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  4. 与密度有关的物理现象

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,且能承受很高的温度,而密度只有

一、题文

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,且能承受很高的温度,而密度只有3 kg/m3。已知某大型飞机采用现在盛行的超高强度结构钢制造,耗钢117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?重多少牛顿?(ρ=7.8×103kg/m3)

考点提示:与密度有关的物理现象

二、答案

0.045t;450 N

试题分析:要想得到气凝胶的质量,根据公式:m=ρv,在知道气凝胶的密度的前提下,还需要知道气凝胶的体积;
由于采用“气凝胶”代替钢材来制造一架同样大小的飞机,所以,所需气凝胶的体积的大小应该与原来用的钢材的体积相同.
利用告诉的钢材的质量和钢材的密度,结合公式:即可求出钢材的体积,从而可以解决此题.
ρ=m/v
V= m
=1.17×105kg/7.8×103kg/m3
=15 m3
m11v1
="3" kg/m3×15 m3
="45" kg=0.045t
G=mg="45" kg×10 N/ kg
="450" N
点评:在此题中,要把握住钢材的体积与气凝胶的体积相等这一关键点.
解决此题的思路是从未知量入手分析,直到公式中涉及的量全部是已知量.即倒着分析正着解.

三、考点梳理

知名教师分析,《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,且能承受很高的温度,而密度只有》这道题主要考你对 与密度有关的物理现象 等知识点的理解。

关于这些知识点的“解析掌握知识”如下:

知识点名称:与密度有关的物理现象

考点名称:与密度有关的物理现象
  • 密度知识的应用:

    应用适用范围方法
    求物体的质量不便于直接称量质量的物体(1)查出该物质的密度ρ,测出体积V
    (2)根据ρ=m/v的变形公式m=ρV,求出质量
    求物体的体积形状不规则或不便于直接测量体积的物体(1)查出物质的密度ρ,用天平测出其质量
    (2)根据ρ=m/V的变形公式V=m/ρ求出体积
    求物质的密度鉴别物质(1)根据ρ=m/v算出物质的密度
    (2)对照密度表,鉴别出什么物质

  • 密度的应用:
    密度的应用主要有四个方面:①选择材料;②鉴别物质;③由体积求质量;④由质量求体积。

    1.选材料问题

    例1  在生产和生活中,人们常以密度作为所选材料的主要考虑因素,如:用密度较小的铝合金作为飞机外壳的主材料等。下面属于主要从密度的角度考虑选材的是(   )
    A.用塑料做电源插座的外壳
    B.用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”
    C.用水作为汽车发动机的冷却液
    D.用橡胶做汽车轮胎
    解析:用塑料泡沫做成表演场景中滚落的“石头”,利用了塑料泡沫密度小的特性。
    答案:B

    2. 鉴别物质问题
    (详见【密度与物质鉴别知识点】)

    3. 求质量问题

    例3一块石碑的体积为5米3,取一小块作为这块石碑的样品,测得它的质量是130克,用量简装入100厘米3的水,再把石碑样品完全浸入水中,水面升高到150厘米3处,请你根据以上数据,计算出整块石碑的质量为__kg。
    解析:石碑密度

    所以石碑总质量

    答案:1.3×104

    4. 求体积问题
    例4“五·一”黄金周,征征和妈妈到无锡旅游,买了一只宜兴茶壶,如图所示。她听说宜兴茶壶是用宜兴特有的泥土材料制成的,很想知道这种材料的密度。于是她用天平测出壶盖的质量为44.4g,再把壶盖放入装满水的溢水杯中,并测得溢出水的质量是14.8g。

    (1)请你帮征征算出这种材料的密度是多少?
    (2)若测得整个空茶壶的质量为159g,则该壶所用材料的体积为多大?
    解析:(1)=14.8cm3


    答案:(1)3.0g/cm3(2)53cm3
  • 密度的特殊用途:
        密度的特殊用途密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料。铅可用作网坠,铸铁用作落地扇的底座、塔式起重机的压铁等,都是冈为它们的密度比较大。铝合金用来制造飞机,玻璃钢用来制造汽车的外壳,泡沫塑料用来制作救生器件,氢气、氦气是气球的专用充气材料等,都因为它们的密度比较小。

    怎样判断物体是否空心:

        判断物体是实心还是空心,解决问题的方法很多,实质上都是根据密度的定义式,比较实际物体与实心物体的质量、体积或密度之间是否存在差异,即:比较质量法、比较体积法或比较密度法。如果存在差异,则实际物体为空心物体。
    1.如果物体是实心的,则该物体的密度应该和组成物体的物质密度相同。因此只要用“比较密度法”比较,即可确定该物体的空实性。
    2.假设物体是实心的,可以由求得等质量实心物体的体积是多少,再跟该物体的真实体积相比较,即可确定物体的空实性,这种方法称为“比较体积法”。
    3.假设物体是实心的,可以由m=ρV求得等体积的实心物体的质量是多少,再跟该物体的真实质量相比较,即可确定物体的空实性,这种方法称为“比较质量法”。

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