【密度的概念】
在物理學中,把某種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量叫做這種物質(zhì)的密度.
1、某種物質(zhì)的質(zhì)量和其體積的比值,即單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量,叫作這種物質(zhì)密度.符號ρ.國際主單位為單位 為千克/米^3,常用單位還有 克/厘米^3.
其數(shù)學表達式為ρ=m/V.在國際單位制中,質(zhì)量的主單位是千克,體積的主單位是立方米,于是取1立方米物質(zhì)的質(zhì)量作為物質(zhì)的密度.對于非均勻物質(zhì)則稱為“平均密度”.
2、密度的物理意義.用水舉例,水的密度在4℃時為10^3千克/米^3或1克/立方厘米（1.0×10^3kg／m^3,）物理意義是：每立方米的水的質(zhì)量是1.0×10^3千克.
地球的平均密度為5.5×10^3千克/米^3.
標準狀況下干燥空氣的平均密度為0.001293×10^3千克/米^3.
常見的非金屬固體、金屬、液體、氣體的密度：（單位：千克/米^3）金：19.3×10^3 銀：10.5×10^3 鋼,鐵：7.9×10^3
鉛：11.3×10^3 銅：8.9×10^3 鋁：2.7×10^3 干松木：0.5×10^3 水銀：13.6×10^3 硫酸：1.84×10^3 植物油0.9×10^3
煤油,酒精0.8×10^3 汽油：0.71×10^3 二氧化碳：1.98 氧：1.43 空氣：1.29 一氧化碳：1.25 氦：0.18 氫：0.09
3. 是指在規(guī)定溫度下,單位體積內(nèi)所含物質(zhì)的質(zhì)量數(shù),以kg/m^3（讀作千克每立方米）或g/cm^3（讀作克每立方厘米）表示.主要用在換算數(shù)量與交貨驗收的計量和某些油品的質(zhì)量控制,以及簡單判斷油品性能上.
4.在印刷術(shù)語中,反射密度指一種表面的遮光能力；透射密度指一種過濾器的遮光能力.
5.感光材料的密度是指其經(jīng)曝光顯影后,影像深淺的程度.如膠片,畫面愈是透明的地方,密度愈?。环粗?愈是不透明的地方,其密度愈大.
密度是反映物質(zhì)特性的物理量,物質(zhì)的特性是指物質(zhì)本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質(zhì),人們往往感覺密度大的物質(zhì)“重”,密度小的物質(zhì)“輕”一些,這里的“重”和“輕”實質(zhì)上指的是密度的大小.
：質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少.所含物質(zhì)減少,所以質(zhì)量減少.密度是物質(zhì)的一種特性,它不隨質(zhì)量、體積的改變而改變,同種物質(zhì)的密度不變.
密度是物質(zhì)的一種特性,它只與物質(zhì)的種類有關(guān),與質(zhì)量、體積等因素無關(guān),不同的物質(zhì),密度一般是不相同的,同種物質(zhì)的密度則是相同的 .
密度的公式 ：ρ＝m/V (ρ表示密度、m表示質(zhì)量、 V表示體積)
正確理解密度公式時,要注意條件和每個物理量所表示的特殊含義.從數(shù)學的角度看有三種情況：
（1） ρ一定,m和V 成正比；
（2）m 一定時,ρ與 V 成反比 ；
（3）V 一定時,ρ與 m 成正比.
結(jié)合物理意義,三種情況只有（1）的說法正確,(2)(3) 都是錯誤的.因為同種物質(zhì)的密度是一定的,它不隨體積和質(zhì)量的變化而變化,所以在理解物理公式時,不可能脫離物理事實,不能單純地從數(shù)學的角度理解物理公式中各量的關(guān)系
5. 國際單位制中密度的單位是 : 千克 / 米 3. 正確讀法為千克每立方米,符號kg/m3, 常用的單位是克/厘米3, 正確讀法是克每立方厘米 , 符號為 g/cm3.
它們之間的換算關(guān)系 ：
l g/cm3=1000kg/m3
6. 水的密度值為 1000kg/m3
它的物理意義是體積為1立方米水的質(zhì)量為1000kg.
7. 根據(jù)密度公式的變形式：m=vρ或 ,v=m/ρ可以計算出物體的質(zhì)量和體積,特別是一些質(zhì)量和體積不便直接測量的問題,如計算不規(guī)則形狀物體的體積、紀念碑的質(zhì)量等.密度是物質(zhì)的特性之一,每種物質(zhì)都有一定的密度,不同物質(zhì)的密度一般是不同.因此我們可以利用密度來鑒別物質(zhì).其辦法是是測定待測物質(zhì)的密度,把測得的密度和密度表中各種物質(zhì)的密度進行比較,就可以鑒別物體是什么物質(zhì)做成的.
8. 利用密度知識解決簡單問題,如判斷物體是否空心,用“分析法”解決一些較為復(fù)雜的問題.
判定物體是空心的還是實心的,一般有以下三種方法 ：
（1）提據(jù)公式 , 求出其密度 ,再與該物質(zhì)密度ρ比較 ,若 > ρ , 則為空心 , 若 ＝ρ,為實心.
（2）已知質(zhì)量,由公式V＝m/ρ ,求出V ,再與V物比較,若V物 > V ,則為空心,若V=V物 ,則該物體為實心.
（3） 把物體當作實心物體對待,利用 , 求出體積為v的實心物體的質(zhì)量, 然后將m 與物體實際質(zhì)量m物比較, 若m>m物時,則該物體為空心,若m=m物, 則該物體為實心 .
9. 人體的密度僅有1.07 g/cm3,竟然只比水的密度多出一些,所以學游泳應(yīng)該不會太難吧! 汽油的密度比水小,所以你知道為什么在路上看到的油漬,都會浮在水面上了吧. 海水的密度大于水,人體在海水中比較容易浮起來.
水的密度竟然大于冰,你現(xiàn)在就去冰箱里拿一些冰塊,把它丟在半杯水中,看看冰塊是浮著呢?還是沉下.物質(zhì)的密度會受溫度的影響而改變.一般而言,物質(zhì)的質(zhì)量不受溫度影響,但是體積會熱脹冷縮.所以溫度上升時體積膨脹,密度相對就變小了.相反的,物質(zhì)在溫度下降時體積縮小,密度會變大.不過水是例外,因為水的密度在4℃時最大,水溫只要從4℃上升或下降,密度都會變小.也就是說4℃的水,體積在受熱時也膨脹、冷卻時也膨脹.所以水總是由表面開始結(jié)冰,密度最大的4℃的水會沉入最底層.這個性質(zhì)非常重要,在嚴寒的冬天,雖然水的表面已結(jié)冰,但在湖泊的底層仍維持4℃左右,使水中的生物可安然度過冬天.
10.密度是物質(zhì)的一種重要特性.根據(jù)密度的大小,人們可以鑒別物質(zhì)；選擇密度不同的物質(zhì),可以滿足制造的不同需要；通過測定密度,科學研究中還可能發(fā)現(xiàn)其他新物質(zhì).
11.密度在國際單位制中的主單位是“千克／米3”,這是絕大多數(shù)同學都能夠掌握的,但是要換算單位,不少同學卻感到困難了.例如：鐵的密度是78×103千克／米3＝克／厘米3.這個問題可以利用單位換算中的基本方法來解決,那就是分子里的單位變小多少倍,換算后的數(shù)值就變大多少倍：1千克＝10^3克；分母中的單位變小多少倍,換算后的數(shù)值要變小多少倍：1米3＝106厘米3,因此,7．8×10千克／米3＝7．8×103×（103／106）克／厘米3＝7．8克／厘米3；根據(jù)這種換算方法；分析一下可以得出密度的單位有一個規(guī)律,即：對于某種物質(zhì)的密度,在分別用“克／厘米3”,“千克／分米3”和“噸／米3”來做單位時,它們的數(shù)值是相同的.例如,鐵的密度,按照這個規(guī)律可知：ρ水＝7．8克／厘米3＝7．8千克／分米3＝7．8噸／米3.這個“7．8”就是課本上密度表中鐵的密度值去掉103得到的.記住這個規(guī)律,不但給密度單位的換算帶來很大的方便,而且使一些涉及密度計算的問題變得簡單.例如用這種方法來記算水的質(zhì)量,就是1厘米3（毫升）水的質(zhì)量是1克,1分米3（升）水的質(zhì)量是1千克,1米3水的質(zhì)量是1噸.
[編輯本段]【密度的應(yīng)用】
密度在生產(chǎn)技術(shù)上的應(yīng)用,可從以下幾個方面反映出來.
1.可鑒別組成物體的材料.
密度是物質(zhì)的特性之一,每種物質(zhì)都有一定的密度,不同物質(zhì)的密度一般是不同.因此我們可以利用密度來鑒別物質(zhì).其辦法是是測定待測物質(zhì)的密度,把測得的密度和密度表中各種物質(zhì)的密度進行比較,就可以鑒別物體是什么物質(zhì)做成的.
2.可計算物體中所含各種物質(zhì)的成分.
3.可計算某些很難稱量的物體的質(zhì)量或形狀比較復(fù)雜的物體的體積.
根據(jù)密度公式的變形式：m=vρ或 ,v=m/ρ可以計算出物體的質(zhì)量和體積,特別是一些質(zhì)量和體積不便直接測量的問題,如計算不規(guī)則形狀物體的體積、紀念碑的質(zhì)量等.
4.可判定物體是實心還是空心.
利用密度知識解決簡單問題,如判斷物體是否空心,用“分析法”解決一些較為復(fù)雜的問題.
判定物體是空心的還是實心的,一般有以下三種方法 ：
（1）提據(jù)公式 , 求出其密度 ,再與該物質(zhì)密度ρ比較 ,若 > ρ , 則為空心 , 若 ＝ρ,為實心.
（2）已知質(zhì)量,由公式V＝m/ρ ,求出V ,再與V物比較,若V物 > V ,則為空心,若V=V物 ,則該物體為實心.
（3） 把物體當作實心物體對待,利用 , 求出體積為v的實心物體的質(zhì)量, 然后將m 與物體實際質(zhì)量m物比較, 若m>m物時,則該物體為空心,若m=m物, 則該物體為實心 .
5.可計算液體內(nèi)部壓強以及浮力等.
綜上所述,可見密度在科學研究和生產(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用.對于鑒別未知物質(zhì),密度是一個重要的依據(jù).“氬”就是通過計算未知氣體的密度發(fā)現(xiàn)的.經(jīng)多次實驗后又經(jīng)光譜分析,確認空氣中含有一種以前不知道的新氣體,把它命名為氬.在農(nóng)業(yè)上可用來判斷土壤的肥力,含腐殖質(zhì)多的土壤肥沃,其密度一般為2.3×103千克/米3.根據(jù)密度即可判斷土壤的肥力.在選種時可根據(jù)種子在水中的沉、浮情況進行選種：飽滿健壯的種子因密度大而下沉；癟殼和其他雜草種子由于密度小而浮在水面.在工業(yè)生產(chǎn)上如淀粉的生產(chǎn)以土豆為原料,一般來說含淀粉多的土豆密度較大,故通過測定土豆的密度可估計淀粉的產(chǎn)量.又如,工廠在鑄造金屬物之前,需估計熔化多少金屬,可根據(jù)模子的容積和金屬的密度算出需要的金屬量.
[編輯本段]【測物體密度的方法】
測量物體密度的方法多種多樣,可開發(fā)學生思維,本人歸納總結(jié)出以下幾種測量方法：
[編輯本段]一、測固體密度
基本原理:ρ=m/V：
1、 稱量法：
器材：天平、量筒、水、金屬塊、細繩
步驟：
1、用天平稱出金屬塊的質(zhì)量；
2、往量筒中注入適量水,讀出體積為V1,
3、用細繩系住金屬塊放入量筒中,浸沒,讀出體積為V2.
計算表達式：ρ=m/(V2-V1)
2、 比重杯法：
器材：燒杯、水、金屬塊、天平、
步驟：
1、往燒杯裝滿水,放在天平上稱出質(zhì)量為 m1；
2、將金屬塊輕輕放入水中,溢出部分水,再將燒杯放在天平上稱出質(zhì)量為m2;
3、將金屬塊取出,把燒杯放在天平上稱出燒杯和剩下水的質(zhì)量m3.
計算表達式：ρ=ρ水(m2-m3)/(m1-m3)
3、 阿基米德定律法：
器材：彈簧秤、金屬塊、水、細繩
步驟：
1、用細繩系住金屬塊,用彈簧秤稱出金屬塊的重力G；
2、將金屬塊完全浸入水中,用彈簧秤稱出金屬塊在水中的視重G/；
計算表達式：ρ=Gρ水/(G-G)
4、 浮力法(一)：
器材：木塊、水、細針、量筒
步驟：
1、往量筒中注入適量水,讀出體積為V1；
2、將木塊放入水中,漂浮,靜止后讀出體積 V2；
3、用細針插入木塊,將木塊完全浸入水中,讀出體積為V3.
計算表達式：ρ=ρ水(V2-V1)/(V3-V1)
5、 浮力法（二）：
器材：刻度尺、圓筒杯、水、小塑料杯、小石塊
步驟：
1、在圓筒杯內(nèi)放入適量水,再將塑料杯杯口朝上輕輕放入,讓其漂浮,用刻度尺測出杯中水的高度h1;
2、將小石塊輕輕放入杯中,漂浮,用刻度尺測出水的高度h2;
3、將小石塊從杯中取出,放入水中,下沉,用刻度尺測出水的高度h3.
計算表達式：ρ=ρ水(h2-h1)/(h3-h1)
6、 密度計法：
器材：雞蛋、密度計、水、鹽、玻璃杯
步驟：
1、在玻璃杯中倒入適量水,將雞蛋輕輕放入,雞蛋下沉；
2、往水中逐漸加鹽,邊加邊用密度計攪拌,直至雞蛋漂浮,用密度計測出鹽水的密度即等到于雞蛋的密度；
[編輯本段]二、測液體密度
1、 稱量法：
器材：燒杯、量筒 、天平、待測液體
步驟：
1、用調(diào)好的天平稱出燒杯和待測液體的總質(zhì)量M1；
2、將燒杯中的液體（適量）倒入量筒中,用天平測出剩余液體和燒杯的總質(zhì)量M2；
3、讀出量筒中液體的體積V.
計算表達：ρ=(M1-M2)/V
2、 比重杯法
器材：燒杯、水、待液體、天平
步驟：
1、用天平稱出燒的質(zhì)量M1；
2、往燒杯內(nèi)倒?jié)M水,稱出總質(zhì)量M2；
3、倒去燒杯中的水,擦干,往燒杯中倒?jié)M待測液體,稱出總質(zhì)量M3.
計算表達：ρ=ρ水(M3-M1)/(M2-M1)
3、 阿基米德定律法：
器材：彈簧秤、水、待測液體、小石塊、細繩子
步驟：
1、用細繩系住小石塊,用彈簧秤稱出小石塊的重力G；
2、將小石塊浸沒入水中,用彈簧秤稱出小石的視重G/；
3、將小石塊浸沒入待測液體中,用彈簧秤稱出小石塊的視重G//.
計算表達：ρ=ρ水(G-G//)/(G-G/)
(注意:用此種方法的條件是:待測液體不溶于水,待測液體的密度小于水的密度)
4、 密度計法：
器材：密度計、待測液體
方法：將密度計放入待測液體中,直接讀出密度.
[編輯本段]【對于實物微粒,密度ρ的含義】
量子力學明確指出,對于實物微粒,密度ρ的含義是該粒子在空間任一微小區(qū)域（數(shù)學術(shù)語是“體積元”）里出現(xiàn)的概率,即概率密度.
[編輯本段]【密度與浮力的關(guān)系】
一、物體在水中
ρ物體＜ρ水,物體漂?。ɑ蛏细。?br/>ρ物體= ρ水,物體懸浮
ρ物體＞ρ水,物體沉底（或下沉）
二、對于任何液體
ρ物體＜ρ液,物體漂?。ɑ蛏细。?br/>ρ物體= ρ液,物體懸浮
ρ物體＞ρ液,物體沉底（或下沉）
三、當ρ物體≤ρ液時（物體漂浮或懸浮）
物體在水中的體積：物體的體積=ρ物體：ρ液
當ρ物體= ρ水（物體懸）浮時,物體在水中的體積：物體的體積=1：1
[編輯本段]常見物質(zhì)的密度
水銀 13.6×103
鉛 11.3×103
銅8.9×103
鐵 7.9×103
常用物質(zhì)密度表（1g/cm3=1000kg/m3=1噸/立方米）
材料名稱 密度(g/cm3) 材料名稱 密度(g/cm3)
水 1.00 玻璃 2.60
冰 0.92 鉛 11.40
銀 10.50 酒精 0.79
水銀(汞) 13.60 汽油 0.75
灰口鑄鐵 6.60-7.40 軟木 0.25
白口鑄鐵 7.40-7.70 鋅 7.10
可鍛鑄鐵 7.20-7.40 純銅材 8.90
銅 8.90 59、62、65、68黃銅 8.50
鐵 7.86 80、85、90黃銅 8.70
鑄鋼 7.80 96黃銅 8.80
工業(yè)純鐵 7.87 59-1、63-3鉛黃銅 8.50
普通碳素鋼 7.85 74-3鉛黃銅 8.70
優(yōu)質(zhì)碳素鋼 7.85 90-1錫黃銅 8.80
碳素工具鋼 7.85 70-1錫黃銅 8.54
易切鋼 7.85 60-1和62-1錫黃銅 8.50
錳鋼 7.81 77-2 鋁黃銅 8.60
15CrA鉻鋼 7.74 67-2.5、66-6-3-2、60-1-1鋁黃銅 8.50
20Cr、30Cr、40Cr鉻鋼 7.82 鎳黃銅 8.50
38CrA鉻鋼 7.80 錳黃銅 8.50
鉻、釩、鎳、鉬、錳、硅鋼 7.85 7-0.2、6.5-0.4、6.5-0.1、4-3錫青銅 8.80
純鋁 2.70 5-5-5鑄錫青銅 8.80
鉻鎳鎢鋼 7.80 3-12-5鑄錫青銅 8.69
鉻鉬鋁鋼 7.65 鑄鎂 1.80
含鎢9高速工具鋼 8.30 工業(yè)純鈦（TA1、TA2、TA3） 4.50
含鎢18高速工具鋼 8.70 超硬鋁 2.85
0.5鎘青銅 8.90 LT1特殊鋁 2.75
0.5鉻青銅 8.90 工業(yè)純鎂 1.74
19-2鋁青銅 7.60 6-6-3鑄錫青銅 8.82
9-4、10-3-1.5鋁青銅 7.50 硅黃銅、鎳黃銅、鐵黃銅 8.50
10-4-4鋁青銅 7.46 純鎳、陽極鎳、電真空鎳 8.85
高強度合金鋼 ` 7.82 鎳銅、鎳鎂、鎳硅合金 8.85
軸承鋼 7.81 鎳鉻合金 8.72
7鋁青銅 7.80 鋅錠（Zn0.1、Zn1、Zn2、Zn3） 7.15
鈹青銅 8.30 鑄鋅 6.86
3-1硅青銅 8.47 4-1鑄造鋅鋁合金 6.90
1-3硅青銅 8.60 4-0.5鑄造鋅鋁合金 6.75
1鈹青銅 8.80 鉛和鉛銻合金 11.37
1.5錳青銅 8.80 鉛陽極板 11.33
5錳青銅 8.60 4-4-2.5 錫青銅 8.75
金 19.30 5鋁青銅 8.20
4-0.3、4-4-4錫青銅 8.90 變形鎂 MB1 1.76
不銹鋼 0Cr13、1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13 、Cr17Ni2、Cr18、9Cr18、Cr25、Cr28 7.75 MB2、MB8 1.78
Cr14、Cr17 7.70 MB3 1.79
0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr18Ni9Ti、2Cr18Ni9 7.85 MB5、MB6、MB7、MB15 1.80
1Cr18Ni11Si4A1Ti 7.52 鍛鋁 LD8 2.77
不銹鋼 1Crl8NillNb、Cr23Ni18 7.90 LD7、LD9、LD10 2.80
2Cr13Ni4Mn9 8.50 鈦合金 TA4、TA5、TC6 4.45
3Cr13Ni7Si2 8.00 TA6 4.40
白銅 B5、B19、B30、BMn40-1.5 8.90 TA7、TC5 4.46
BMn3-12 8.40 TA8 4.56
BZN15-20 8.60 TB1、TB2 4.89
BA16-1.5 8.70 TC1、TC2 4.55
BA113-3 8.50 TC3、TC4 4.43
鍛鋁 LD2、LD30 2.70 TC7 4.40
LD4 2.65 TC8 4.48
LD5 2.75 TC9 4.52
防銹鋁 LF2、LF43 2.68 TC10 4.53
LF3 2.67
硬鋁 LY1、LY2、LY4、LY6 2.76
LF5、LF10、LF11 2.65 LY3 2.73
LF6 2.64 LY7、LY8、LY10、LY11、LY14 2.80
LF21 2.73 LY9、LY12 2.78
LY16、LY17 2.84
氣體的密度 （單位：103千克/米3）
氫氣
0. 00009
氦氣
0. 00018
氖氣
0. 00090
氮氣
0. 00125
氧氣
0. 00143
氟氣
0. 001696
氬氣
0. 00178
臭氧（O3）
0. 00214
氨氣
0. 00077
氙氣
0. 00589
氡氣
0. 00973
煤氣
0. 00060
一氧化碳
0. 00125
氯氣
0. 00321
溴
0. 00714
空氣
0. 00129
氯化氫
0. 00164
甲烷
0. 00078
氧化氮
0. 00134
硫化氫
0. 00154
乙炔
0. 00117
乙烷
0. 00136
二氧化碳
0. 00198