初中物理竞赛基础教程：密度

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约11440字。
　　第17讲密度
　　17.1 学习提要
　　17.1.1 密度的初步概念
　　物质的密度据说最早是由古希腊学者阿基米德提出的。不过当时，他用了一个跟物质密度相关的概念，称为比重。他是怎样想到需要引入这一重要概念的呢？公园前200多年，阿基米德为了给古希腊国王验证一个王冠是否是用纯金制成，他首先提出了一个重要的假设：如果王冠是由纯金制成的，那么质量相等的金块和王冠一定应该有相等的体积。开始令阿基米德苦恼的是，他无法用几何学的方法测出形状不规则的王冠的体积，而当他浸入浴桶时看到水从同种溢出，这使他一下子想到了一种测量不规则物体体积的实验方法。接着他就用这一方法解决了王冠是否由纯金制成的难题，并由此引入了比重（密度）的概念。
　　从阿基米德的发现中我们知道，对于同一种物质来说，不论它的形状如何，只要体积相等，质量就相等。那么对于不同的物质，如何进行比较呢？平时我们常说水比空气重，或者说水的质量比空气大。显然，这是将相同体积的水与空气相比较而言的。如果没有这一前提，就很难进行比较。例如，教室里空气的质量要比10大桶20升（L）饮用水的质量还大。因此，只有比较相同体积的不同物质的质量才有意义。
　　实验表明，通常情况下，某种物质的质量与体积的比值是一个确定的值，它表示某种物质单位体积的质量。物理学中把这个比值称为物质的密度。物质的密度与物质的质量多少、体积大小无关。对于不同的物质，密度通常是不同的。因此，密度表示了物质本身的一种特性，即：密度=质量/体积，如果用ρ表示密度，m表示质量，V表示体积，密度可表示为ρ=m/V，式中质量m的单位是“千克（kg）”，体积V的单位是“米3（m3）”，密度ρ的单位就是“千克/米3（kg/m3）”，读作“千克每立方米”。密度的常用单位还有“克/厘米3（g/cm3）”，读作“克每立方厘米”。它们之间换算关系是：
　　1kg/m3=10-3g/cm3；103kg/m3=1g/cm3
　　不同物质的密度通常是不同的，所以可以用密度来区分不同的物质。
　　17.1.2 一些常见物质的密度
　　常温常压下，一些固体的密度如表17-1所示。
　　常温常压下，一些液体的密度如表17-2所示。
　　在0℃，标准大气压下，一些气体的密度如表17-3所示。
　　17.1.3 密度的测量
　　1、密度测量的基本方法
　　实验室常用天平和量筒（量杯）测量物质的密度。
　　根据密度公式ρ=m/V可知，只要设法测出物体的质量和体积，就可以算出组成该物体物质的密度。对于形状规则的固体，可以利用天平测出物体的质量，用刻度尺测出其体积，然后计算出物质的密度。对于液体和形状不规则的固体，则需要借助量筒和量杯来测量它们的体积。