密度计算题的类型

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


  一、善于发现隐含条件

  例1  人类在新材料探索的道路上总在进行着不懈的努力,世界上密度最小的固体“气凝胶”就是新材料探索的重要成果,该物质的坚固耐用程度不亚于钢材,且能承受1400℃的高温,而密度只有3kg/m3。已知某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢(ρ钢=7.8×103kg/m3)制造,耗钢130吨;若采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机,则需“气凝胶”质量为多少?

  解析:此题的关键点是要理解“采用‘气凝胶’代替钢材来制造一架同样大小的飞机”, 这就告诉我们“气凝胶”的体积等于钢的体积。

  点拨:求解密度问题常见的隐含条件有三类:(1)质量不变。如冰熔化变成水,水凝固变成冰,物质状态变了,但质量不变。(2)密度不变。如想知道一块长方体巨石的质量,可以测量它的密度和体积去计算。怎样知道它的密度呢?就可以从它上面取一块小石头,测量出小石头的密度,则小石头的密度等于巨石的密度。(3)体积不变。除本题情况外,常见的如两种液体都用同一容器盛满,则两种液体的体积相等;再如,若待测物体是固体,使容器先盛满水,把固体放入后,部分水会溢出,则溢出水的体积与固体体积相等。

  二、判断是否空心方法

  例2  一个铁球,它的质量是624.1 g,体积是100 cm3,试问这个铁球是实心的,还是空心的?如果空心,空心部分的体积是多大?

  解法一:根据密度公式

  ∵ρ铁=7.9g/cm3

  ∴ρ球<ρ铁,故球是空心的.

  设空心部分体积为V空

  解法二:若铁球是实心的,则

  ∵m球<m铁

  ∴球是空心的

  空心部分体积为

  解法三:若球为实心的,则

  ∵V球>V铁

  ∴球是空心的

  空心部分体积V空=V球-V铁=100 cm3-79 cm3=21 cm3

  点拨:判断物体是实心的还是空心的,是运用密度知识来解答实际问题的一类典型题,一般有三种判断方法:

  比较密度:用ρ=m/v求出物体的密度,然后用该物体的密度同该类物体的密度相比较,如果两者相等,则ρ物体是实心的,如果物体的密度小,则物体是空心的。

  比较质量:用m=ρV求出在假设物体为实心时的质量,然后与物体的质量(实际质量)相比较,如果两者相等,则物体是实心的,如果物体的实际质量小,则物体是空心的。

  比较体积:v=m/ρ求出在假设物体为实心的体积,然后与物体的体积(实际体积)相比较如果两者相等,则物体是实心的,如果物体的实际体积大,则物体是空心的。题目如果再让求空心部分的体积,则这种方法求解起来最简便。所以建议大家掌握第三种方法。

  江苏丰县初级中学 刘庆贺


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