第五章 第四节 测量：固体和液体的密度&实践 制作水油沙漏-【追梦之旅·大先生】2024-2025学年新教材八年级上册物理新教案(沪科版2024)

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ZDK·八年级物理上册 第四节　 测量:固体和液体的密度 1. 教学准备:白板、多媒体电脑、课件;托盘天平和砝码一套、小石块、自制盐水、大石块、石蜡、量筒等。 2. 教学方法:建议教师引导学生掌握要测量某种固体或液体的密度,就应当设法测出它的质量和体 积,然后利用密度公式进行计算。 物质的质量可以用天平测量,体积可以用量筒测量。 教学中安 排一些测量固体和液体密度的实验,强化学生测量密度的能力。 3. 量筒的使用、固体密度的测量和液体密度的测量是历年中考的必考点,多以选择题、填空题、实验 探究题的形式为主。 一、知识与技能 1. 通过实验进一步巩固物质密度的概念。 2. 学会量筒的使用方法。 一是用量筒测量液体体积的方法;二是用量筒测量不规则形状物体体积的 方法。 二、过程与方法 通过探究活动学会测量液体和固体的密度,学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。 三、情感态度与价值观 培养学生严谨的科学态度 重点:用量筒测量物质的体积。 难点:测量液体和固体的密度。 地质勘探、科学考察需要对采集的各种矿石样品进行密度的测量,工农业生产中经常也需要对 产品、种子等进行密度的测量。 应该如何测量物质的密度呢? 密度的测量有哪些常见的方法? 这节 课我们就来探讨这个问题。 一、量筒的使用方法 【过渡】教师出示量筒和量杯,指出液体的体积可以用量筒或量杯来测量。 每小组同学观察桌面上 的 100 mL 量筒的结构,回答下面问题: (1)量筒(杯)是以什么单位标度的? 是毫升(mL)还是立方厘米(cm3)? 1 mL = 　 　 　 　 cm3。 (2)量筒(杯)的量程(最大测量值)是多少? 量筒(杯)的分度值(最小测量值)是多少? (3)如何读数? 【教师引导学生总结】使用量筒应注意以下几点: (1)明确量筒(杯)是以毫升(mL)单位标度,1 mL = 1 cm3。 (2)使用前应观察所用量筒(杯)的量程和最小分度值,以便选择适合被测物体的量筒。 了解最小分 度值,才能正确记录。 桌面上的量筒量程是 0 ~ 100 mL。 (3)读数时,量筒(杯)一定要放在水平台上,视线要与液面相平,若仰视(如图乙),读数偏低,若俯视 (如图甲),读数会偏高。 若液面(例如水银面)为上凸,视线应与上凸液面的最高处相平,若液面(例 如水面)为下凹,视线应与下凹液面的最低处相平。 二、测量固体的密度 1. 使用量筒测不规则固体的体积 【教师提问】对于形状规则固体,我们可以先用刻度尺测量物体的棱长、直径等,再利用公式计算 出物体的体积,那么,如果固体形状不规则,我们该如何测量它的体积呢? 【教师引导学生回答】对于形状不规则的固体,因用刻度尺根本无法测出其体积。 这时只能用量 筒利用排水法进行测量。 2. 测量固体的密度 实验原理:ρ= m V 64 实验器材:天平、量筒、烧杯、盐水、小石块、大石块、石蜡 设计实验方案:(1)不规则小石块密度的测量 排水法:①用天平称量石块的质量 m; ②在量筒中倒入适量的水,记录水的体积 V1; ③用细线拴 好石块,浸没在量筒的水中,记录总体积 V2。 被测石块密度为:ρ= m V = m V2 -V1 【拓展】(2)大石块密度的测量(放不进量筒) 加水法:①用天平称量石块的质量 m;②往烧杯中加入适量水浸没石块,在水面位置做标记,在量 筒中倒入适量的水,记下体积 V1;③将石块取出,将量筒中的水缓缓倒入烧杯,让水面升到标记 处,记录量筒中水的体积 V2。 石块的体积即为倒出水的体积 ρ= m V = m V1 -V2 溢水法:①用天平称量石块的质量 m;②往烧杯中加入适量水至烧杯口处;③将石块浸没在水中, 大烧杯中的水溢出到小烧杯中,将小烧杯中的水倒入量筒中,记录量筒中水的体积 V。 石块的密度 ρ= m V 。 (3)石蜡密度的测量(密度比水小) 针压法:①用天平称量石蜡的质量 m;②在量筒中倒入适量的水,记下水的体积 V1;③把石蜡放入 量筒水里,用一根细针把石蜡压入水中,记下这时量筒中水面达到的刻度值 V2。 助沉法:①用天平称量石蜡的质量 m;②把一铁块(石块)沉入水底,记下量筒的读数 V1;③用细线 把石蜡与一铁块(石块)连在一起沉入水底,记下量筒的读数 V2。 石蜡的密度 ρ= m V = m V2 - V1 。 进行实验与收集数据: 物体的质量 m / g 物体的体积 V / cm3 物体的密度 ρ / kg·m-3 交流讨论:总结实验过程、实验方法实验中注意的事项。 3. 测量液体的密度 实验原理:ρ= m V 实验器材:天平、量筒、烧杯、盐水 74 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ZDK·八年级物理上册 设计实验方案: 【方案一】先测量整杯盐水的质量,再测量整杯盐水的体积。 即①用天平测出空烧杯质量 m1;②将 盐水倒入空烧杯中,测出总质量 m2;③将盐水倒入量筒中,测出盐水的体积 V。 盐水的密度 ρ= m V = m2 -m1 V 。 【教师提问】通过这种方法测出的盐水的密度准确吗? 为什么? 【教师引导学生回答】不准确,因为向量筒倒盐水时烧杯中有残留,导致测得的体积偏小,密度偏 大。 【方案二】先测量盐水的体积,再测量盐水的质量。 即①将盐水倒入量筒中,测出盐水体积 V;②用 天平测出空烧杯质量 m1;③将盐水倒入空烧杯中,测出总质量 m2。 盐水的密度 ρ= m V = m2 -m1 V 。 【教师提问】通过这种方法测出的盐水的密度准确吗? 为什么? 【教师引导学生回答】不准确,因为向烧杯中倒盐水时量筒中有残留,导致测得的质量偏小,密度偏小。 【方案三】①用天平测出烧杯和盐水的总质量 m1;②将适量盐水倒入量筒中,并读出量筒中盐水的 体积 V;③用天平测出烧杯和剩余盐水的质量 m2。 盐水的密度 ρ= m V = m1 -m2 V 。 【教师提问】通过这种方法测出的盐水的密度准确吗? 【学生回答】准确。 进行实验与收集证据: 烧杯和液体 的质量 m总 / g 烧杯和剩余液 体的质量 m余 / g 量筒中液体的 质量 m / g 量筒中液体 体积 V / cm3 液体的密度 ρ / kg·m-3 交流讨论:总结实验过程、实验方法、实验中注意的事项。 参考《追梦之旅》学生用书 1. 量筒的使用:观察者读数时,视线应与下凹液面的最低处或上凸液面的最高处在同一水平线上。 2. 测量固体的密度:(1)实验原理 ρ= m V ;(2)表达式:ρ= m V2 -V1 ;(3)误差分析。 3. 测量液体的密度:(1)实验原理 ρ= m V ;(2)表达式:ρ= m1 -m2 V ;(3)误差分析。 本节课的难点是学生能分析出所测物质的密度偏大(或偏小)的原因并及时更正。 学生在实验 时,老师要巡视指导,提高学生们的动手能力和学习兴趣。 实践　 制作水油沙漏 1. 教学准备:白板、多媒体电脑、课件等教学资源,透明瓶子两个、吸管、水、油。 2. 教学方法:了解沙漏的历史及作用,手动制作水油沙漏,通过实践了解早期人们计时的工具。 一、知识与技能 1. 了解沙漏的作用以及人类使用沙漏计时的历史; 84 2. 从物理学的视角认识水油沙漏的原理。 二、过程与方法 1. 通过密度知识分析认识水油沙漏的计时原理。 2. 通过实验进一步感受密度在生活中的运用。 三、情感态度与价值观 1. 通过动手实践,培养学生发现问题、提出问题、分析和解决问题的能力,体会科学与工程的融合,培 养学生解决问题的能力和动手实践的能力。 2. 逐步形成探索科学的内在动力,感受科技的魅力以及物理学的贡献,培养学生科技创新、造福人类 的责任感和使命感。 重点:了解沙漏作用。 难点:了解水油沙漏的原理。 水一滴滴落下,发出清脆的水滴声,同时同步伴随着钟表秒针的声音,因此,节奏均匀的滴水也 可以用来计时。 任务一:查阅资料并准备器材。 查阅沙漏的发明史、沙漏的原理等。 　 　 历史:沙漏是一种古老的计时装置,在钟表发明以前曾经广泛用于时间测量。 西方沙漏由两个 玻璃球和一个狭窄的连接管道组成的,通过充满了沙子的玻璃球从上面穿过狭窄的管道流入底部玻 璃球所需要的时间来对时间进行测量。 一旦所有的沙子都已流到的底部玻璃球,该沙漏可以被颠倒 以测量时间了。 西方发现最早的沙漏大约在公元 1100 年,比我国的沙漏出现要晚。 我国的沙漏据 记载最早出现在西汉时期,也是古代一种计量时间的仪器。 沙漏的制造原理与漏刻大体相同,它是 根据流沙从一个容器漏到另一个容器的时间来计量时间。 我国还曾有过日晷、漏刻等计时器,但由 于日晷只能在白天和晴天使用,而漏刻也会受到天气气候的限制,所以沙漏的使用范围会更广泛一 些。 【教师 PPT 展示】沙漏、漏刻和日晷 　 　 任务二:动手制作水油沙漏。 水油沙漏的原理:水和油的密度差异以及它们的不相溶性。 由于水的密度大于油,水会往下滴, 而油的密度比水小会上浮,这种差异使得水和油在沙漏中形成明显的分层。 选取两个相同的透明瓶子,将两瓶盖顶部粘接并在中间开孔,把两段吸管插入孔中,密封吸管与 孔间缝隙。 在一个瓶中装满染有颜色的水,拧上瓶盖,在另一个瓶中装满油。 把带有瓶盖的水瓶快 速旋转拧在油瓶上,将装有油的瓶子置于底层放置。 你也可用自己的方法设计并制作水油沙漏。 【实验现象】实验成功时将会观察到的现象:水会一滴一滴地往下掉,而油会一点一点地上升,形成 有趣的水油分离和流动现象。 【记录数据】记录吸管不同直径下水和油的流动速度以及达到平衡所需的时间。 实验序号 1 2 3 4 5 … 吸管直径 / mm 2. 0 2. 2 2. 4 2. 6 2. 8 液体完全通过时间 / s 600 570 535 490 430 (1)在其他条件不变的情况下,从数据分析。 吸管越粗,液体完全通过的时间越短。 (2)本实验采用的是控制变量法。 【交流分析】 1. 选用透明的容器和使用带颜色的水的目的是便于观察实验现象。 2. 装水的瓶子在上面的原因是水的密度大于油的密度,当水和油混合时,水会沉到油的下方。 【交流评估】 　 　 各小组展示自制沙漏及其与现代钟表对应的时间,讨论如何提高沙漏计时的准确性和美观度等。 参考《追梦之旅》学生用书 通过该实践让学生了解早期计时工具之一的沙漏,通过制作水油沙漏了解密度相关知识在实际 生活中的应用,提高学生学习的兴趣和探索的欲望。 94