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1、11.5 11.5 密度与社会生活密度与社会生活人教版九年级物理第十一章多彩的物质世界人教版九年级物理第十一章多彩的物质世界一、密度与社会生活一、密度与社会生活 密度是物质的基本属性，每种物质都有自己的密密度是物质的基本属性，每种物质都有自己的密度，密度在我们的社会生活中有重要的价值。度，密度在我们的社会生活中有重要的价值。铝、钛、钢和复合材料已成为飞机的基本结构材料。产品包装用塑料泡沫 复合材料具有强度高、刚度大、质量轻、并具有抗疲劳、减振、耐高温、可设计等一系列优点。塑料泡沫具有质轻、坚固、吸震、低吸潮、易成型及良好的耐水性、绝热性、价格低等优点。矿藏的勘探 勘探队员在野外勘探时，通过对样
2、品密度等信息的采集，可以确定矿藏的种类及其经济价值。钨矿 大型金刚石矿藏 在麦场上，人们利用风力来扬场，对饱满的麦粒与瘪粒、草屑进行分拣。鉴别掺水的牛奶鉴别掺水的牛奶用盐水选种用盐水选种用盐水选种用盐水选种浮选煤粉浮选煤粉一、密度与温度一、密度与温度 按图做一个纸风车。如果放在点按图做一个纸风车。如果放在点燃的酒精灯附近，风车能转动起来。燃的酒精灯附近，风车能转动起来。你知道是什么推动了风车吗？你知道是什么推动了风车吗？纸风车纸风车 由上述实验可以看出，由上述实验可以看出，气体受热体积膨胀。由于气体受热体积膨胀。由于密度密度 ，一定质量的，一定质量的气体体积膨胀后，密度变气体体积膨胀后，密度变
3、小。小。mv=1、由此请说说自然界的风是怎样形成的？、由此请说说自然界的风是怎样形成的？2、人类在哪些方面利用了风力？、人类在哪些方面利用了风力？空气因受热体积膨胀，密度变小而上升。热空空气因受热体积膨胀，密度变小而上升。热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，从而形成风。从而形成风。人们可以利用风力来取水、灌溉、磨面、推动人们可以利用风力来取水、灌溉、磨面、推动帆船、滑翔机等。近代大规模利用风力，主要在发帆船、滑翔机等。近代大规模利用风力，主要在发电上。电上。风车王国荷兰风光龙卷风 由此可知一个物体的温度发生变化、或者状态由此可知一个物体的
4、温度发生变化、或者状态发生变化，尽管质量不变，但体积要发生变化，所发生变化，尽管质量不变，但体积要发生变化，所以根据密度计算公式可知密度要变化。以根据密度计算公式可知密度要变化。通常情况下，固体和液体在温度变化时体积变通常情况下，固体和液体在温度变化时体积变化不大，密度变化很小；这种变化往往忽略不计。而化不大，密度变化很小；这种变化往往忽略不计。而气体在温度变化时，体积变化较大，故密度也就变化气体在温度变化时，体积变化较大，故密度也就变化较大。因而对于气体的密度，就必须限定条件，如在较大。因而对于气体的密度，就必须限定条件，如在0 0C C和标准大气压下等。和标准大气压下等。通过观看上述二图片
5、，通过观看上述二图片，由此你能提出什么问题由此你能提出什么问题？或或者说你想弄清哪些问题？者说你想弄清哪些问题？是否所有的物质都有热胀冷缩的性质？是不是一种是否所有的物质都有热胀冷缩的性质？是不是一种物质在任何时候都遵循热胀冷缩的规律？关于这个问题物质在任何时候都遵循热胀冷缩的规律？关于这个问题请回忆一下亲身经历或平时课外学习的积累，是否有相请回忆一下亲身经历或平时课外学习的积累，是否有相关事例。关事例。思考：自来水管在冬天为什么会冻裂？1kg水的体积：V=m/=1kg/1.0103kg/m3=1.010-3m3 1kg冰的体积：V=m/=1kg/0.9103kg/m3=1.110-3m3 你
6、发现了什么？我们发现，相同质量的冰比水的体积大体积大。虽然冰是由水凝结而成的，但是由于它们的温度不同，可以看出：一定质量的水凝结成冰后体积变大。这表明，水不简单遵循一般物质的“热胀冷缩”的规律。水的反常膨胀现象水的反常膨胀现象 事实表明，事实表明，4的水的密度最大。温度高于的水的密度最大。温度高于4时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于于4时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。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。人们把水的这水凝固成冰时体积变大，密度变小。人们把水的这个特性叫做个特性叫做水的反常膨胀。水的
7、反常膨胀。冬天河水温度分冬天河水温度分布图。由于水的反常布图。由于水的反常膨胀，在严寒冬天，膨胀，在严寒冬天，河面封冻了，较深河河面封冻了，较深河底的水却保持底的水却保持4的水的水温，鱼儿仍然可以自温，鱼儿仍然可以自由自在地游呢！由自在地游呢！在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要。在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好，使水管里的水结了冰，不仅影响正常生如果保护不好，使水管里的水结了冰，不仅影响正常生活用水，有时还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏。活用水，有时还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏。那么自来水管为什么会被冻裂？那么自来水管为什么会被冻裂？水不简单地遵循水不简
8、单地遵循“热胀冷缩热胀冷缩”的规律。水结的规律。水结冰时体积膨胀了，而水管受冷收缩，导致水管被冰时体积膨胀了，而水管受冷收缩，导致水管被冻裂。冻裂。三、密度与鉴别物质三、密度与鉴别物质 你会用密度知识来鉴别一块奖牌是什么金属做的吗？例：一个实心铅球的质量是例：一个实心铅球的质量是4kg，经测量知道它的，经测量知道它的体积是体积是0.57dm3。这个铅球是用铅制造的吗？。这个铅球是用铅制造的吗？分析：要知道铅球是否用铅制造的，应先求出分析：要知道铅球是否用铅制造的，应先求出它的密度，再与金属铅的密度进行比较。它的密度，再与金属铅的密度进行比较。解：该铅球的密度解：该铅球的密度 由于铅的密度是由于
9、铅的密度是11.3103kg/m3，可知这个铅球可知这个铅球不是由纯铅制成的。不是由纯铅制成的。mv=4kg0.57103m3=7.0103kg/m3四、课堂小结四、课堂小结密密度度与与社社会会生生活活1、密度与温度关系：密度与温度关系：一一定定质质量量的的气气体体，当当温温度度升升高高时时，体体积积膨胀后，密度变小。膨胀后，密度变小。2、水的反常膨胀：、水的反常膨胀：4时时水的密度最大。水的密度最大。3、密度可以鉴别物质、密度可以鉴别物质密度与社会生活联系紧密的事例：密度与社会生活联系紧密的事例：勘探队员在野外勘探时，通过对样品的密度等信勘探队员在野外勘探时，通过对样品的密度等信勘探队员在野
10、外勘探时，通过对样品的密度等信勘探队员在野外勘探时，通过对样品的密度等信息的采集，可以确定矿藏的种类和经济价值；息的采集，可以确定矿藏的种类和经济价值；息的采集，可以确定矿藏的种类和经济价值；息的采集，可以确定矿藏的种类和经济价值；在麦场上人们利用风力来扬场、对饱满的麦粒与在麦场上人们利用风力来扬场、对饱满的麦粒与在麦场上人们利用风力来扬场、对饱满的麦粒与在麦场上人们利用风力来扬场、对饱满的麦粒与瘪粒、草屑进行分拣；瘪粒、草屑进行分拣；瘪粒、草屑进行分拣；瘪粒、草屑进行分拣；商业中鉴别牛奶、酒的浓度；商业中鉴别牛奶、酒的浓度；商业中鉴别牛奶、酒的浓度；商业中鉴别牛奶、酒的浓度；农业生产中配制盐
11、水选种的问题；农业生产中配制盐水选种的问题；农业生产中配制盐水选种的问题；农业生产中配制盐水选种的问题；交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料；的合金材料、玻璃钢等复合材料；的合金材料、玻璃钢等复合材料；的合金材料、玻璃钢等复合材料；产品包装中，常用密度小的泡沫塑料作填充物，产品包装中，常用密度小的泡沫塑料作填充物，产品包装中，常用密度小的泡沫塑料作填充物，产品包装中，常用密度小的泡沫塑料作填充物，防震、便于运输，价格低廉。防震、便于运输
12、，价格低廉。防震、便于运输，价格低廉。防震、便于运输，价格低廉。1、有一个体积是、有一个体积是400cm3 的铝球，它的质量是的铝球，它的质量是810g.（1）这个铝球是空心的还是实心的？）这个铝球是空心的还是实心的？（2）如果是空心，空心部分体积是多大？）如果是空心，空心部分体积是多大？(=2.7103kg/m3)分析：分析：a.a.可以求出这个球的密度，把它与铝的密度进行比较，如可以求出这个球的密度，把它与铝的密度进行比较，如果相等则是实心的；如果小于铝的密度，则是空心的果相等则是实心的；如果小于铝的密度，则是空心的b.b.我们先假设它是实心的，计算一下它的质量应当是多大，我们先假设它是实
13、心的，计算一下它的质量应当是多大，把计算出的值与球的实际质量进行比较，结果大于球的实际质把计算出的值与球的实际质量进行比较，结果大于球的实际质量，则原球是空心的量，则原球是空心的c.c.根据给出的铝球的质量，计算一下它的体积是多少，结根据给出的铝球的质量，计算一下它的体积是多少，结果小于已知球的体积，则是空心的果小于已知球的体积，则是空心的 五、随堂练习解法一解法一:密度比较法密度比较法 根据题目中已知球的质量和体积，可求出铝球根据题目中已知球的质量和体积，可求出铝球的密度的密度.因为因为球球 铝，铝，所以该球是空心的。所以该球是空心的。你还有什么方法呢？你还有什么方法呢？mv球球=2.03
14、g/cm3810g400cm32、商业中鉴别牛奶的浓度、酒的浓度，农业生产中配、商业中鉴别牛奶的浓度、酒的浓度，农业生产中配制盐水选种的问题。制盐水选种的问题。例：某研究所要将体积为例：某研究所要将体积为500cm3密度为密度为1.2103kg/m3 的盐水，稀的盐水，稀释为密度为释为密度为1.1103kg/m3，应再加多少体积的水？，应再加多少体积的水？3、根据密度知识选择不同的材料：、根据密度知识选择不同的材料：例例:飞机设计师为减轻飞机重力，将一铜制零件改为铝制零件，飞机设计师为减轻飞机重力，将一铜制零件改为铝制零件，使其质量减少使其质量减少104kg，则所需铝的质量是多少？，则所需铝的
15、质量是多少？（铜铜=7.9103kg/m3，铝=2.7103kg/m3）1、一定质量的水结成冰后，则（、一定质量的水结成冰后，则（）A、密度减少了、密度减少了1/10 B、密度减少了、密度减少了1/9 C、体积增大了、体积增大了1/10 D、体积增大了、体积增大了1/92、一只油桶能装煤油、一只油桶能装煤油340dm3，用这种油桶来装，用这种油桶来装5t煤煤油，需要多少只桶？油，需要多少只桶？（煤油煤油煤油煤油=0.8g/cm=0.8g/cm33）3 3、根据有关行业规定：白酒的度数是指在气温为、根据有关行业规定：白酒的度数是指在气温为、根据有关行业规定：白酒的度数是指在气温为、根据有关行业规
16、定：白酒的度数是指在气温为2020 时每时每时每时每100ml100ml酒中所含有的酒精的毫升数目。罗田大别山名酒中所含有的酒精的毫升数目。罗田大别山名酒中所含有的酒精的毫升数目。罗田大别山名酒中所含有的酒精的毫升数目。罗田大别山名酒酒酒酒“45 500ml“45 500ml楚乡醇楚乡醇楚乡醇楚乡醇”“42 500ml”“42 500ml楚乡春楚乡春楚乡春楚乡春”他们的密度他们的密度他们的密度他们的密度各是各是各是各是多少？质量多大？（选其中一种酒计算）多少？质量多大？（选其中一种酒计算）多少？质量多大？（选其中一种酒计算）多少？质量多大？（选其中一种酒计算）解：根据白酒行业的规定，设解：根据
17、白酒行业的规定，设解：根据白酒行业的规定，设解：根据白酒行业的规定，设“45 500ml“45 500ml楚乡醇楚乡醇楚乡醇楚乡醇”中中中中有酒精体积为有酒精体积为有酒精体积为有酒精体积为V V酒精酒精酒精酒精，则有，则有，则有，则有 45ml/100ml=V 45ml/100ml=V酒精酒精酒精酒精/500ml/500ml 解得：解得：解得：解得：V V酒精酒精酒精酒精=225ml=225ml 则则则则V V水水水水=500ml-225ml=275ml=500ml-225ml=275ml；则则则则mm水水水水=水水水水V V水水水水=1g/cm=1g/cm3 3275cm275cm3 3=2
18、75g=275g；m m酒精酒精酒精酒精=酒精酒精酒精酒精V V酒精酒精酒精酒精=0.8g/cm=0.8g/cm3 3225cm225cm3 3=180g=180g 则酒的总质量则酒的总质量则酒的总质量则酒的总质量mm酒酒酒酒=275g+180g=455g=275g+180g=455g；V V酒酒酒酒=500ml=500ml 所以所以所以所以 酒酒酒酒=m=m酒酒酒酒/V/V酒酒酒酒=455g/500cm=455g/500cm3 3=0.91g/cm=0.91g/cm3 3 通过计算可以看出白酒的度数越高，该酒的密度就越通过计算可以看出白酒的度数越高，该酒的密度就越通过计算可以看出白酒的度数越
19、高，该酒的密度就越通过计算可以看出白酒的度数越高，该酒的密度就越小，所以通过计算或测量白酒的密度就可以断定白酒度数小，所以通过计算或测量白酒的密度就可以断定白酒度数小，所以通过计算或测量白酒的密度就可以断定白酒度数小，所以通过计算或测量白酒的密度就可以断定白酒度数的高低。的高低。的高低。的高低。工厂生产的酒精（工厂生产的酒精（酒精酒精酒精酒精=0.8g/cm=0.8g/cm3 3）含水量不得超）含水量不得超过过10，质检员抽出甲、乙、丙、丁四瓶样品。查得它，质检员抽出甲、乙、丙、丁四瓶样品。查得它们的密度依次分别为们的密度依次分别为0.81g/cm0.81g/cm3 3、0.815g/cm0.
20、815g/cm3 3、0.82g/cm0.82g/cm3 3、0.83g/cm0.83g/cm3 3，其中合格产品是（按质量计，其中合格产品是（按质量计算，不考虑水和酒精混合后体积的变化）（算，不考虑水和酒精混合后体积的变化）（）A.只有甲只有甲B.甲、乙甲、乙C.甲、乙、丙甲、乙、丙D.甲、乙、丙、丁甲、乙、丙、丁B分析：分析：设有设有设有设有100g100g酒精样品，酒精样品，酒精样品，酒精样品，含水量不得超过含水量不得超过含水量不得超过含水量不得超过1010，其中酒精最，其中酒精最，其中酒精最，其中酒精最少应为少应为少应为少应为90g,90g,水最多应为水最多应为水最多应为水最多应为10
21、g.10g.那么酒精的体积有那么酒精的体积有那么酒精的体积有那么酒精的体积有VV酒精酒精酒精酒精=m=m酒精酒精酒精酒精/酒精酒精酒精酒精=90g/(0.8g/cm=90g/(0.8g/cm3 3)=112.5cm)=112.5cm3 3 水的体积水的体积水的体积水的体积VV水水水水=m=m水水水水/水水水水=10g/(1g/cm=10g/(1g/cm3 3)=10cm)=10cm3 3 该酒精样品的密度：该酒精样品的密度：该酒精样品的密度：该酒精样品的密度：酒精酒精酒精酒精=m=m酒精酒精酒精酒精/V/V酒精酒精酒精酒精=100g/(112.5cm=100g/(112.5cm33 10cm1
22、0cm3 3)=0.816g/cm)=0.816g/cm3 3因为水的密度大于酒精的密度，所以，当样品中含水量越大，因为水的密度大于酒精的密度，所以，当样品中含水量越大，则酒精样品密度也越大。只要样品密度不大于则酒精样品密度也越大。只要样品密度不大于0.816g/cm0.816g/cm33，那么该，那么该，那么该，那么该产品就是合格的。产品就是合格的。产品就是合格的。产品就是合格的。科学探究科学探究科学探究科学探究 请你参与下面的探究。请你参与下面的探究。请你参与下面的探究。请你参与下面的探究。情景一：夏天，小明为了解热，自己制作了棒，当情景一：夏天，小明为了解热，自己制作了棒，当情景一：夏天
23、，小明为了解热，自己制作了棒，当情景一：夏天，小明为了解热，自己制作了棒，当他将制好的冰棒连同冰棒模型从冰箱中取出时发现了一他将制好的冰棒连同冰棒模型从冰箱中取出时发现了一他将制好的冰棒连同冰棒模型从冰箱中取出时发现了一他将制好的冰棒连同冰棒模型从冰箱中取出时发现了一个奇怪的现象：原来与冰棒模型口齐平的水结冰后，竟个奇怪的现象：原来与冰棒模型口齐平的水结冰后，竟个奇怪的现象：原来与冰棒模型口齐平的水结冰后，竟个奇怪的现象：原来与冰棒模型口齐平的水结冰后，竟然向外然向外然向外然向外“鼓鼓鼓鼓”了出来，如图了出来，如图了出来，如图了出来，如图1 1。情景二：小红擅长用蜡塑像，可每次将熔化的蜡倒情景
24、二：小红擅长用蜡塑像，可每次将熔化的蜡倒情景二：小红擅长用蜡塑像，可每次将熔化的蜡倒情景二：小红擅长用蜡塑像，可每次将熔化的蜡倒进模型中冷却后，原来与模型口齐平的蜡水中间却凹下进模型中冷却后，原来与模型口齐平的蜡水中间却凹下进模型中冷却后，原来与模型口齐平的蜡水中间却凹下进模型中冷却后，原来与模型口齐平的蜡水中间却凹下去一个坑，如图去一个坑，如图去一个坑，如图去一个坑，如图2 2所示。所示。所示。所示。问题：物质的温度降低后，体积增大还是缩小？问题：物质的温度降低后，体积增大还是缩小？问题：物质的温度降低后，体积增大还是缩小？问题：物质的温度降低后，体积增大还是缩小？猜想：下面是三位同学对上述
25、问题的看法及猜想。猜想：下面是三位同学对上述问题的看法及猜想。猜想：下面是三位同学对上述问题的看法及猜想。猜想：下面是三位同学对上述问题的看法及猜想。甲：水结冰时膨胀了，表明物质温度降低时体积要增大。甲：水结冰时膨胀了，表明物质温度降低时体积要增大。乙：蜡水凝固时向内凹进去，表明物质温度降低时体积要缩小。乙：蜡水凝固时向内凹进去，表明物质温度降低时体积要缩小。丙：有的物质降温体积缩小，有的物质降温时体积要增大。丙：有的物质降温体积缩小，有的物质降温时体积要增大。由小明和小红的经历，结合你自己的思考和经历，你更支持谁由小明和小红的经历，结合你自己的思考和经历，你更支持谁由小明和小红的经历，结合你
26、自己的思考和经历，你更支持谁由小明和小红的经历，结合你自己的思考和经历，你更支持谁的看法？的看法？的看法？的看法？.理由是理由是理由是理由是。实验：将水、食用油、熔化的蜡烛、洗发精分别装满四个相同实验：将水、食用油、熔化的蜡烛、洗发精分别装满四个相同实验：将水、食用油、熔化的蜡烛、洗发精分别装满四个相同实验：将水、食用油、熔化的蜡烛、洗发精分别装满四个相同的小玻璃杯，放进冰箱的冷冻室内，待它们全部凝固后取出，观察的小玻璃杯，放进冰箱的冷冻室内，待它们全部凝固后取出，观察的小玻璃杯，放进冰箱的冷冻室内，待它们全部凝固后取出，观察的小玻璃杯，放进冰箱的冷冻室内，待它们全部凝固后取出，观察体积的变化
27、，结果发现：只有水结冰后表面向外鼓出来，其余液体积的变化，结果发现：只有水结冰后表面向外鼓出来，其余液体积的变化，结果发现：只有水结冰后表面向外鼓出来，其余液体积的变化，结果发现：只有水结冰后表面向外鼓出来，其余液体降温后表面向内部凹陷进去。体降温后表面向内部凹陷进去。体降温后表面向内部凹陷进去。体降温后表面向内部凹陷进去。交流：交流：交流：交流：（1 1）除了）除了）除了）除了以外，一般的液体凝固后体积都要以外，一般的液体凝固后体积都要以外，一般的液体凝固后体积都要以外，一般的液体凝固后体积都要。（2 2）一般物质由液态变为固态时，分子间的距离要变）一般物质由液态变为固态时，分子间的距离要变）一般物质由液态变为固态时，分子间的距离要变）一般物质由液态变为固态时，分子间的距离要变。（3 3）一般物质由固态变为液态或由液态变为气态时，体积要变）一般物质由固态变为液态或由液态变为气态时，体积要变）一般物质由固态变为液态或由液态变为气态时，体积要变）一般物质由固态变为液态或由液态变为气态时，体积要变。物理与我们生活联系紧密，物理就在身边，请物理与我们生活联系紧密，物理就在身边，请你列举物理与社会生活联系紧密的事例不少于你列举物理与社会生活联系紧密的事例不少于3 3个。个。（开放性题目）（开放性题目）；。