量筒的分度值是多少？

4.

图 6.3-1 中画出了使用量筒读数时的几种做法。请指出哪种做法 正确，哪种错误，错在哪里。

想想做做

Ex 20ºC 100 ml

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ႁ ˳

Ex 20ºC 100 ml

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ex 20ºC 100 ml

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

ˉ

科 学 世 界

测量液体和固体的密度

要测出物体的密度，需要测出它的质量和体 积。质量可以用天平测出。液体和形状不规则的固 体的体积可以用量筒或量杯来测量。图 6.3-2 给出 了用量筒测量不规则形状物体体积的一种方法。口 头描述这种方法，与同学交流，然后用这种方法实 际测量小石块的体积。

测量盐水和小石块的密度

1.

一杯盐水因溶入不同质量的盐而密度不同。自己用盐和水配制一杯盐 水，利用天平和量筒测量盐水的密度。将测量盐水密度时所得的数据及结果 记录在下表中。

杯和盐水的 质量m1

/g

杯和剩余盐水 的质量m2

/g

量筒中盐水的质 量m=(m1

-m

₂

)/g

量筒中盐水 的体积V/ cm³

盐水的密度 ρ/（g·cm^-3）

2.

用天平、量筒测量小石块的密度。

请你自己设计实验方案，画好记录实验数据的表格。然后做实验，测出 不吸水的小石块的密度。

细微差别中的重大发现

19世纪末，英国物理学家瑞利在精确测量各种气体的密度时，发现从空气中取得 的氮的密度是1.257 2 kg/m³，从氨中取得的氮的密度是1.250 5 kg/m³。虽经多次重复 测量，仍然存在这个令人奇怪的差异。后来，他与化学家拉姆塞合作，于1894年在从 空气中取得的氮里分离出另一种当时还不知道的气体——氩，这个谜才解开了。原 来，氩的密度较大，空气中的氮混有少量氩，它的密度就比从氨中取得的纯氮的密度 稍大。这是科学史上一个很有名的故事，它说明在科学实验中，精确的测量是多么重 要。瑞利由于不放过这一细微差异而执着地研究下去，终于导致氩的发现，并因此荣 获1904年的诺贝尔物理学奖。

实 验

图6.3-2 用量筒测量不 规则形状物体的体积

ႁ ˳

Ex 20ºC 100 ml

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ex 20ºC 100 ml

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

V2

V1

1. 一块长方形的均匀铝箔，用天平和尺能不能求出它的厚度 ? 如果能，说出你的 办法。

2. 建 筑 工 地 需 用 沙 石 400 m³， 若 用 载 重 4 t 的 卡 车 运 送， 需 运 多 少 车（ρ_沙＝ 2.6×10³ kg/m³）？

3. 长江三峡水库的容量约为 3.93×10¹¹ m³，这个水库的蓄水量是多少吨？

4. 为确定某种金属块的密度，首先用天平测量金属块的质量。当天平平衡时，放 在右盘中的砝码和游码的位置如图 6.3-3 甲所示，则金属块的质量

m

为 g。然 后，用量筒测量金属块的体积。将水倒入量筒，液面达到的位置如图 6.3-3 乙所示，再 把金属块完全浸没在量筒的水中，水面升高，如图 6.3-3 丙所示，则该金属块的体积

V

为 cm³。根据测量结果可知该金属块的密度为 g/cm³， 相当于 kg/m³。

图6.3-3

动手动脑学物理

20 30

0 1 2 3 4 5g

ႁ ˳

5 g 10 g 20 g

20 30

20ºC Ex ml

10 20 30 40 50

20ºC Ex ml

10 20 30 40 50

ˉ

第4节 密度与社会生活

密度与温度

图6.4-1

在上述实验中，气体受热膨胀。由于密度ρ=

m

V

，一定质量的气体体积膨 胀后，密度变小而上升。热空气上升后，冷空气就从四面八方流过来，从而形 成风。

温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中，气体的热胀冷缩最显 著，它的密度受温度的影响也最大。一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样 明显，因而密度受温度的影响比较小。

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 内的水结了冰，不仅影响正常的生活用水，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？从密度表中，我们可以查到冰的 密度比水的密度小，所以水冻成冰后体积增大就把水管胀裂了。

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 ^°C时密度最大。温度高于 4 ^°C时，随着温度的升高，水的密度 越来越小；温度低于 4 ^°C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。图 6.4-2 为冬天湖水温度分布示意图。在寒冷的

1.

在室温下，吹鼓两个气球。分别把它们 放在冰箱的冷藏室内和炉火旁。过一会儿，你 会发现什么现象？

2.

按图 6.4-1 做一个纸风车。如果把风车 放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来。

你知道是什么推动了风车吗？

想想做做

冬天，湖面封冻了，较深湖底的水却 有可能保持 4 ^°C的水温，鱼儿仍然可 以自由自在地游动呢！

密度与物质鉴别

如果测出某种物体的密度，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 由什么物质做的了。

体育锻炼用的一个实心铅球的质量是 4 kg，经测量知道它的体积是

0.57 dm

³。这个铅球是用铅制造的吗？

要想知道制造铅球的材料是否为纯铅，可以先求出它的密度，再与纯铅的 密度进行比较。

此铅球的密度为

ρ = m

V

= 4 kg 0.57

×10^-3

m

³

=7.0

×10³

kg/m

³

由于铅的密度是 11.3×10³

kg/m

³，可知这个铅球不是纯铅制成的。

银饰品深受人们喜爱。但是银饰品不一定都用纯银制成，有些银饰品其成 分除银之外 , 还可能有铜、镍等。测量密度可以对其是否为纯银做出初步判断。

不同物质的密度可能是相同的。例如，酒精和煤油都是液体，它们的密度 都是 0.8×10³

kg/m

³，但是通过气味可以区分它们。因此，要准确地鉴别物质，

常常需要多种方法并用。

密度是物质的基本性质之一，每种物质都有自己的密度。密度在我们的社 会生活中还有其他重要的应用。例如，通过对样品密度等信息的采集，可以确 定它的种类及其经济价值；鉴定牛奶、酒的品质，农业选种时配制盐水等，都 要用到密度的知识。在工业生产中密度知识的应用也很广泛。航空器材常采用 高强度、低密度的合金、玻璃钢等材料。坚若磐石的机床底座则需要用坚固、

密度大的材料制成。可见，密度的知识与人们社会生活的关系十分密切。

图6.4-2

0 ºC 1 ºC 2 ºC 3 ºC 4 ºC

冰面

科学·技术·社会

材料与社会发展

我们周围的生活用品是由各种材料制成的：金属、陶瓷、玻 璃、塑料等等。一般来说，不同的材料具有不同的物理性质，除 密度外还有导热性、导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等。生 活、生产中，人们利用各种材料的优点，设计出所需的物品。

某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变 革。

在群居洞穴的旧石器时代，人类通过简单加工获得石器，用来 狩猎护身、维持生存。随着对石器加工制作水平的提高，

出现了原始手工业如制陶和纺织，人类进入 了新石器时代。

青铜时代大约源于四千多年前。青铜是由铜、锡等 元素组成的合金，它的熔点低、硬度高，比石器容易 制作而且耐用。青铜器大大促进了农业和手工业的 发展。

我国是世界上冶铁业出现最早的国家之一。

春秋战国时代，由铁制作的农具、手工工具及各 种兵器得以广泛应用。铁器时代的到来大大促进 了社会的发展。随着钢铁、水泥等材料的出现和 广泛应用，人类社会开始从农业和手工业社 会进入了工业社会。

20世纪，半导体等新材料的出现 和广泛应用，则把人类由工业社会推 向信息社会。基于材料对社会发展的作 用，人们将信息、能源和材料并列为现 代文明的三大支柱。在三大支柱中，材 料又是能源和信息的基础。

图6.4-4 沧州铁狮子 图6.4-3 商代后期用

于蒸煮的青铜器——

甗（yǎn）

图6.4-5 气凝胶是世界上密度最小的 固体。这种新材料具有隔热、耐高温 等性能，在航天探测上有多种用途。

1. 下表列出了几种金属的密度、熔点、导热性能及导电性能等物理特性。研究表 中的数据，你有什么新的发现？

金 属 全球年产量 /（10⁴ t）

密度/（10³

kg·m^-3） 熔点/℃

导热性能 1表示最强 9表示最弱

导电性能 1表示最强 9表示最弱

市场价格 /（元·吨^-1）

（大约）

铝 15000 2.7 660 4 4 16 000

铜 8000 8.9 1083 2 2 58 000

金 2 19.3 1063 3 3 350 000 000

钢铁 301430 7.9 1540 8 7 4 000

铅 3000 11.3 327 9 9 15 000

镍 800 8.9 1453 7 6 140 000

银 8 10.5 961 1 1 7 000 000

综合考虑表中各方面的因素，通过小组讨论，回答以下问题。不仅要阐明你的观 点，还要说清楚理由。

（1）哪两种金属的导电性能好？在你认为导电性能好的金属中，哪种更适宜做 导线？

（2）哪一种金属的导热性能好？生活中常用的各种锅是用什么金属做的？为什么 人们炒菜时宁愿用铁锅而不愿用铝锅？

（3）哪一种金属的密度最小？生活中什么地方使用这种金属？综合评价为什么使 用它。

2. 有一种 1 角硬币，看上去好像是铝制的。它真是铝制的吗？请你想办法测量它 的密度。写出你选用的实验器材、实验方法，你所采用的实验步骤。1 角、5 角和 1 元 硬币所用的金属一样吗？通过实验验证你的判断。

3. 1 cm³的冰熔化成水后，质量是多少？体积是多少？

4. 根据气体的密度随温度升高而变小的现象，试分析房间里的暖气一般都安装在 窗户下面的道理。

动手动脑学物理

1. 质量

物体所含物质的多少叫做质量。当物体的位置、形状、状态改变时，物体的质量不 会改变。质量用字母

m

表示。质量的单位是千克，符号是 kg。

2. 质量的测量

质量可用天平、台秤等来称量。

使用托盘天平称量质量时，要把天平放在水平台面上；把游码放在标尺左端的零刻 度线处，调节横梁两端的平衡螺母，使指针指在分度盘的中线处，这时横梁平衡；把被测 物体放在左盘里，用镊子向右盘里加减砝码并调节游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平 衡。这时盘中砝码的总质量加上游码在标尺上所对的刻度值，就等于被测物体的质量。

3. 密度

某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。密度的公式为 ρ=

m

V

^。

测量物体的密度，可根据物体的质量和体积，利用公式 ρ=

m

V

^{计算。质量可以用天平}

测出，液体和形状不规则的固体的体积可以用量筒或量杯来测量。

4. 物质的鉴别

不同物质的密度一般不同，可以根据密度来鉴别物质。如果仅通过密度无法鉴别，

就需要根据物质的其他性质，如颜色、气味、硬度、电学特性等进一步鉴别。

学到了什么

在文檔中 物 理 (頁 122-131)