材料制成;
③飞机的外壳常采用高强度、低密度的合金或新型合成材料制成;
④超过百米的海上风力发电机的叶片采用了具有密度小、强度高、耐腐蚀、抗疲劳等优异性能的碳纤
维材料。
【例5】在家中的洗衣机底部加装减震垫,可减弱洗衣时产生的震动,这是利用了减震垫的________;国
产大飞机C919采用碳纤维材料来减轻机身质量,这是因为碳纤维材料具有较小的________。(均选填“弹
性”“硬度”或“密度”)
【即练5】玄武岩纤维被誉为“环保高性能新材料”,其密度远小于钢铁,还拥有高强度、耐高温、抗腐蚀、
绝缘性好的特性,是高端制造、环保工程的新型材料。下列物体不适合...用该材料制作的是()
A.水泥搅拌车的配重块B.风电叶片的主梁结构
C.高压电缆的绝缘护层D.户外帐篷的支撑杆
材料与社会发展
1.一般来说,不同的材料具有不同的物理性质。除密度不同外,材料的导电性、磁性、弹性、硬度、延
展性等也往往各不相同。
2.青铜器的出现大大促进了农业和手工业的发展。青铜是由铜、锡等元素组成的合金,它的熔点低、硬
度高、耐用性强。
2.我国自主研发的“手撕钢”比纸还要薄,被不断应用到许多高新技术领域。
3.气凝胶是当今世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温等性能,在新能源汽车、航空航
天等领域有多种用途。
一、单选题(共10小题)
1.我国科研人员突破了技术瓶颈,开发出了高强度、低密度、韧性好的碳纤维材料,这种材料适合制作
()
A.火箭的外壳B.起重机的配重C.压路机的碾子D.举重用的哑铃
2.4月4日,我国自主研制的兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机AEP100已完成首飞。飞机机身采用碳纤维复
合材料,密度仅为同体积钢材的0.25倍,强度是钢材的5~8倍,且耐低温、抗腐蚀;发动机关键部位采用
陶瓷热障涂层,可承受1000℃以上高温;储氢瓶为碳纤维全缠绕结构,反复充氢也不易变形。下列推断正
确的是()
A.碳纤维复合材料密度大,会显著增加飞机自重
B.陶瓷热障涂层能帮助发动机抵御高温环境
C.储氢瓶用碳纤维结构,主要是为了让瓶身更容易变形
D.该飞机在低温高空环境中会因材料不耐低温而无法正常工作
3.小明的爸爸从西藏带回一块漂亮的石头纪念品。为鉴别其材质,小明测量其质量为54g,体积为20cm3。
通过计算和查表,他判断这块石头可能是()
常见矿石的密度
物质花岗岩大理石石灰岩
密度(g/cm3)2.82.72.6
A.花岗岩B.大理石C.石灰岩D.无法判断
4.很多同学知道自己的身高和体重,却不知道自己的体积。某同学的身高为170cm,体重为60kg,他的体
积约为()
A.6m3B.0.6m3
C.0.06m3D.0.006m3
5.3D打印模型常采用类似蜂巢的空心结构以减轻质量。填充密度可以通过模型实际质量与假设模型完全
实心时的质量之比来计算。表中为填充密度和强度等级的关系。某同学打印了一架飞机模型,所用材料的
密度为1.25g/cm3,模型质量为100g、体积为400cm3,则该模型的强度等级是()
填充密度范围强度等级
0~15%较低
15%~50%中等
50%~80%较高
80%~100%极高
A.较低B.中等C.较高D.极高
6.一体积为200dm3的空心冰雕熔化成水后质量为135kg(不考虑冰的升华),则该冰雕空心部分的体积和
33
它化成水后的体积分别是冰0.9g/cm,水1.0g/cm()
A.65dm3135m3B.65dm30.135m3C.50dm350m3D.50dm30.135m3
7.有质量相等的三个球,它们的体积之比V1∶V2∶V32∶1∶5,材料的密度之比1∶2∶32∶4∶1,其中有一个
是空心的,已知第一个球的体积是V,则空心球的空心部分的体积是()
VVV
A.B.C.VD.
245
8.用同种金属制成的体积相等的甲、乙两种金属球,其中有一种是实心的,有一种是空心的。在调节好的
天平左盘放2个甲球,在天平的右盘放3个乙球,天平恰好平衡,则下列说法不正确的是()
A.乙金属球是空心的
B.甲、乙两种金属球的质量之比为3:2
C.空心的金属球中空心部分体积与整个球的体积之比为1:3
D.空心的金属球中空心部分体积与整个球的体积之比为2:3
9.盐水选种是我国古代劳动人民发明的一种挑选种子的方法,选某稻种需要配制密度为1.1´103kg/m3的盐
水。所配制的盐水是否符合要求,可采取取样分析的方法,设取500mL盐水样品,称得其质量为600g。这
3
样的盐水不符合选取稻种的要求,应在每1000mL这种盐水中应加水的体积为()(已知水1g/cm)
A.2000mLB.1500mLC.1000mLD.500mL
10.小明计划用天平(含砝码)、烧杯、量筒、水和常见物质密度表完成下列实践课题:
①鉴别金牌是否是纯金制作②鉴别小铜球是空心的还是实心的③粗略测量一大堆大头针的数目④测
定一捆铜导线的长度。你认为能够完成的是()
A.①②③B.②③④C.①③④D.①②③④
二、填空题(共10小题)
11.购买水果时,为了挑选出果肉水分含量更高的柚子,应在两个体积相近的柚子中选择______更大的。
12.郑州市有大量的短视频拍摄基地。影视剧拍摄中滚落的“石块”等道具通常是用泡沫塑料制作的,如图
所示,这主要是利用了泡沫塑料________的特点,从而减小“石块”的质量。已知泡沫塑料的密度为50
kg/m3,一块体积为104cm3的实心泡沫塑料“石块”的质量为________g。
13.如图所示是世界上“最轻”的固体——二氧化硅气凝胶,其密度仅为0.003g/cm3,“最轻”是指它的
________(选填“质量”或“密度”)小;气凝胶体积被压缩80%后,其质量________(选填“变大”“变小”或“不
变”);体积为10cm3的二氧化硅气凝胶质量为________g。
14.阿基米德采用排水法解决了王冠掺假问题。现有一个金和银做成的王冠,用排水法测量出其体积为
56.9cm3,若与王冠质量相同的纯金块和纯银块的体积分别为52.5cm3和96.5cm3,则王冠中银的质量和金的
质量之比为________。
15.钛合金是航空行业的重要材料,密度为4500kg/m3.钛合金制造的神舟飞船某零件,其体积为2×104cm3,
则质量为___________kg。若再将该零件进行打磨,其密度___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
16.小东同学参加学校运动会跳远比赛获得铜牌,如图,他想利用所学知识鉴别该奖牌材料是否为纯铜,
他测得奖牌质量为15.8g,体积为2cm3,如果这块铜牌是实心的,经计算可知,该奖牌是由________材料制
成的。如果用铜制成相同体积的奖牌,则奖牌的质量为________。
物质密度(g/cm3)
铜8.9
铁7.9
铝2.7
17.由轻量化材料制成的飞机部件,在体积相同时质量更小,是由于这类材料密度较______(选填“大”或
“小”)的缘故。若一个实心零件,使用铝合金制造时,其质量为60kg,若改用新型复合材料制造,其质量
减少24kg,则这种材料的密度为______g/cm3。(已知铝合金的密度为3´103kg/m3)
18.为节能减排,建筑上普遍采用空心砖替代实心砖。如图所示,空心砖的规格为20cm´15cm´10cm,质
量为3.6kg。若空心砖的空心部分体积占总体积的40%。则该砖块材料的密度为________kg/m3,生产每块
空心砖比同规格的实心砖可节省材料________kg。
19.小明家汽车油箱的容积为60L,为计算该油箱装满油时汽油的质量,小明从油箱中取出一小份样品,测
得其质量为36.5g,体积为50cm3。则汽油的密度为___________kg/m3,该油箱装满油时油的质量为
___________kg。
20.建筑工地上的脚手架一般由钢管搭建而成。某工人在搭建时有一根钢管过长将其锯断一半,则剩下的
一半钢管密度________,假设工地上的钢管外径为D,壁厚为d,长为L,其横截面积如图,则这种钢管的
质量是________________(钢的密度用表示,写出表达式)。
三、计算题(共6小题)
21.2026年是农历马年,如图所示是用树脂材料制成的实心生肖马摆件。称得其质量为700g,将其慢慢浸
3333
没在盛满水的量杯中,测得溢出的水质量为500g。(已知水1.0´10kg/m,铜8.9´10kg/m)
(1)求树脂摆件的体积。
(2)求树脂摆件的密度。
(3)小明收藏了一个铜制的实心摆件,与马摆件完全相同,测得其质量为4.45kg,请通过计算判断制造铜摆
件的材料是否为纯铜。
22.如图所示是我国自主研发的新一代隐身战斗机歼-20。其机身使用了高性能碳纤维复合材料,提高了抗
疲劳、耐腐蚀等性能,同时降低了自重。将一个边长分别为10cm、40cm、50cm的长方体钢制零件用碳纤
33
维复合材料零件替换,在体积不变的情况下,质量减少了122kg。已知钢的密度钢7.9´10kg/m,求:
(1)钢制零件的体积为多少m3?
(2)钢制零件的质量为多少kg?
(3)此碳纤维复合材料的密度为多少kg/m3?
23.冻豆腐是冬季涮锅时的常用食材,它是将鲜豆腐冰冻后化冻,让水全部流出,留下数量繁多的孔洞,
变成了不含水分的海绵豆腐(俗称冻豆腐),在涮锅时可以充分吸收汤汁以增加口感。小佳妈妈买来一块
体积为1600cm3、质量为2kg的鲜豆腐,将其制成了冻豆腐,假设其总体积不变,且冻豆腐内所有孔洞的体
33
积占总体积的50%。已知冰0.9´10kg/m,求:
(1)鲜豆腐的密度;
(2)冰冻的鲜豆腐中冰
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