在物理学中,密度是一个非常重要的物理量,它用来描述物质的质量与其体积之间的关系。密度的定义是单位体积内所含物质的质量,其公式为:
\[ \rho = \frac{m}{V} \]
其中,\(\rho\) 表示密度(单位通常为 kg/m³ 或 g/cm³),\(m\) 表示质量(单位为 kg 或 g),而 \(V\) 则表示体积(单位为 m³ 或 cm³)。通过这个公式,我们可以解决许多与密度相关的实际问题。
接下来,我们将通过一些具体的计算题目来加深对密度的理解,并掌握相关计算技巧。
例题 1:
一块铁块的质量为 780 克,它的体积为 100 cm³。求该铁块的密度是多少?
解答:
根据密度公式 \(\rho = \frac{m}{V}\),代入已知条件:
\[ \rho = \frac{780}{100} = 7.8 \, \text{g/cm}^3 \]
因此,这块铁块的密度为 7.8 g/cm³。
例题 2:
一个长方体金属块的长、宽、高分别为 5 cm、4 cm 和 3 cm,质量为 600 g。求该金属块的密度。
解答:
首先计算金属块的体积:
\[ V = 长 \times 宽 \times 高 = 5 \times 4 \times 3 = 60 \, \text{cm}^3 \]
然后利用密度公式计算密度:
\[ \rho = \frac{m}{V} = \frac{600}{60} = 10 \, \text{g/cm}^3 \]
因此,该金属块的密度为 10 g/cm³。
例题 3:
一个空心球的质量为 200 g,其总体积为 250 cm³。如果该球的实心部分的密度为 8 g/cm³,求空心部分占总体积的比例。
解答:
设实心部分的体积为 \(V_1\),空心部分的体积为 \(V_2\)。根据题意:
\[ V_1 + V_2 = 250 \]
\[ \rho_1 V_1 = 200 \]
其中,\(\rho_1 = 8 \, \text{g/cm}^3\) 是实心部分的密度。解得:
\[ V_1 = \frac{200}{8} = 25 \, \text{cm}^3 \]
因此,空心部分的体积为:
\[ V_2 = 250 - 25 = 225 \, \text{cm}^3 \]
空心部分占总体积的比例为:
\[ \frac{V_2}{V_1 + V_2} = \frac{225}{250} = 0.9 \]
即空心部分占总体积的 90%。
总结:
通过以上三道例题,我们掌握了密度的基本计算方法以及如何处理复杂问题。在解决密度问题时,关键在于明确质量和体积的关系,并灵活运用公式。希望这些练习能够帮助你更好地理解密度的概念,并提升解题能力!
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