第二节 密度（教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）八年级上册

4.2 密度（教学设计） 【学业要求】 1.物理观念： （1）能通过实验，理解密度，知道一些常见物质的密度。 （2）能将密度知识与其在生产生活中的应用联系起来；能体会用物理量之比建构物理概念的意义。 （3）知道温度对密度的影响。 2.科学思维： 经历“探究同种物质的质量与体积的关系”实验，进一步理解密度。 3.科学探究： （1）探究同种物质的质量与体积的关系。 （2）通过实验，培养学生实验探究能力，养成良好的思考习惯。 4.科学态度与责任： （1）在实验中体会克服困难、解决问题、“发现”成功的喜悦。 （2）通过分析、归纳，培养学生严谨的科学态度与协作精神。 （3）能从运用密度知识解决实际问题中获得成就感，能为我国古人在水利工程上的智慧而骄傲。 【重点难点】 学习重点：能通过实验，理解密度和应用密度解决实际问题。 学习难点：能通过实验，理解密度。 【器材准备】 1.天平、烧杯、水、立方体（木块、铜块）、酒精灯、玻璃瓶、小风车等。 2.相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 看一看 想一想： 在讨论物体质量大小时，有位同学说：“铁块的质量比术块大。”这位同学的说法引起了大家的热烈讨论。 那么，他们谁的说法正确？ 本节课我们就来学习一种描述物质性质的物理量——密度。 二、自主学习： 自主学习（一）　物质的质量与体积的关系 助学释疑一　物质的质量与体积的关系 实验：1．提出问题： 相同体积的木块和铁块，铁块的质量大于木块的质量；木块（或铁块）体积越大，质量越大。 （1）如果木块的体积增大到原来的2倍，质量也会增加到原来的2倍吗？ （2）铁块的质量和体积是否也满足这种关系呢？体积的同种物质，其质量相等？ 2．猜想与假设： 说出你的猜想（1） ； （2） .　 3．实验器材： 天平、砝码、刻度尺、体积不同的铝块和铜块（或木块）。 4．实验步骤： （1）取大小不同、外形规则、质地相同的若干木块，分别用天平测出它们的质量，用刻度尺测出边长后计算出它们的体积，并将测量结果填入你设计的表格中。 （2）以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，作出 m与V关系的图像； （3）换用铁块、铜块重复上述实验。 5．实验记录表格： 6．分析论证： （1）通过图像可以发现木块的质量和体积的关系。从中可得到什么结论？这与你的猜想一样吗？ （2）在上述探究中，木块、铁块、铜块质量与体积之比一样吗？这说明了什么？ 7．分析论证： （1）同种物质的质量与其体积之比是一定的； （2）不同物质的质量与其体积之比一般是不同的。 归纳：同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值是一个恒量。对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。 物理学中，就用密度表示物质的这种性质。 自主学习（二）　物质的密度 助学释疑二　物质的密度 （一） 密度： （1）定义：在物理学中，把由某物质组成的物体的质量与其体积之比叫做这种物质的密度，用字母ρ表示。 （2）计算公式： （3）密度单位： ①国际单位：“千克/米3”（kg/m3或kg·m-3）； ②常用单位：“克/厘米3”（g/cm3或g·cm-3）； ③ 进率： 1g/cm3=103kg/m3 （4）密度读法及物理意义： 水的密度为1.0×103kg/m3，读作1.0×103千克每立方米；表示 体积为1m3的水的质量为1.0×103kg。 （水的密度需要牢记） （5）常见物质的密度:( ‌除特别说明外，表中数据均为常温常压下该物质的密度) 认真观察密度表，你会发现哪些规律？ （1）密度与物质的种类有关，与物体的质量、体积、形状无关。不 同物质的密度是不同的。 （2）密度与温度和压强有关； （3）密度与物质的种类有关，不同物质的密度是不同的。 （4）大部分固体的密度较大，液体的密度次之，气体的密度最小。 例题 某同学获得了一枚金牌。他想知道该金牌是否是纯金的，于是利用实验室里的器材测出该金牌的质量为44.5 g，体积为5 cm3。请根据这些数据判断该金牌是否是纯金的，并写出理由。 分析 本题中已知金牌质量和体积。可根据密度公式算出该金牌的密度，然后与纯金的密度进行比较，从而判断金牌是否是纯金的。 解： 由题意，金牌质量 m = 44.5 g，体积V = 5 cm3。 根据密度公式，该金牌的密度为 查密度表可知纯金的密度为19.3×103 kg/m3。 因此，可判断该金牌不是纯金的。 讨论 假设这块体积为5 cm3的金牌是纯金的，它的质量应该有多大？有经验的师傅，用手掂一掂金牌，也可粗略判断其是否是纯金的。这是为什么？ 自主学习（三）　温度对密度的影响： 助学释疑三　温度对密度的影响： 1．观察与实验：探究温度对物体的影响 实验（1）：如图所示，将小玻璃瓶里装满红色的水，用中间插有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，在玻璃管的液面处做一个记号。将小玻璃瓶放入热水中，观察玻璃管中的液面有什么变化。 实验（2）：做一个纸风车。如果把纸风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来（图4-2-4）。你知道是什么推动了纸风车吗？ 实验结论：物体受热后体积膨胀。根据公式p=m/v”，物体的质量不变，体积膨胀后，密度变小。 可见，温度能够改变物质的密度。 2．温度改变物质的密度应用： （1）房间里的暖气片一般都安装在墻壁的下部，这样可以使房间内的温度快速升高。 （2）风的形成：也是这个道理，空气受热后体积会膨胀，密度变小而上升，热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，从而形成风。 3．热胀冷缩： （1）概念：大部分物质温度升高体积变大，温度降低体积变小，这种性质叫“热胀冷缩”。 （2）大部分物体受热时体积膨胀，质量不变，密度变小。遇冷时体积缩小，质量不变，密度变大。 （3）水的反常膨胀：一般来说，随着温度降低， 同种物质的密度会增大，但水比较特殊。事实表明 4℃的水的密度最大。温度高于4℃时，随着温度的 升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温 度的降低，水的密度也越来越小。 （3）水的反常膨胀： 水凝固成冰时体积变大，密度变小。人们把水 的这种特性叫作水的反常膨胀。 ①水在0-4℃是反常膨胀。②4℃水的密度最大。 三、自主测评： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：8分钟；分值：100分） 1.（20分）在“探究物质质量与体积的关系”实验中，选择_________物质进行多次测量（选填“一种”或“多种”），其目的是_________。 【答案】多种；让实验结论具有普遍性 【解析】探究物质的质量和体积的关系，目的是寻找质量与体积的关系，“探究物质质量与体积的关系”实验中，应该测量多组数据，改变物质的体积，并测出质量，为了得出比较完整的实验结论，避免结论的偶然性，还需选择不同物质的物块进行实验，这样得出的结论具有普遍性。 2．（20分）如图为探究甲、乙两种物质组成物体的质量跟体积的关系时作出的图象。以下分析正确的是（　　） A．甲物质组成物体的质量跟体积的比值比乙物质的大 B．甲物质组成物体的质量跟体积的比值比乙物质的小 C．同种物质组成物体的质量跟体积的比值是不同的 D．不同物质组成物体的质量跟体积的比值是相同的 【答案】A 【解析】由图像可知，同种物体的质量与体积成正比例关系，所以同种物质的质量与体积之比是相同的，不同物质组成的物体的质量与其体积的比值一般是不同的。 故ACD错误。 所以选A。 3．（20分）关于密度公式的说法中正确的是( ) A.物质的密度跟它的质量成正比 B.物质的密度跟它的体积成反比 C.物质的密度跟它的质量成正比，且跟它的体积成反比 D.物质密度跟它的质量、体积大小无关 【答案】D 【解析】密度是物质的一种特性，即同种物质（状态相同时）密度相同，不同物质密度一般不同，它只与物质种类和状态有关，与物体的质量、体积无关，所以不能说物质的密度跟它的质量成正比，跟它的体积成反比，故ABC错误，D正确。 4．（20分）（2024·四川宜宾）（多选）从生活走向物理，从物理走向社会。下列生活中有关质量和密度的说法正确的是（  ） A．冰块熔化成水后密度变大，质量变大 B．一个鸡蛋的质量约为500g C．气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料，广泛应用于航天领域 D．发生火灾时，有害气体受热密度变小而上升，受困人员需弯腰甚至匍匐撤离 【答案】CD 【解析】A. 物体质量与物质的状态、形状、位置没有关系，所以冰块熔化成水后密度变大，质量不变，故A错误； B. 一个鸡蛋的质量约为50g，故B错误； C. 气凝胶是当今世界上密度最小的固体，这种新材料具有隔热、绝缘能力强、坚固耐用等特点，广泛应用于航天领域，故C正确； D. 火灾发生时，温度较高，室内有毒气体体积膨胀，密度减小，根据物体的浮沉条件，有毒气体漂浮在房间的上方，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场，故D正确。 故选CD。 5．（20分）矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑碑身高37.94 m，由413块花岗岩石块砌成。碑心石是一块整的花岗岩，长14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m，它的质量约为多少? 【答案】119.3 t 【解析】碑心石的体积：V＝14.7m×2.9m×1.0m＝42.6m3 查表，取花岗岩的密度： ρ＝2.8×103kg/m3 由公式ρ=m/V 得 m＝ρV＝2.8×103 kg/m3×42.6 m3＝119.3×103 kg ＝119.3 t 四、课堂小结： 引导学生学列本节课的思维导图： 五、板书设计： 见上面思维导图 六、教后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.2 密度（教学设计） 【学业要求】 1.物理观念： （1）能通过实验，理解密度，知道一些常见物质的密度。 （2）能将密度知识与其在生产生活中的应用联系起来；能体会用物理量之比建构物理概念的意义。 （3）知道温度对密度的影响。 2.科学思维： 经历“探究同种物质的质量与体积的关系”实验，进一步理解密度。 3.科学探究： （1）探究同种物质的质量与体积的关系。 （2）通过实验，培养学生实验探究能力，养成良好的思考习惯。 4.科学态度与责任： （1）在实验中体会克服困难、解决问题、“发现”成功的喜悦。 （2）通过分析、归纳，培养学生严谨的科学态度与协作精神。 （3）能从运用密度知识解决实际问题中获得成就感，能为我国古人在水利工程上的智慧而骄傲。 【重点难点】 学习重点：能通过实验，理解密度和应用密度解决实际问题。 学习难点：能通过实验，理解密度。 【器材准备】 1.天平、烧杯、水、立方体（木块、铜块）、酒精灯、玻璃瓶、小风车等。 2.相关的视频、挂图、课件等。 【课时安排】 1课时（45分钟） 【教学过程】 一、新课引入： 看一看 想一想： 在讨论物体质量大小时，有位同学说：“铁块的质量比术块大。”这位同学的说法引起了大家的热烈讨论。 那么，他们谁的说法正确？ 本节课我们就来学习一种描述物质性质的物理量——密度。 二、自主学习： 自主学习（一）　物质的质量与体积的关系 助学释疑一　物质的质量与体积的关系 实验：1．提出问题： 相同体积的木块和铁块，铁块的质量大于木块的质量；木块（或铁块）体积越大，质量越大。 （1）如果木块的体积增大到原来的2倍，质量也会增加到原来的2倍吗？ （2）铁块的质量和体积是否也满足这种关系呢？体积的同种物质，其质量相等？ 2．猜想与假设： 说出你的猜想（1） ； （2） .　 3．实验器材： 天平、砝码、刻度尺、体积不同的铝块和铜块（或木块）。 4．实验步骤： （1）取大小不同、外形规则、质地相同的若干木块，分别用天平测出它们的质量，用刻度尺测出边长后计算出它们的体积，并将测量结果填入你设计的表格中。 （2）以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，作出 m与V关系的图像； （3）换用铁块、铜块重复上述实验。 5．实验记录表格： 6．分析论证： （1）通过图像可以发现木块的质量和体积的关系。从中可得到什么结论？这与你的猜想一样吗？ （2）在上述探究中，木块、铁块、铜块质量与体积之比一样吗？这说明了什么？ 7．分析论证： （1）同种物质的质量与其体积之比是一定的； （2）不同物质的质量与其体积之比一般是不同的。 归纳：同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值是一个恒量。对于不同物质，这个比值一般不同，说明这个比值反映的是物质的某种特性。 物理学中，就用密度表示物质的这种性质。 自主学习（二）　物质的密度 助学释疑二　物质的密度 （一） 密度： （1）定义：在物理学中，把由某物质组成的物体的质量与其体积之比叫做这种物质的密度，用字母ρ表示。 （2）计算公式： （3）密度单位： ①国际单位：“千克/米3”（kg/m3或kg·m-3）； ②常用单位：“克/厘米3”（g/cm3或g·cm-3）； ③ 进率： 1g/cm3=103kg/m3 （4）密度读法及物理意义： 水的密度为1.0×103kg/m3，读作1.0×103千克每立方米；表示 体积为1m3的水的质量为1.0×103kg。 （水的密度需要牢记） （5）常见物质的密度:( ‌除特别说明外，表中数据均为常温常压下该物质的密度) 认真观察密度表，你会发现哪些规律？ （1）密度与物质的种类有关，与物体的质量、体积、形状无关。不 同物质的密度是不同的。 （2）密度与温度和压强有关； （3）密度与物质的种类有关，不同物质的密度是不同的。 （4）大部分固体的密度较大，液体的密度次之，气体的密度最小。 例题 某同学获得了一枚金牌。他想知道该金牌是否是纯金的，于是利用实验室里的器材测出该金牌的质量为44.5 g，体积为5 cm3。请根据这些数据判断该金牌是否是纯金的，并写出理由。 分析 本题中已知金牌质量和体积。可根据密度公式算出该金牌的密度，然后与纯金的密度进行比较，从而判断金牌是否是纯金的。 解： 由题意，金牌质量 m = 44.5 g，体积V = 5 cm3。 根据密度公式，该金牌的密度为 查密度表可知纯金的密度为19.3×103 kg/m3。 因此，可判断该金牌不是纯金的。 讨论 假设这块体积为5 cm3的金牌是纯金的，它的质量应该有多大？有经验的师傅，用手掂一掂金牌，也可粗略判断其是否是纯金的。这是为什么？ 自主学习（三）　温度对密度的影响： 助学释疑三　温度对密度的影响： 1．观察与实验：探究温度对物体的影响 实验（1）：如图所示，将小玻璃瓶里装满红色的水，用中间插有细玻璃管的橡胶塞塞紧瓶口，在玻璃管的液面处做一个记号。将小玻璃瓶放入热水中，观察玻璃管中的液面有什么变化。 实验（2）：做一个纸风车。如果把纸风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来（图4-2-4）。你知道是什么推动了纸风车吗？ 实验结论：物体受热后体积膨胀。根据公式p=m/v”，物体的质量不变，体积膨胀后，密度变小。 可见，温度能够改变物质的密度。 2．温度改变物质的密度应用： （1）房间里的暖气片一般都安装在墻壁的下部，这样可以使房间内的温度快速升高。 （2）风的形成：也是这个道理，空气受热后体积会膨胀，密度变小而上升，热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，从而形成风。 3．热胀冷缩： （1）概念：大部分物质温度升高体积变大，温度降低体积变小，这种性质叫“热胀冷缩”。 （2）大部分物体受热时体积膨胀，质量不变，密度变小。遇冷时体积缩小，质量不变，密度变大。 （3）水的反常膨胀：一般来说，随着温度降低， 同种物质的密度会增大，但水比较特殊。事实表明 4℃的水的密度最大。温度高于4℃时，随着温度的 升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随着温 度的降低，水的密度也越来越小。 （3）水的反常膨胀： 水凝固成冰时体积变大，密度变小。人们把水 的这种特性叫作水的反常膨胀。 ①水在0-4℃是反常膨胀。②4℃水的密度最大。 三、自主测评： 要求：合上课本，像考试一样独立完成。（时间：8分钟；分值：100分） 1.（20分）在“探究物质质量与体积的关系”实验中，选择_________物质进行多次测量（选填“一种”或“多种”），其目的是_________。 2．（20分）如图为探究甲、乙两种物质组成物体的质量跟体积的关系时作出的图象。以下分析正确的是（　　） A．甲物质组成物体的质量跟体积的比值比乙物质的大 B．甲物质组成物体的质量跟体积的比值比乙物质的小 C．同种物质组成物体的质量跟体积的比值是不同的 D．不同物质组成物体的质量跟体积的比值是相同的 3．（20分）关于密度公式的说法中正确的是( ) A.物质的密度跟它的质量成正比 B.物质的密度跟它的体积成反比 C.物质的密度跟它的质量成正比，且跟它的体积成反比 D.物质密度跟它的质量、体积大小无关 4．（20分）（2024·四川宜宾）（多选）从生活走向物理，从物理走向社会。下列生活中有关质量和密度的说法正确的是（  ） A．冰块熔化成水后密度变大，质量变大 B．一个鸡蛋的质量约为500g C．气凝胶是当今世界上密度极小的固体材料，广泛应用于航天领域 D．发生火灾时，有害气体受热密度变小而上升，受困人员需弯腰甚至匍匐撤离 5．（20分）矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑碑身高37.94 m，由413块花岗岩石块砌成。碑心石是一块整的花岗岩，长14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m，它的质量约为多少? 四、课堂小结： 引导学生学列本节课的思维导图： 五、板书设计： 见上面思维导图 六、教后反思： 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的有哪些？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 $$