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”。

·         温度与密度的关系：

·             温度能够改变物质的密度。在我们常见的物质中，气体的热胀冷缩最为显着，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显着，因而密度受温度的影响比较小。

密度的变化规律

一般来说，不论什么物质，也不管它处于什么状态，随着温度、压力的变化，体积或密度也会发生相应的变化。联系温度T、压力p和密度ρ（或体积）三个物理量的关系式称为状态方程。气体的体积随它受到的压力和所处的温度而有显着的变化。对于理想气体，状态方程为P=ρRT ，式中R为气体常数，等于287.14米²（秒²*开）。如果它的温度不变，则密度同压力成正比; 如果它的压力不变，则密度同温度成反比。对一般气体，如果密度不大，温度离液化点又较远，则其体积随压力的变化接近理想气体；对于髙密度的气体，还应适当修正上述状态方程。

固态或液态物质的密度，在温度和压力变化时，只发生很小的变化。例如在0℃附近，各种金属的温度系数（温度升高1℃时，物体体积的变化率）大多在10^-9左右。深水中的压力和水下爆炸时的压力可达几百个大气压，甚至更高（1大气压=101325帕），此时必须考虑密度随压力的变化。

·          

·         水的密度与温度：

·             4℃的水的密度最大。温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度也越来越小。水凝固成冰时体积变大，密度变小。把水的这个特性叫做水的反常膨胀。

密度与物质鉴别

·         原理：

·         利用公式ρ=m/V先求出物质的密度，然后再对照密度表判断物质是由什么材料构成的。

·         鉴别物质：

·         例：小玲为了鉴别一工艺品是否是铜做的，做了以下实验：

·        

·         a．称出工艺品的质量，如图甲所示。

·         b．A、B两量筒分别装上30mL的水。

·         c．把工艺品放入A量筒，如图乙。

·         d．把与工艺品相同质量的实心铜块放入B量简，如图丙。问：

·         (1)工艺品的质量m_____g。

·         (2)实心铜块的体积V=____cm³。图丙中铜块所受浮力F=____N。(水密度ρ=l× 10³k/m³，g=10N／kg)

·         (3)由上述实验可知该工艺品的体积比铜块的体积____、密度比铜的密度____。(选填“大”、 “小”)。

·         (4)小铃根据工艺品的密度与铜的密度不等而得出工艺品不是铜做的结论。此结论是否可靠?为什么?

·         解析：(1)m=(50+20+10+5+4)g=89g。

·         (2)V=40mL-30mL=10mL=10cm³。

·         F=ρ_水V_排g=1．0×103k/m³×10×10^-6m³× 10N／k=0．1N。

·          (3)工艺品的体积V’=44mL一30mL=14mL= 14cm³>10cm³。所以下艺品体积比铜块体积大。因为工艺品质量与铜块质量相同，所以工艺品密度小于铜的密度。

·         答案:(1)89 (2)10  0.1 (3)大 小 (4)这个结论不完全对，因为它可能是铜做的，只是内部空心了，如果是实心的，肯定不是铜做的。

与密度有关的物理现象

·         密度知识的应用：

·         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。

密度跟温度

设想把一定质量的水从0℃加热到10℃，水的体积是先减小后增大的，4℃是转折点，此时体积最小，密度最大。水的这种奇异特性很容易在自然界中看到，如冬天河塘里的水结冰时，总是从水面开始的。也就是说首先是河面的水温降到0℃，下面的水温则高于0℃，从上向下温度逐渐升高，河底温度在4℃左右;密度则逐渐增大，河底密度最大。正因为水的这种奇异特性，才出现“人在冰上走，鱼在冰下游”的自然景象。