密度は中学生の理科で重要な単元ですが、計算方法がややこしくて苦労する子も多いです。
そこで本記事では、密度の公式や求め方をわかりやすく解説し、質量・体積を使った具体的な計算例やテスト対策問題集も紹介します。
語呂合わせや単位換算のコツを活用して、効率よく学べる内容です。さらに、実験を通じた密度の理解も深められます!
密度は、物質の性質を表す重要な物理量で、物質の質量と体積の関係から計算されます。
中学生の理科では、密度を理解することで、物質の性質を比較したり分類したりする能力が問われます。
密度は、物質1立方センチメートルあたりの質量を表します。
単位は主にg/cm³やkg/m³が使われ、物質がどれだけ「詰まっている」かを示す値です。
→ 例: 水の密度は約1g/cm³で、物質の基準となることが多い。
密度を求める公式は「密度 = 質量 ÷ 体積」です。この公式は、物質が一定の体積にどれだけの質量を持つかを計算するものです。
→ 例: 物質が軽いか重いか、または浮くか沈むかを予測できます。
密度の公式「質量 ÷ 体積」を使って、具体的な計算例を解説します。計算問題を解くことで公式の使い方に慣れることができます。
問題: 質量30g、体積10cm³の物質の密度を求めよ。
答え: 密度 = 30g ÷ 10cm³ = 3g/cm³
→ 解説: 質量と体積が与えられた場合、公式に代入して密度を計算します。
問題: 密度2g/cm³、体積15cm³の物質の質量を求めよ。
答え: 質量 = 密度 × 体積 = 2g/cm³ × 15cm³ = 30g
→ 解説: 密度と体積が分かれば、質量を求める逆算が可能です。
理科のテスト対策に便利な問題集を紹介します。
密度を効率よく覚えるためには、公式の語呂合わせや単位換算の知識を活用することが大切です。
密度の公式を覚える語呂合わせとして「みすじた(密度 = 質量 ÷ 体積)」を提案。
→ 解説: 記憶を助ける工夫で公式を忘れないようにする。
質量(g↔kg)や体積(cm³↔m³)の単位換算を間違えないための具体的な方法を解説。
→ 例: 1cm³ = 0.000001m³のように換算ルールを明確に。
なお、密度以外にも中1理科の「状態変化」で問われる知識問題の対策を以下の記事でくわしく解説しています。
【中1理科の一問一答問題】物質の状態変化(固体・液体・気体):体積・質量・密度の問題など
質量が50gで、体積が25cm³の物質があります。この物質の密度を求めなさい。
解答: 2g/cm³
解説: 密度 = 質量 ÷ 体積 = 50g ÷ 25cm³ = 2g/cm³
質量と体積を公式に代入して計算すると求められます。
密度が3g/cm³で、体積が15cm³の物質があります。この物質の質量を求めなさい。
解答: 45g
解説: 質量 = 密度 × 体積 = 3g/cm³ × 15cm³ = 45g
質量を求める場合は公式を変形して計算します。
密度が4g/cm³で、質量が32gの物質があります。この物質の体積を求めなさい。
解答: 8cm³
解説: 体積 = 質量 ÷ 密度 = 32g ÷ 4g/cm³ = 8cm³
体積を求める場合も公式を変形して計算します。
密度が0.8g/cm³の物質があります。この物質は水(密度1g/cm³)に浮きますか、沈みますか?
解答: 浮く
解説: 物質の密度(0.8g/cm³)は水の密度(1g/cm³)より小さいため、水に浮きます。密度が小さいほど軽いので浮力が勝ります。
質量200g、体積100cm³の物質Aと、質量150g、体積50cm³の物質Bがあります。それぞれの密度を求め、密度が大きい物質を特定しなさい。
解答:
解説: 各物質の密度を公式で計算し、密度を比較します。密度が大きいほど物質は「詰まっている」といえます。
密度の範囲のテストでは、ビーカーに物質をしずめる実験を使う問題も出てきます。
この章では、密度の実験を使った問題例を紹介します。
質量50gの石をビーカーの水に沈めたところ、水の体積が100mLから120mLに増えました。この石の密度を求めなさい。
解答: 2.5g/cm³
解説:
ビーカーの水の体積変化が石の体積に相当するため、それを使って密度を計算します。
質量200gの石を水に沈めたところ、ビーカー内の水の体積が150mLから210mLに増えました。この石の密度を求めなさい。
解答: 3.33g/cm³
解説:
計算結果を小数第2位まで表記すると、より正確な値を伝えることができます。
ビーカー内の水に質量300gの石を沈めたところ、水の体積が250mLから325mLに増えました。この石の密度を求めなさい。
解答: 4g/cm³
解説:
A:
密度とは、物質1立方センチメートル(cm³)あたりにどれくらいの質量(g)が含まれているかを示す値です。物質がどれだけ詰まっているかを表し、密度が高いほど「重い」、低いほど「軽い」という特徴があります。
A:
密度を計算する公式は以下の通りです。
この公式を使うと、物質の密度を簡単に求めることができます。
A:
密度の単位は、主に g/cm³(グラム毎立方センチメートル) や kg/m³(キログラム毎立方メートル) が使われます。
1g/cm³ = 1000kg/m³ という換算関係があるので、問題に合わせて使い分けます。
A:
水の密度は1g/cm³です。この密度よりも小さい物体は浮き、密度が大きい物体は沈みます。
例えば、木(0.6g/cm³)は水に浮きますが、鉄(7.8g/cm³)は沈みます。
A:
水に沈めることで、物体の体積を簡単に測ることができるからです。
水の体積変化(mL)は、物体の体積(cm³)に等しいため、質量と体積がわかれば密度を計算できます。
A:
語呂合わせを使うと覚えやすくなります。例えば、
「みすじた(密度 = 質量 ÷ 体積)」のような覚え方を活用すると、公式を忘れにくくなります。
A:
A:
密度を使えば、物質の種類を特定したり、浮くか沈むかを判断したりできます。
例えば、ジュースの密度を測ることで砂糖の濃度を知ることができます。
A:
A:
代表的な実験は「ビーカーに水を入れ、石を沈めて密度を測る」ものです。この実験で体積を求め、質量と組み合わせて密度を計算します。
中学生向けに理科の「密度」の求め方を解説し、練習問題を用意しました。
テスト対策のポイントをまとめる、以下のようになります。
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