写下密度答案之前,先和已知的材料比一比。水约 1000 kg/m³,常见金属约从 2700 到 19 300 kg/m³,气体约 1 kg/m³。如果你的答案远远超出该类材料的范围,就去找出错的那一步。
这是质量、重量与密度的最后一课,它把前面的技能连成一个检查的习惯。
什么样的密度才合理?
以下是取整后的参考值,用来检验合理性。计算时一定要用题目给的数值。
| 材料 | 近似密度(kg/m³) | 近似密度(g/cm³) |
|---|---|---|
| 空气 | 1.2 | 0.0012 |
| 食用油 | 920 | 0.92 |
| 水 | 1000 | 1.0 |
| 铝 | 2700 | 2.7 |
| 钢 / 铁 | 7800 | 7.8 |
| 铅 | 11 300 | 11.3 |
| 金 | 19 300 | 19.3 |
怎样检验一个答案?
- 对照表格。 它是否接近同类的真实材料?
- 问它用的是什么单位。 金属的答案若是 8 kg/m³,很可能是 8 g/cm³ 写错了单位。
- 检查公式方向。 ρ = m/V。如果你的答案是合理值的倒数,说明你除反了。
- 用浮沉检验。 在水中下沉的固体,密度必须大于 1000 kg/m³。
例题详解
一名学生测得 0.46 kg 的食用油刚好装满一个 500 cm³ 的容器,并把密度写成 0.92 kg/m³。判断这是否合理,并加以订正。(数据为虚构。)
第一步,比较: 0.92 kg/m³ 接近气体的密度,而油是液体,密度约 900 kg/m³。这个答案不合理。
第二步,找出错误: 学生用 0.46 kg 除以 0.5,把 500 cm³ 当成了 0.5 m³。
第三步,订正体积: 500 cm³ = 500 × 10⁻⁶ m³ = 5.0 × 10⁻⁴ m³。
第四步,重新计算: ρ = 0.46 ÷ (5.0 × 10⁻⁴) = 920 kg/m³。
检查: 460 g ÷ 500 cm³ = 0.92 g/cm³ = 920 kg/m³。它小于水,所以油会浮起,符合真实的油。
要留意的错误
错误答案: 质量 150 g、体积 60 cm³ 的石头,密度是 0.4 g/cm³。
学生用 60 除以 150,把公式颠倒了。
密度 0.4 g/cm³ 的石头会浮在水上,而石头不会。正确值是 150 ÷ 60 = 2.5 g/cm³。
另外,答案的有效数字也要合理。界限与四舍五入讲解器能帮你理解取整后的数值代表什么。
自我检测
1. 一根实心钢条被报告的密度是 8 kg/m³。可能哪里出了错?
查看答案
钢约为 7800 kg/m³(7.8 g/cm³)。数值 8 很可能是 g/cm³,却写成了错误的单位,或是漏掉了乘以 1000 的换算。
2. 一名学生得到某液体的密度是 1.3 g/cm³,并说“它浮在水上”。这合理吗?
查看答案
不合理。1.3 g/cm³ 大于水的 1.0 g/cm³,所以这种液体在水中会下沉。这句话与数字矛盾。
3. 一块 240 g 的金属块体积为 30 cm³,学生写下 ρ = 0.125 g/cm³。请判断并订正。
查看答案
0.125 是 30 ÷ 240,所以公式被颠倒了,对金属来说这个答案不合理。正确:240 ÷ 30 = 8.0 g/cm³(8000 kg/m³),接近钢。
下一步
在质量、重量与密度练习题组中把所有技能整合起来。回到课题概览,看看这五节课是怎样连在一起的。
检查合理性是一种习惯,老师在旁边看着你做题时可以直接训练,就像物理线上一对一补习那样。