6.4 密度與社會(huì)生活 （導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)生版】- 人教版八年級(jí)上冊(cè)

人教版八年級(jí)（上冊(cè)）第六章質(zhì)量與密度第4節(jié)密度與社會(huì)生活（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道密度與溫度的關(guān)系，并能解釋簡(jiǎn)單的與社會(huì)生活相關(guān)的密度問(wèn)題。2.通過(guò)分析實(shí)例，理解密度是物質(zhì)的一種特性，能運(yùn)用密度知識(shí)鑒別物質(zhì)。3.通過(guò)學(xué)習(xí)密度知識(shí)的應(yīng)用，認(rèn)識(shí)到物理理論在解決實(shí)際問(wèn)題中的重要作用?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】1．密度與溫度的關(guān)系；

2．應(yīng)用密度鑒別物質(zhì)?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】水的反常膨脹現(xiàn)象；溫度為4℃時(shí)，水的密度最大。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：1.密度與溫度的關(guān)系：物體通常具有熱脹冷縮的性質(zhì)，即溫度升高時(shí)，體積；溫度降低時(shí)，體積。因?yàn)橘|(zhì)量不變，根據(jù)密度公式ρ=m/V可知，溫度升高時(shí)，物質(zhì)的密度會(huì)，溫度降低時(shí)，物質(zhì)的密度會(huì)（以上均選填“變大”或“變小”）。（選填“氣體”、“液體”或“固體”）的密度受溫度的影響最大。風(fēng)的形成是由于空氣受熱膨脹體積變大，使密度變從而上升，熱空氣上升后，溫度低的冷空氣從四面八方流過(guò)來(lái)形成的。2.水的反常膨脹：下圖是“一定質(zhì)量的水的體積隨溫度變化關(guān)系”的圖像。由圖可知，溫度為時(shí)水的體積最小，高于4℃時(shí)，水跟其他的物體一樣，是；在0～4℃之間，水卻是（反常膨脹）。因此，一定質(zhì)量的4℃的水，無(wú)論是溫度升高或降低，體積都變，根據(jù)ρ=m/V可知：密度都變，所以溫度為4℃時(shí)水的密度最。3.可以通過(guò)測(cè)量密度的方法來(lái)鑒別物質(zhì)。因?yàn)槊芏仁俏镔|(zhì)的，不同的物質(zhì)密度一般，其基本方法是：先求出該物質(zhì)的密度數(shù)值，再查密度表確定屬于哪種物質(zhì)；這種鑒別方法（選填“是”或“不是”）絕對(duì)可靠的?！竞献魈骄俊刻骄恳弧⒚芏扰c溫度1.密度與溫度【做一做】①在室溫下，用繃緊的橡皮膜,把一個(gè)空錐形瓶口封上，然后把瓶子放入熱水中，橡皮膜會(huì)凸起來(lái)。過(guò)一會(huì)，再把瓶子放入冰水中，觀(guān)察橡皮膜的變化?，F(xiàn)象：把錐形瓶放在冰水后，瓶口的橡皮膜會(huì)凹?！痉治觥垮F形瓶放入熱水中時(shí)，瓶?jī)?nèi)的空氣受熱膨脹，溫度升高，體積，所以，橡皮膜會(huì)向上凸起；放入冰水中時(shí)，瓶?jī)?nèi)空氣溫度降低，遇冷收縮，體積，致使橡皮膜凹進(jìn)去(均選填“不變”“變大”或“變小”)?！鞠胍幌搿科?jī)?nèi)空氣的密度變化嗎？【分析】因?yàn)槠績(jī)?nèi)被封閉的空氣的質(zhì)量，根據(jù)密度公式ρ=m/V可知，溫度升高，體積時(shí)，空氣密度；溫度降低時(shí)，體積，密度(均選填“不變”“變大”或“變小”)?！鞠胂胱鲎觥竣谌鐖D1所示，做一個(gè)紙風(fēng)車(chē)。如果把風(fēng)車(chē)放在點(diǎn)燃的酒精燈上方，風(fēng)車(chē)能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)。觀(guān)察并思考：你知道是什么推動(dòng)了風(fēng)車(chē)嗎？[來(lái)源【分析】這是因?yàn)榫凭珶舻幕鹧媸垢浇諝獾臏囟壬?，體積變大（膨脹），空氣的密度變，所以熱空氣(選填“上升”或“下降”)形成氣流，氣流流過(guò)風(fēng)車(chē)時(shí)，帶動(dòng)風(fēng)車(chē)轉(zhuǎn)起來(lái)。圖1圖1紙風(fēng)車(chē)圖2風(fēng)的形成【想一想】自然界中的風(fēng)是如何形成的？【歸納】風(fēng)就是空氣的流動(dòng)。風(fēng)的形成是溫度引起空氣的熱脹冷縮所致。氣體受熱膨脹，體積變大，根據(jù)密度公式ρ=m/V可知密度變小，所以氣體密度變小會(huì)上升。熱空氣上升后，溫度低的冷空氣就從四面八方流過(guò)來(lái)，從而形成風(fēng)。地面附近的風(fēng)總是從低溫地區(qū)吹向高溫地區(qū)?！究偨Y(jié)】密度與溫度的關(guān)系：溫度能改變物質(zhì)的密度。一般物質(zhì)具有熱脹冷縮的性質(zhì)，溫度升高時(shí)物質(zhì)的體積增大，所以密度會(huì)減小。氣體的密度隨溫度變化非常明顯，固體和液體的密度受溫度變化的影響較小.2.水的反常膨脹現(xiàn)象BC段反映的物理規(guī)律是什么？【分析】?！究偨Y(jié)】水的熱膨脹特點(diǎn)：4℃以上的水是熱脹冷縮，而0℃～4℃的水是熱縮冷脹，物理上把這種現(xiàn)象稱(chēng)為反常膨脹。3.水的密度與溫度的關(guān)系【推導(dǎo)】根據(jù)ρ=m/V可知：水的質(zhì)量不變，在溫度4℃時(shí)，體積V最小，所以密度ρ最。溫度高于4℃時(shí)，隨著水溫的升高，水的體積變大，密度越來(lái)越；溫度低于4℃時(shí)，隨著溫度的降低，水的密度也越來(lái)越。（如圖4所示）4.與水的反常膨脹有關(guān)的現(xiàn)象②各種飲料都含有水分，由于水在4℃時(shí)的密度最大，體積最小，所以?xún)?chǔ)存或運(yùn)輸在溫度為4℃時(shí)是最安全的?！鞠胂胱h議】在北方的冬天，對(duì)自來(lái)水管的保護(hù)十分重要。如果保護(hù)不好，使水管里的水結(jié)了冰，不僅影響正常生活用水，還會(huì)把水管凍裂（圖7），造成送水設(shè)備的損壞。水管為什么會(huì)被凍裂？【推導(dǎo)】設(shè)水的體積為V水，結(jié)冰后，冰的體積V冰。因?yàn)橘|(zhì)量不變，m冰=m水，即ρ冰V冰=ρ水V水又因?yàn)棣驯鸡阉?，所以V冰＞V水，即一定質(zhì)量的水結(jié)成冰后體積增大。結(jié)論：一定質(zhì)量的水結(jié)成冰后體積，把水管脹裂了?！纠}1】如圖8所示是水的密度隨溫度變化的關(guān)系圖，由圖中的關(guān)系不能得出的結(jié)論是（）

A．水在4℃時(shí)密度最大 B．水在0～4℃，隨著溫度的降低，密度越來(lái)越小C．水在4～8℃，隨著溫度的升高，密度越來(lái)越小D．水凝固成冰時(shí)體積會(huì)變大探究二：密度與物質(zhì)鑒別1.根據(jù)密度鑒別物質(zhì)【想一想】如何鑒別一枚金牌是不是用純金做成的?【分析】物質(zhì)的密度是物質(zhì)的特性，同種物質(zhì)密度是相同的，不同物質(zhì)的密度一般是不同的。只要測(cè)出了金牌的密度，再與密度表中金的密度進(jìn)行比較，如果計(jì)算值和理論值吻合，材料可能為真，不吻合則說(shuō)明材料有假。【想想議議】如何測(cè)金牌的密度?【分析】測(cè)金牌的密度時(shí),可用測(cè)質(zhì)量,借助于溢水杯和量筒、利用法測(cè)量體積，根據(jù)密度公式計(jì)算出密度.【例題2】某運(yùn)動(dòng)員獲得了一枚金牌，為了鑒別金牌是否是純金制成的，他測(cè)出了金牌的質(zhì)量為12.5g，體積為0.75cm3，問(wèn)金牌是否是純金制成的？(金的密度ρ金＝19.3g/cm3)【想想議議】用密度鑒別金牌，這種鑒別方法是不是絕對(duì)可靠？為什么？【分析】從前面的密度表可知，一些不同物質(zhì)的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液體，它們的密度都0.8×103㎏/m3，所以這種鑒別方法（選填“是”或“不是”）絕對(duì)可靠的。通過(guò)對(duì)兩者氣味的判斷，在知道密度的基礎(chǔ)上可以鑒別出酒精和煤油。一些混合物的密度和一些物質(zhì)的密度相等。要準(zhǔn)確的鑒別物質(zhì)，既要看密度，還要看顏色、氣味、硬度等。煤油密度0.8×103kg/m3酒精密度0.8×103kg/m32.密度知識(shí)在社會(huì)生活中的一些應(yīng)用密度是物質(zhì)的基本特征之一，每一種物質(zhì)都有自己的密度，密度在社會(huì)生活中的一些應(yīng)用事例：（1）商業(yè)中鑒別牛奶的質(zhì)量、酒的品質(zhì)等標(biāo)準(zhǔn)牛奶的密度是1015～1040kg/m3±0.3kg/m3，大于水的密度，若測(cè)出牛奶的密度不在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍，表明（選填“合格”或“不合格”）。（2）根據(jù)需求來(lái)選擇密度合適的材料【想一想】①交通工具、航空器材中，為什么常采用高強(qiáng)度、低密度的合金、玻璃鋼等復(fù)合材料？【分析】在交通工具、航空器材中，常采用高強(qiáng)度、低密度的合金、玻璃鋼等復(fù)合材料，根據(jù)m=ρV可知，可以減小自身的?！鞠胍幌搿竣跈C(jī)器底座、壓路機(jī)的滾筒都比較重，常常選用密度大的材料來(lái)制作，這是為什么？O【分析】機(jī)器底座的作用是為了增加穩(wěn)度，壓路機(jī)的滾筒是對(duì)路面的壓力大。這些情況下，要求它們的質(zhì)量大一些，根據(jù)m=ρV，所以人們就常常選用密度的材料來(lái)制作。③在產(chǎn)品包裝中，常采用密度的泡沫塑料作填充物，減小，同時(shí)起到防震作用，便于運(yùn)輸，價(jià)格低廉?！纠}3】如圖所示是我國(guó)自行研制的C919大型噴氣客機(jī)。工程師將一質(zhì)量是將一質(zhì)量是7.9kg鋼制零件改用等體積的第三代鋁鋰合金替換，該零件的體積是______m3，用鋁鋰合合制成的新零件質(zhì)量為_(kāi)____kg?？梢?jiàn)，用第三代鋁鋰合金替換鋼制零件可以減小自身的。（鋼的密度為7.9×103kg/m3，鋁鋰合金的密度為2.4×103kg/m3）【精講點(diǎn)撥】1．溫度能夠改變物質(zhì)的密度。一般來(lái)說(shuō)，物質(zhì)溫度越高密度越小，遵從熱脹冷縮的規(guī)律，但是0℃～4℃的水是反常膨脹，水從0℃升高到4℃的過(guò)程中，體積減小，密度增大。水從4℃升到100℃的過(guò)程中正常膨脹，體積變大，密度變小。水在4℃時(shí)的密度是最大的。2．利用密度這一重要屬性，可以鑒別物質(zhì)，但是要準(zhǔn)確地鑒別物質(zhì)，常常需要多種方法并用．【歸納整理】密度密度與社會(huì)生活①水的膨脹規(guī)律：4℃以上的水是熱脹冷縮，而0℃～4℃的水是熱縮冷脹，這種現(xiàn)象稱(chēng)為反常膨脹。②水的反常膨脹：4℃水的密度最大。水的反常膨脹密度在社會(huì)生活中的應(yīng)用①利用密度可以鑒別物質(zhì)；②根據(jù)需求來(lái)選擇密度合適的材料。①一定質(zhì)量的氣體，當(dāng)溫度升高時(shí)，體積膨脹，密度變?。粴怏w熱脹冷縮最為顯著，其密度受溫度的影響最大。②固體、液體的熱脹冷縮不像氣體那樣明顯，因而密度受溫度的影響比較小。密度與溫度關(guān)系【課堂練習(xí)】根據(jù)氣體這個(gè)特點(diǎn)，則安裝暖氣時(shí)應(yīng)該靠近______（選填“地面”或“天花板”）。醫(yī)院監(jiān)護(hù)室內(nèi)配有充滿(mǎn)氧氣的鋼瓶，其密度為5kg/m3，若某次搶救病人時(shí)用去瓶?jī)?nèi)的一半的氧氣，則瓶?jī)?nèi)剩余氧氣的密度為_(kāi)______kg/m3。2．如圖2所示，有一枚2022年北京冬奧會(huì)紀(jì)念幣，小明測(cè)量出它的質(zhì)量為150g，體積為17cm3，試判斷這枚紀(jì)念幣是不是金制作的？（已知金的密度為19.3g/cm3）4.社會(huì)生活中密度用途很廣，下列說(shuō)法正確的是（）B．一杯牛奶喝掉一半后，質(zhì)量變小，密度變小 C．冬天戶(hù)外的水管容易凍裂，是由于水結(jié)冰后密度變大D．小蘭估測(cè)教室空氣的質(zhì)量，大約是25kg（空氣密度約為1.29kg/m3）5．室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，受困人員應(yīng)采取彎腰甚至匍匐的姿勢(shì)撤離，以盡量減少有害氣體的吸入。這是因?yàn)槿紵a(chǎn)生的有害氣體（）A．溫度較低，密度較大 B．溫度較低，密度較小 C．溫度較高，密度較大 D．溫度較高，密度較小6.密度是物質(zhì)的重要特性，利用密度可以鑒別物質(zhì)，但對(duì)物質(zhì)的鑒別，我們還可以應(yīng)用其他科學(xué)知識(shí)，做進(jìn)一步的鑒定。從密度表上我們知道，一些不同物質(zhì)的密度是相同的。例如，酒精和煤油都是液體，它們的密度都是0.8×103kg/m3。下列關(guān)于鑒別物質(zhì)的方法中不正確的是（）A．通過(guò)它們的氣味不同鑒別 B．通過(guò)它們的顏色、透明度鑒別 C．通過(guò)它們能否燃燒、硬度等性質(zhì)的差異鑒別 D．通過(guò)它們的質(zhì)量大小鑒別7．在寒冷的冬天，裸露在室外的自來(lái)水管容易爆裂，其原因是水管中的水結(jié)冰時(shí)_____增大，把水管脹裂。事實(shí)表明，0～4℃的水“熱縮冷脹”，高于4℃的水“熱脹冷縮”，由此可知4℃水的______最大，所以封凍河面下較深河底的水溫保持_______，冰層下接觸冰的水溫度是______℃。8.課外科技活動(dòng)中，小麗等同學(xué)將一定質(zhì)量的水放在一個(gè)加蓋的量筒中，探究水的體積隨溫度變化的情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出體積V—溫度t圖像（如圖所示），請(qǐng)根據(jù)圖像中的信息回答問(wèn)題。①用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言描述“水的體積隨溫度變化的情況”，__________；②在0℃～4℃間溫度升高，水的密度_______，超過(guò)4℃之后，溫度上升，水的密度_______（變大/變小/不變）；③根據(jù)前面的探究可以發(fā)現(xiàn)，常用的液體溫度計(jì)不用水