文档内容
6.4 密度与社会生活（教学设计）
年级 八年级 授课时间
课题 6.4 密度与社会生活
1. 知道密度与温度的关系，并能解释简单的与社会生活相关的密度问题。
教学
2. 通过分析实例，理解密度是物质的一种特性，能运用密度知识鉴别物质。
目标
3. 通过学习密度知识的应用，认识到物理理论在解决实际问题中的重要作用。
在学习了密度概念及其测量的基础上，本节让学生进一步学习如何利用密度知识
来解决实际问题。在“密度与温度”的问题中，通过生活中常见的热胀冷缩的现象引
出温度对物质密度的影响。风是常见的自然现象，有了气体受热膨胀、密度变小的知
识，就能解释风的形成了。通过自来水管在冬天容易被冻裂，引出了水和冰哪个密度
大的问题，也就会给学生留下深刻的印象。
教材
用密度鉴别物质是密度知识的一个重要应用。教材通过分析一个实心铅球是否是
分析
纯铅制造的问题，给出了用密度鉴别物质的方法，并呼应了章首语提出的问题。教材
还进一步介绍了密度知识在生产和生活中的其他广泛应用，以此引导学生重视密度与
社会生活的联系。
不同的材料，因为物理性质不同，在生活中有不同的应用。教材在“材料与社会
发展”中简单提到了一些材料的属性，展现了材料科学对社会发展的促进作用。
纸风车、酒精灯、火柴、热水瓶、锥形瓶、气球等。
教学
多媒体ppt，包含视频：《温度对密度的影响》、《水在4℃时密度最大》、《阿
器材
基米德辨别王冠的故事》。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课
【展示图片，提出问题】
①在北方的冬天，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，不仅影响正常生活用水，还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏。水
管为什么会被冻裂？ 观看图片，思
考问题，提高
②飞机制造所用的材料主要是超硬铝和钛合金。而钢铁的硬度也比较理想，
兴趣，进入情
价格又低廉，但是为什么很少用呢？
景。材料 密度（kg/m3）
超硬铝 2.7×103
钛合金 4.5×103
钢、铁 7.8×103
这都与密度有关，密度知识在工农业生产、社会生活中有重要的应用，今天
我们一起学习——《6.4密度与社会生活》。
学习新课 一、 密度与温度
1. 物质密度与温度的关系
【演示实验】（1）将一个瘪了的乒乓球放入热水中，观察发生的现象。
（2）在室温下，把一个气球套在空锥形瓶的瓶口上，然后把瓶子放入热
水中，观察气球的变化；再把瓶子放在冷水中，观察气球的变化。
观察2个实验
现象，分析原
瘪乒乓球 放入热水中 气球套在锥形瓶口上 因，归纳出实
验结论。
【实验现象】①变瘪了的乒乓球会重新鼓起来。②气球放入热水中时，气
球会凸起来；放入冰水中，气球瘪了下去。
【提问】乒乓球（空锥形瓶）内空气的密度变化吗？为什么？
（3）分析论证：根据 ρ=m/V进行分析。
①瘪了的乒乓球放入热水中时，球内气体受热膨胀，体积变大，因为质量
不变，根据 ρ=m/V可知，密度变小。
②套在锥形瓶瓶口上的气球，放入热水中时，瓶内气体受热膨胀，体积变
大，密度变小；放入冰水中时，体积变小，密度变大。
（4）实验结论：
一定质量的气体，其密度受温度的影响较大。当其温度升高时，密度变
小；当其温度降低时，密度变大。
（5）热胀冷缩
自然界中的绝大多数物质都有温度升高时体积变大，温度降低时体积变小
的性质，物质的这种性质可简称为“热胀冷缩”。
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。
知道热胀冷缩
2. 风的形成
的规律。
（1）风的形成
【演示实验】如图1所示，做一个纸风车。把风车放在点燃的酒精灯上
方，观察发生的现象。现象：风车能转动起来。
【提问】你知道是什么推动了风车吗？[来
【回答】当酒精灯上方空气温度升高时，受热体积膨胀，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，形成气流，气流流过风车
时，带动风车转起来。
（2）自然界的风的形成
【提问】自然界的风是怎样形成的？
【分析】风就是空气的流动，风的形成是温度引起空气的热胀冷缩所致。
气体受热膨胀，体积变大，根据密度公式ρ=m/V 可知密度变小，所以气体密
度变小会上升。热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，从而形
成风。地面附近的风总是从低温地区吹向高温地区。 观察实验现
象，分析、讨
（3）风的利用：风力提水、风力发电、风帆助航等。
论风的形成原
【播放视频】——《温度对密度的影响》 因，自由回
答。
3. 冬天自来水管被冻裂的原因
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，因
为质量不变，根据 V=m/ρ可知，体积增大，所以就把水管胀裂了。
4. 水的反常膨胀现象
（1）水的热膨胀规律
如图3所示，是科研人员通过探究“一定质量的水的体积随温度变化的关
系” 做出的图像。
【提问】分析图象，回答以下问题：图象中AB段、BC段反映的物理规律
分别是什么？
观看视频，进
一步理解温度
对密度的影
响。
图3 水的体积-温度图像 图4 水的密度--温
解释冬天自来
【分析度】图A像B段，水温低于4℃时，水温升高，体积减小；BC段，水温高 水管被冻裂的
于4℃时，水温升高，体积增大。 原因。
【归纳】以上现象揭示了水的膨胀规律：4℃以上的水是热胀冷缩，而
0℃～ 4℃的水是热缩冷胀，把这种现象称为反常膨胀。（2）水的密度与温度的关系
根据ρ=m/V可知：水的质量不变，在温度4℃时，体积最小，所以密度最
大。温度高于4℃时，随着水温的升高，密度越来越小；温度低于4℃时，随
着温度的降低，水的密度也越来越小（如图4所示）。 根据水的体积-
温度图像，推
结论：在温度为4℃时，水的密度最大。
导出水的密度
与温度的关
（3）与水的反常膨胀有关的现象
系。
①水在4℃时的密度最大，下沉到水底。如图5所示：水的反常膨胀使得
水从上到下结冰。在寒冷的冬天，水面冰封了，但较深湖底的水却有可能保持
4℃的水温，利于生物存活。
特别是要理解
水的反常膨胀
现象。
图5 图6 温度为4℃时饮料
②各种饮安料全都含有水分，由于水在4℃时的密度最大，体积最小，所以储
存或运输在温 度为4℃时最安全的。
【播放视频】——《水在4℃时密度最大》
【例题1】在室温下，吹鼓两个气球，分别把它们放在冰箱的冷藏室和炉 推导出温度为
火附近，过一会儿，你会发现：在冷藏室的气球体积_______，在炉火附近的 4℃时，水的
气球体积________。由于密度ρ=m/V，一定质量的气体体积膨胀后，密度 密度最大。
________；可见，温度____（选填“能”或“不能”）改变物质的密度。
【答案】缩小，膨胀，减小，能。
【解析】气体具有热胀冷缩的性质，室温环境下的气球，温度降低，体积
缩小，火炉边的气球温度升高，体积膨胀。
气体的质量不变，当温度升高时，体积膨胀，根据 ρ=m/V可知密度减
小，温度降低时，体积收缩，密度增大，故温度能改变物质的密度。
解释与水的反
【例题2】如图所示是水的密度随温度变化的关系图，由图中的关系不能
常膨胀有关的
得出的结论是（ D ） 2个现象。
A．水在4℃时密度最大
B．水在0～4℃，随着温度的降低，密度越来越小
观看视频，进
C．水在4～8℃，随着温度的升高，密度越来越小 一步理解水在
4℃时密度为
D．水凝固成冰时体积会变大
什么最大。
【解析】由水的密度随温度变化的关系图，可得出结论：水在4℃时密度
最大；水在0～4℃，随着温度的降低，密度变小；水在4～8℃，随着温度的
升高，密度变小。不能得出水凝固成冰时体积会变大的结论。所以选项ABC
都正确，选项D错误。做题1并进行
解析，理解气
体的密度与温
度的关系，会
解释有关现
象。
做题2并进行
解析，理解水
的密度与温度
的关系。
学习新 课 二、 密度与物质鉴别
1. 鉴别物质的种类
【提出问题】如何鉴别一枚金牌是不是用纯金做成的?
【师生共同分析】物质的密度是物质的特性，同种物质密度是相同的，不同
物质的密度一般是不同的。只要测出了金牌的密度，再与密度表中金的密度进行 思考问题，进
比较，如果计算值和理论值吻合，材料可能为真，不吻合则说明材料有假。 入主题。
要测金牌的密度，可用天平测质量，用借助于溢水杯和量筒，利用排水法
测量体积，根据密度公式ρ=m/V计算出密度。
例如，某运动员获得了一枚金牌，为了鉴别金牌是否是纯金制成的，他测
出了金牌的质量为12.5 g，体积为0.75 cm3，问金牌是否是纯金制成的？（金 说出鉴定一枚
的密度ρ ＝19.3g/cm3） 金牌密度的方
金
法。
【解析】此“金牌”的密度为
ρ=m/V ＝125g/10.5cm3 ＝11.9g/cm3 <ρ
金。
进行计算加深
所以不是纯金制成的．
印象。
【想想议议】用密度鉴别金牌，这种鉴别方法是不是绝对可靠？为什么？
【回答】从前面的密度表可知，一些不同物质的密度是相同的。例如酒精
和煤油都是液体，它们的密度都0.8×103㎏/m3，所以这种鉴别方法不是绝对可
靠的。
通过对两者气味的判断，在知道密度的基础上可以鉴别出酒精和煤油。一
知道可以根据
些混合物的密度和一些物质的密度相等。要准确的鉴别物质，既要看密度，还
密度鉴别物
要看颜色、气味、硬度等。
质，但这种鉴
2. 密度在社会生活中的其他应用 别方法不是绝
对可靠的。
【讲解】
（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，鉴别产品优劣。例如用盐水选种，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。 配合老师进行
活动。了解密（3）根据密度大小选择合适的材料 度在社会生活
中的一些其他
根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小，密度越大，质量
应用。
越大。
【提出问题】
①交通工具、航空器材中，为什么常采用高强度、低密度的合金、玻璃钢
等复合材料？
思考并回答2
个问题。感受
密度知识在社
会生活中的应
用。
图7飞机采用高强度、低密度材料 图8 压路机滚
②筒机器底座、压路机的滚筒都比较重，常常选用密度大的材料来制作，这
是为什么？
【分析归纳】交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度的合金、玻
璃钢等复合材料，可以减小自身的质量。机器底座的作用是为了增加稳度，压
路机的滚筒是对路面的压力大。这些情况下，要求它们的质量大一些，所以人
们就常常选用密度大的材料来制作。源:Z,x
③拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的特技镜头时，要求道具的质量要小，人
们常选用密度很小的泡沫塑料做道具。
④在产品包装中，常采用密度很小的泡沫塑料作填充物，减小质量，同时
起到防震作用，便于运输，价格低廉。
【例题3】物理知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的一些说法正确
的是③④（选填序号）。
①1kg的水和1kg的冰的密度相同；
②可以利用密度来鉴别物质，因不同物质的密度一定不同；
③为减轻质量，航空器材常采用强度高、密度小的合金或新型合成材料；
④发生火灾时，受困人员常采取弯腰甚至爬行的姿势撤离，是因为含有有
害物质的空气温度较高，密度较小，大量聚集在房间的上方。
【解析】①1kg的水和1kg的冰的质量相同，但状态不同，水结成冰后体
积变大，密度减小，故①错误；
②不同物质的密度一般不同，所以可以利用密度来鉴别物质，但也有个别
的不同物质具有相同的密度，故②错误；
③航空器材的体积一定，由m=ρV可知，材料的密度越小，器材的质量越
小，故航空器材采用强度高、密度小的材料制造，③正确； 做题并进行解
析，加深理解
④发生火灾时，温度较高，室内有毒气体体积膨胀，密度减小；有毒气体
密度知识在社
会流向房间上方，所以为有效避免吸入有害气体或被灼伤，受困人员常采取弯
会生活中的应
腰甚至爬行的姿势撤离，故④正确。 故选③④。
用。。
【例题4】如图所示是我国自行研制的C919大型喷气客机。工程师将一
质量是将一质量是7.9kg钢制零件改用等体积的第三代铝锂合金替换，该零件
的体积是____m3，用铝锂合合制成的新零件质量为____kg。可见，用第三代铝
锂合金替换钢制零件可以减小自身的 。（钢的密度为7.9×103kg/m3，铝
锂合金的密度为2.4×103kg/m3）【答案】1×10-3；2.4；质量。
【解析】该零件的体积是 V＝==1×10-3 m3
锂合合制成的新零件质量为
m=ρV ＝2.4×103kg/m3×10-3m3 ＝2.4kg
用第三代铝锂合金替换钢制零件可以减小自身的质量。
1. 如图1所示，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。这是因为一定质量的气体受热膨胀后，密度____（选填“变小”、“变大”、“不
变”）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。根据气体这个
特点，则安装暖气时应该靠近______（选填“地面”或“天花板”）。
【答案】变小，地面。
【解析】点燃酒精灯，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密
度小的热空气上升，形成对流。
实验说明温度能够改变气体的密度，根据气体的这种变化规律，安装暖气时暖气片
应该靠近地面，暖气周围的空气温度高，空气密度比较小，流向上方，使整个房间温度
比较高。
课
堂
练
习
图1 图22．如图2所示，有一枚2022年北京冬奥会纪念币，小明测量出它的质量为150g，
体积为17cm3，试判断这枚纪念币是不是金制作的？（已知金的密度为19.3g/cm3）
【答案】不是金制作的。
【解析】纪念币的密度ρ=m/V ＝150g/17cm3 ＝8.8g/cm3 <ρ
金。
ρ ＜ρ =19.3g/cm3
纪念币 金
所以这枚纪念币不是纯金制作的。
3．严寒的冬天，室外的自来水管常会被冻裂，原因是（ ）
A．水结成冰以后密度变大
B．水结成冰以后体积变大
C．水结成冰以后质量变大
D．水管本身耐寒程度不够
【答案】B.
【解析】严寒的冬天，室外的自来水管常会被冻裂，原因是水结冰后，质量不变，
m = m ，即ρ V = ρ V
冰 水 冰 冰 水 水
因为ρ ＜ ρ ，所以V ＞V ，
冰 水 冰 水
课
即密度变小，体积变大。所以选B。
堂
练 4. 图所示为体积和质量都相等的铜、铁、铝的空心球（已知ρ >ρ >ρ ）的示意
铜 铁 铝
习 图，图中白色部分表示各球的空心部分，请用笔线分别连接对应的金属球。
【答案】右图.
【解析】因为铜、铁、铝的质量相等，且ρ >ρ >ρ ，根据ρ=m/V 可得，铜的实际
铜 铁 铝
体积最小，铝的实际体积最大，又因为三球的体积相等，因此铜球的空心部分体积最
大，铝球的空心部分最小，对应连线如图所示。
5. 社会生活中密度用途很广，下列说法正确的是（ ）
A．拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的镜头时，常选用密度很小的泡沫塑料做道具。
B．一杯牛奶喝掉一半后，质量变小，密度变小
C．冬天户外的水管容易冻裂，是由于水结冰后密度变大D．小兰估测教室空气的质量，大约是25kg（空气密度约为1.29kg/m3）
【答案】A。
【解析】A．拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的镜头时，常选用密度很小的泡沫塑料做
道具；该选项正确.
B．一杯牛奶喝掉一半后，质量变小，密度不变；该选项错误.
C．冬天户外的水管容易冻裂，是由于水结冰后密度变小，体积变大，该选项错误.
D．先估算教室的体积约为V=10m×7m×4m=280m3
空气的密度为1.29kg/m3，近似取1千克/m3
由公式ρ=m/V 得m=ρV＝1kg/m3×280m3=280kg
所以小兰估测教室空气的质量，大约是25kg是错误的.
所以选A。
6．室内火灾发生时，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离，以尽量减少有害气
体的吸入。这是因为燃烧产生的有害气体（ ）
A．温度较低，密度较大 B．温度较低，密度较小
C．温度较高，密度较大 D．温度较高，密度较小
【答案】D。
【解析】室内火灾发生时，温度较高，室内有毒气体体积膨胀，密度减小，有毒气
体漂浮在房间的上方。所以，为有效避免吸入有害气体或被灼伤，受困人员应采取弯腰
甚至匍匐的姿势撤离火场。答案D正确。
7．在寒冷的冬天，裸露在室外的自来水管容易爆裂，其原因是水管中的水由液态变
成固态时_______增大，把水管胀裂。事实表明，0～4℃的水“热缩冷胀”，高于4℃的
水“热胀冷缩”，由此可知4℃水的______最大，所以封冻河面下较深河底的水温保持
_______，冰层下接触冰的水温度是______℃。
【答案】 体积；密度；4；0。
【解析】0～4℃的水“热缩冷胀”，高于4℃的水“热胀冷缩”，由此可知4℃水的
密度最大，封冻河面下较深河底的水温保持4℃ ，冰层下接触冰的水温是0℃。
第7题图
第8题图
8. 课外科技活动中，小丽等同学将一定质量的水放在一个加盖的量筒中，探究水的
体积随温度变化的情况，根据实验数据画出体积V—温度t图像（如图所示），请根据图
像中的信息回答问题。①用简洁的语言描述“水的体积随温度变化的情况”，__________；
②在0℃～4℃间温度升高，水的密度_______，超过4℃之后，温度上升，水的密度
________（变大/变小/不变）；
③根据前面的探究可以发现，常用的液体温度计不用水为测温物质的原因是
________________；
④小丽等同学在探究时，量筒里水的质量为______g．（4℃时水的密度为
1.0×103kg/m3）
【答案】①先变小后变大；②变大，变小；③水在4℃以下出现反常膨胀现象；
④104。
【解析】④4℃时水的体积104cm3，密度为1×103kg/m3
水的质量 m＝ρV＝1.0g/cm3×104cm3 ＝104g
9．在加油站加油时，合格汽油的密度应该为0.71×103 kg/m3，如果汽油的成分中含重
油偏大，就是不合格产品，重油的密度大于汽油的密度，不合格的汽油的密度会偏大。
有的加油站通常使用密度瓶来检验汽油的密度，如果密度瓶空瓶的质量为120 g，装满水
后质量为320 g，若装满汽油质量为266 g，试判断该汽油是否合格？
【答案】汽油的密度0.73×103kg/m3 ，所以不合格。
【解析】（1）瓶中水的质量为：m =320g-120g =200 g
水
m 200g
瓶的容积为：V= = =200c m3
ρ 1.0g/cm3
（2）装满汽油，汽油质量 m =266g-120g =146g，
油
（3）汽油的密度 ρ ＝m/V=146g/200cm3=0.73g/cm3=0.73×103kg/m3
汽油
ρ ＞0.71×103 kg/m3，所以不合格。
汽油
10．细心的小明发现北方寒冷的冬天，室外的自来水表常常被冻裂，如图所示，是
什么原因呢？小明设想用一个水桶装满水后，然后将其放在寒冷的室外。若桶内装满水
后，水的质量为7.2kg。请你先帮他做个计算（ρ =0.9×103kg/m3）：
冰
（1）质量为7.2kg的水的体积是多少？
（2）质量为7.2kg的水，全部结为冰时，冰的体积是多少？
（3）现在你能帮他找出这种现象出现的原因了吗？
【答案】（1）7.2×10-3m3；（2）8×10-3m3；（3）见解析。
【解析】（1）由 ρ=m/V 得，水的体积是
m 7.2kg
V = 水 = =7.2×10-3m3
水 ρ 1.0×103kg/m3
水
（2）水全部结为冰时，质量不变，由 ρ=m/V 得，冰的体积是
m 7.2kg
V = 冰 = =8×10-3m3
冰 ρ 0.9×103kg/m3
冰
（3）比较（1）和（2）中同质量的水和冰的体积，V >V ，自来水表常常被冻裂
冰 水
的原因是：冬天室外的密闭在自来水表中的水凝固成冰时体积膨胀，将自来水表胀裂。
6.4 密度与社会生活
1. 密度与温度
板
（1）一定质量的气体，当温度升高时，体积膨胀，密度变小。
书
设计 （2）水的密度随状态的变化：水结冰时密度变小、体积变大；
（3）水的反常膨胀：0～4 ℃时水遵循热缩冷胀的规律，4 ℃时水的密度最大.
2. 密度与物质鉴别
密度是物质的一种特性，人们可以根据密度来鉴别不同的物质.
3. 密度在生活中的应用：盐水选种、根据密度大小选择合适的材料。
6.4 密度与社会生活
课
堂
小
结
作
业
