5.1 物体的质量（教学设计）物理沪粤版2024八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“物体的质量”核心内容，涵盖质量的概念、属性、单位体系及天平规范使用。通过实物情境提问与例题预判导入，直观建立“所含物质多少”认知，为后续属性探究铺垫。 以实验驱动与错误对比为特色，冰熔化实验验证质量属性，天平“正确+错误”演示突破操作难点，结合国际千克原器发展渗透科技史。落实科学探究与科学思维，助学生突破抽象概念，教师易上手，提升教学效率。

5.1 物体的质量（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 课时数 1课时 教师 课题 5.1 物体的质量 教学 目标 物理观念 1．理解质量的核心概念 定义：物体所含物质的多少，用符号“m”表示； 基本属性：质量不随物体的形状、状态、位置改变，是物体的固有属性； 2．掌握质量的单位体系 国际基本单位：千克（kg），了解国际千克原器的发展（2018年基于普朗克常数重新定义，替代实物原器）； 常用单位及换算：1t=10³kg、1kg=10³g、1mg=10⁻³g，能进行跨单位换算； 常见物体质量估算：鸡蛋约50g、中学生约50kg、1元硬币约6g、大象约4t； 3．学会天平的规范使用 托盘天平结构：识别分度盘、平衡螺母、游码、标尺、砝码等部件； 操作步骤：使用前“放平—拨零—调平衡”，测量时“左物右码—先大后小加砝码—移动游码”，读数时“物体质量=砝码总质量+游码示数”； 区分固体与液体质量测量：液体需先测空烧杯质量，再测烧杯+液体总质量，差值为液体质量。 科学思维 1．培养抽象概括能力：通过“钢锭变钢板、冰变水、货物上天”等实例，归纳“质量不随形状/状态/位置变化”的规律，避免“形状改变=质量改变”的误区； 2．提升定量分析能力：结合“质量阶梯”，理解质量单位的数量级差异，能准确估算生活中物体的质量； 3．强化逻辑推理能力：分析天平平衡螺母调节逻辑，推导“左物右码”的原理，避免机械记忆操作步骤。 科学探究 1．参与两大核心实验（教材必做） 实验1 测量固体质量 实验2 测量液体质量 2．合作解决实验问题：讨论“游码未拨零就调平衡，测量结果偏大还是偏小”、“液体测量时烧杯壁沾水的影响”。 科学态度 与责任 1．严谨实验态度：操作天平时规范使用镊子取砝码，不将潮湿物体、化学药品直接放托盘，如实记录数据，不篡改测量结果； 2．科学认知：了解国际千克原器从“实物定义”到“普朗克常数定义”的演变，认识计量标准的严谨性与科技进步的关系； 3．生活应用意识：能识别生活中测量质量的工具，会用天平测量身边物体质量，体会物理与生活的联系； 4．安全意识：实验中轻拿轻放天平与砝码，避免碰撞损坏刀口，不超量程测量。 教材 分析 1．地位作用：本节是沪粤版八年级上册第五章“质量与密度”的开篇课，是理解“密度”（后续5.2）的基础——密度=质量/体积，同时衔接“力学”中“质量是惯性大小的量度”（后续章节），是“物质属性认知”的核心起点； 2．内容结构：教材按“概念—单位—测量”逻辑展开：第一部分“质量的概念”：通过对比物体所含物质多少，定义质量，结合实例归纳其基本属性；第二部分“质量的单位”：介绍国际单位制，单位换算，常见物体质量估算，补充“质量阶梯”拓展认知；第三部分“质量的测量”：聚焦托盘天平的结构、调节、使用，含固体和液体测量两个必做实验； 3．编写特点：以“学生实验”为核心（2个必做实验），注重“从生活到物理”；通过“信息浏览”渗透科技史，符合八年级学生“动手操作+具象认知”的学习特点。 学情分析 1．已有基础：生活经验：知道“物体有轻重”，见过电子秤、体重计等工具，但未从“所含物质多少”定义质量；知识储备：具备简单实验操作能力，理解“属性”是物体固有特征，为质量属性学习铺垫； 2．认知难点：抽象概念：难以理解“质量不随状态变化”；操作细节：天平调节中“平衡螺母与游码的区别”、游码读数易混淆；误差分析：不会判断实验误差原因； 3．学习特点：对“动手实验”兴趣高，善于观察具象现象，但抽象思维较弱，需通过“实例+操作”突破难点，避免纯理论讲解。 教学重点 1．核心概念与属性：质量的定义；质量不随形状、状态、位置改变的基本属性； 2．单位与估算：质量的国际单位（kg）及常用单位换算（t、g、mg）；常见物体质量的估算； 3．天平使用：托盘天平的调节步骤；固体与液体质量的测量方法；读数公式。 教学难点 1．概念理解：突破“质量是物体固有属性”的抽象性，通过“冰化成水质量不变”的实验演示（测冰和水的质量），纠正“状态改变=质量改变”的误区； 2．操作规范：天平调节中“平衡螺母的调节方向”，避免“反向调节”；游码的读数方法，区分“游码量程与分度值”； 3．误差分析：判断实验误差原因，避免“只测不析”。 教师活动 学生活动 导入新课 1．生活情境提问：展示实物：讲台、课桌（或图片），铁锤、铁钉，提问：“讲台和课桌都是木头做的，哪个含有的木头多？铁锤和铁钉都是铁做的，哪个含铁多？” 2．引出概念：总结：“物体所含物质的多少叫做质量，今天学习5.1物体的质量”（板书课题）； 3．例题1（概念预判）：下列关于质量的说法，正确的是（ ） A．大物体质量一定大 B．物体所含物质越多，质量越大 C．形状不同的物体质量不同 D．位置不同的物体质量不同 【解析】A：大物体可能是空心（如大气球比小铅球轻）；C：形状不影响质量（如钢锭压钢板）；D：位置不影响质量；B正确。答案：B 【设计意图】1．实物情境：用学生熟悉的物体激发兴趣，直观理解“所含物质多少”，降低质量定义的抽象度； 2．例题预判：提前暴露“质量与大小/形状/位置关联”的错误认知，为后续属性学习铺垫。 1．观察实物，讨论“所含物质多少”的差异（如讲台比课桌大，含木头多）； 2．完成例题1，同桌互查，错误者结合解析纠正（如“误选A是忽略‘物质密度’”）。 学习新课【模块一：探究质量的基本属性】 1．实例分析：展示三组案例： ①钢锭压成钢板（形状改变）：提问“钢的多少变了吗？质量变吗？”（不变）； ②冰化成水（状态改变）：演示“测冰块质量→熔化后测水质量”，记录数据（如冰100g→水100g），证明质量不变；③天舟货运飞船送货物到太空（位置改变）：讲解“货物从地球到太空，所含物质未变，质量不变”； 2．总结属性：板书：“质量是物体的基本属性，不随形状、状态、位置的改变而变化”。 3．随堂测试：一块冰的质量为50g，熔化成水后质量为______g，将水倒入杯子带到月球，质量为______g； 答案：50；50 【设计意图】1．实验验证：通过冰熔化的定量实验，突破“状态改变质量不变”的难点，避免抽象说教； 2．实例拓展：结合航天案例，提升学生兴趣，理解“位置不影响质量”。 1．观察冰熔化实验，记录质量数据，验证“状态改变质量不变”； 2．讨论“把课本从教室带到操场，质量变吗？”（不变），强化属性认知； 3．完成随堂测试，小组互评，纠正“位置改变质量变”的错误。 学习新课【模块二：质量的单位与估算】 1．单位讲解 国际单位：千克（kg），介绍国际千克原器（铂铱合金，原存巴黎，2018年改用普朗克常数定义）； 单位换算：推导1t=10³kg、1kg=10³g、1g=10³mg，举例“2kg=2×10³g=2×10⁶mg”；2．常见物体估算 展示实物/图片：鸡蛋、中学生、1元硬币、大象，引导学生估算质量（如鸡蛋50g、中学生50kg）； “质量阶梯”拓展：介绍太阳（10³⁰kg）、地球（10²⁴kg）、氧分子（10⁻²⁶kg），让学生感受质量的数量级差异； 3．课堂练习：单位换算：(1)3t=______kg；(2)500g=______kg；(3)2mg=______g； 答案：(1)3×10³；(2)0.5；(3)2×10⁻³ 【设计意图】1．单位推导：通过实例让学生掌握换算方法，避免机械记忆；2．估算练习：联系生活，培养学生的定量认知能力。 1．记录单位换算关系，完成换算练习，同桌互查； 2．估算身边物体质量（如铅笔约10g、书包约3kg），小组分享； 3．阅读“质量阶梯”，感叹质量的巨大差异（如太阳质量远大于地球）。 学习新课【模块三：托盘天平的使用与实验】 1．天平结构识别：展示托盘天平，标注分度盘、平衡螺母、游码、标尺、砝码，提问“游码的分度值是多少？”（如0.2g）、“天平的量程是多少？”（如200g）； 2．操作规范演示 分两步演示：①使用前调节：“放平→拨零→调平衡”（指针左偏右调螺母，右偏左调）； ②测量时操作：“左物右码→先大后小加砝码→移动游码→读数”（强调游码读左端刻度）； 错误示范：“物体放右盘、砝码放左盘”，引导学生推导此时质量=砝码质量-游码示数； 3．分组实验：任务1（测固体） 测1元硬币、乒乓球、课本质量，记录在教材表5-1-2； 任务2（测液体）：测水和酒精质量，记录在表5-1-3； 安全提示：“用镊子取砝码，不超量程，轻拿轻放”。 【设计意图】1．演示教学：通过“正确+错误”对比，让学生明确操作规范，突破“平衡螺母调节”“游码读数”难点； 2．分组实验：让学生亲历测量过程，落实科学探究目标，培养合作能力。 1．识别天平部件，复述调节步骤； 2．分组实验：1人调节天平，1人放物体，1人记录，1人读数，合作完成固体和液体测量； 3．讨论“测量时指针偏左，应加砝码还是移游码”（先加小砝码，不行再移游码），解决实验问题。 【例题1】（质量属性与单位换算）(1)嫦娥六号带回的月壤样品，从月球到地球，质量______（选填“变大”“变小”或“不变”）； (2)单位换算：0.5t=______kg=______g；一枚大头针质量约80mg=______g； 【解析】(1)质量不随位置变，故不变；(2)0.5t=5×10²kg=5×10⁵g；80mg=8×10⁻²g；答案：(1)不变；(2)500；5×10⁵；0.08 【例题2】（天平操作与读数）小明用天平测石块质量，调节天平平衡后，右盘砝码有50g、20g各一个，游码位置如图，则石块质量为______g；若测量时物体放右盘、砝码放左盘，其他操作正确，石块实际质量为______g； 【解析】正常读数：50g+20g+4.4g=74.4g；放反时：70g-4.4g=65.6g；答案：74.4；65.6 【例题3】（液体质量测量误差分析）测量水的质量时，先测空烧杯质量，再倒入水测总质量，但烧杯壁残留部分水，会导致测量的水质量（ ） A．偏大 B．偏小 C．不变 D．无法判断 【解析】残留水导致总质量测量值偏小，故m=m总-m₀偏小；答案：B 【设计意图】1．例题1：聚焦基础概念与单位，巩固核心知识； 2．例题2：针对天平操作的易错点，深化理解； 3．例题3：引导学生关注实验误差，培养严谨的科学探究能力。 1．例题1：结合质量属性和单位换算，强化基础认知，纠正“位置改变质量变”的错误； 2．例题2：通过天平读数和“放反”情况计算，突破“游码读数”和“放反误差”难点； 3．例题3：分析液体测量误差原因，培养误差分析能力，避免“只测不析”。 课 后 练 习 题组A 基础过关练 1．生活处处有物理，下列有关于一些生活常识，正确的是（　　） A．一支普通水银体温计的长度约为13cm B．一个普通的医用口罩的质量约为50克 C．冬季保暖内衣的材料导热性能一定好 D．线上教学时同学们可以根据声音的音调辨别发言的同学 【答案】A 【解析】A．一支普通水银体温计比铅笔短一些，长度约为13cm，故A正确； B．一个普通的医用口罩的质量约为3克，故B错误； C．冬季保暖内衣的材料保温性能好，导热性能差，故C错误； D．不同的发声体，音色不同，线上教学时同学们可以根据声音的音色辨别发言的同学，故D错误。 故选A。 2．关于实验室常用温度计，下列说法合理的是（　　） A．它的长度约30cm B．它的质量约5g C．它的原理是利用玻璃的热胀冷缩的性质 D．它的形状是三棱柱形的 【答案】A 【解析】A．人教版初中物理课本长约为26cm，实验室常用温度计的长度约为30cm，故A符合题意； B．实验室常用温度计，较粗较大，其质量在50g～100g之间，故B不符合题意； C．实验室常用温度计的原理是利用液体的热胀冷缩的性质，故C不符合题意； D．实验室常用温度计较粗，温度计内的液体也较粗，读数时不用放大，也很容易看清刻度，直接读数，形状是圆柱形，故D不符合题意。 故选A。 3．新冠疫情爆发以来，各个学校对于疫情的防控都非常重视，要求学生每天不仅要用测温仪测温后才能进入校园，而且进入班级后还要用水银温度计进行二次测温。同学们在测温时，水银液面在慢慢升高的过程中，下列温度计内水银的物理量不变的是（　　） A．温度 B．质量 C．体积 D．密度 【答案】B 【解析】A．水银吸热，内能增加，温度上升，故A不符合题意； B．质量是物体的属性，不随物体的温度、状态、形状和位置的改变而改变，故B符合题意； C．根据物体的热胀冷缩性质，水银的体积变大，故C不符合题意； D．水银的质量不变，体积变大，由密度公式可知，密度变小，故D不符合题意。 故选B。 4．（1）在“探究光的反射规律”的实验中，平面镜M水平放置，纸板由E、F两部分组成，可以绕ON翻折。实验时为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，应把纸板ENF与平面镜___________放置，下图中的入射角是___________度。 （2）用天平测量小石块质量的过程中，操作方法如图甲所示，其操作不当之处是__________。改正错误后，测量的小石块质量如图乙所示，小石块的质量是__________g。 【答案】     垂直     40     用手直接取砝码     27 【解析】（1）[1]实验时，把平面镜放在桌面上，因法线始终垂直于平面镜，为了使入射光和反射光的径迹同时显示在纸板上，则反射光线、入射光线和法线所在的平面应与平面镜垂直，应把纸板与平面镜垂直放置。 [2]图中入射光线与平面镜的夹角是50°，入射角为90°-50°=40° （2）[3]图甲中，测量物体质量时出现的错误：用手拿砝码，会腐蚀砝码，影响以后测量的准确性。 [4]由图乙可知，小石块的质量为m=20g+5g+2g=27g 题组B 能力提升练 5．下列说法中不正确的是（　　） A．宇航员从地球登上月球，其质量变小 B．一杯水结成冰后，其质量不变 C．玻璃杯打碎后，其质量不变 D．1kg的铁与1kg的棉花质量一样大 【答案】A 【解析】A．宇航员从地球登上月球，其位置改变，所含物质的多少没变，即质量不变，故A错误，符合题意； B．一杯水结成冰后，其状态改变了，但它所含水的多少没变，即质量没变，故B正确，不符合题意； C．玻璃杯打碎后形状发生了变化，但所含玻璃的多少没变，即质量没变，故C正确，不符合题意； D．1kg铁与1kg棉花的质量都是1kg，所以质量一样大，故D正确，不符合题意。 故选A。 6．在地面上，放入水中的乒乓球总会漂浮在水面上，而在2021年12月9日神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富的“天宫课堂”中，乒乓球能够停留在水中，如图所示，其原因是乒乓球和其排开的液体所受的___________力均近似为零，此时乒乓球的质量___________（选填“为零”或“不为零”）。 【答案】     重     不为零 【解析】[1]太空中失重状态下，乒乓球和其排开的液体所受的重力均近似为零，根据阿基米德原理知，物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力，浮力为零，相当于浮力消失了，所以乒乓球可停留在水中。 [2]在太空失重状态下，乒乓球所含物质的多少没有改变，故此时乒乓球的质量不变。 7．用调好的天平测量金属块的质量，天平平衡时砝码和游码如图甲所示，天平的示数为___________g ，图乙中物体的长度是___________cm。 【答案】     27     2.00 【解析】[1]砝码的质量为20g+5g=25g 游码对应的质量为2g，所以天平的示数为25g+2g=27g [2]由乙图可知，1个大格为1cm，1个大格分成10个小格，所以刻度尺的分度值为1mm；物体的左边缘对准6.00cm，右边缘对准8.00cm，所以物体的长度为l=8.00cm-6.00cm=2.00cm 8．实验室用的托盘天平，砝码盒中常配备的砝码规格有100g、50g、20g、10g、5g。现要测量一物体的质量。 （1）调节横梁平衡：将天平放在水平桌面上，取下两侧的垫圈，移动游码至标尺左端的零刻度线后，发现天平指针在分度盘中央摆动的幅度如图所示，则接下来应进行的操作是 _______。 （2）调节天平横梁平衡后，某同学误将被测物体放在托盘天平的右盘中，再次调节天平平衡，左盘中砝码的质量和游码的示数分别为65g和3.2g，则被测物体的质量为 ____g。 【答案】     向右调节平衡螺母，使指针只在分度盘中央刻度线处     61.8 【解析】（1）[1]调节横梁平衡：将天平放在水平桌面上，取下两侧的垫圈，移动游码至标尺左端的零刻度线后，如图所示，发现天平指针在分度盘中央向左摆动的幅度大于向右摆动的幅度，说明左盘要重，则接下来应进行的操作是向右调平衡螺母直至指针只在中央刻度线处。 （2）[2]调节天平横梁平衡后，某同学误将被测物体放在托盘天平的右盘中，再次调节天平平衡，左盘中砝码的质量和游码的示数分别为65g和3.2g，则被测物体的质量，砝码和游码之间的关系 所以被测物体质量 9．某同学尝试自制温度计，他在小瓶里装满带颜色的水，用带细玻璃管的橡胶塞将瓶口塞住，如图所示。他分别将小瓶放入冷水和热水中，对比发现小瓶放入热水中时，细管中水面高度较高，则自制温度计的原理是_______；实验中使用细玻璃管是为了能够明显地观察到带颜色水的_______（选填“质量”或“体积”）的变化。 【答案】     液体的热胀冷缩     体积 【解析】[1]自制温度计的工作原理是带颜色的水遇冷收缩，体积变小，液柱下降，水遇热膨胀，体积变大，液柱上升，即液体的热胀冷缩。 [2]实验中使用细玻璃管为了明显观察液体体积的变化，因为在液体吸收和放出热量时，质量不变，只有体积在变化。 题组C 培优拔尖练 10．小明同学用托盘天平测物体质量的步骤如图所示。请回答下面的问题。 （1）小明的操作有两处错误，指出操作中的错误； 错误一：______；错误二：______； （2）实验步骤的合理顺序是______。 A．调节天平平衡 B．天平放在水平桌面 C．记下物体的质量 D．测物体质量 【答案】     见解析     见解析     BADC 【解析】（1）[1]A图中，在天平的调节过程中，调节平衡螺母前，没有将游码移到标尺左端的零刻度线处； [2]D图中，在测量物体质量的过程中调节平衡螺母了； （2）[3]B．将天平放在水平桌面上； A．调天平平衡； D．测量物体的质量； C．记录下物体的质量。 所以合理的顺序是：BADC。 11．小敏用天平测量蜡块质量的实验中： （1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，发现指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，要使天平平衡，他应该 ___________ A．把横梁右端螺母向右旋出一些 B．把横梁右端螺母向左旋进一些 C．把天平右盘的砝码减少一些 D．向右移动游码 （2）小敏用调节好的天平称量蜡块的质量时，砝码和游码的示数如图所示，则蜡块的质量是 ___________g。 【答案】     B     9 【解析】（1）[1]天平的调平都向指针偏向的反方向调节平衡螺母，指针静止时指在分度盘中央刻度线的右侧，所以把横梁右端螺母向左旋进一些来调节天平平衡，故选B。 （2）[2]由图可知，标尺的分度值为0.2g，所以蜡块的质量为m=5g+4g=9g 板 书 设 计 5.1 物体的质量 一、质量的概念与属性 1．定义：物体所含物质的多少（符号m）； 2．实例对比：讲台＞课桌（木材）、铁锤＞铁钉（铁）； 3．基本属性：不随形状（钢锭→钢板）、状态（冰→水）、位置（地球→太空）改变。 二、质量的单位 1．国际单位：千克（kg），2018年基于普朗克常数定义； 2．换算关系：1t=10³kg，1kg=10³g，1g=10³mg； 3．常见估算：鸡蛋≈50g，中学生≈50kg，1元硬币≈6g，大象≈4t。 三、托盘天平的使用 1．结构：分度盘、平衡螺母、游码、标尺、砝码； 2．调节步骤（使用前）：放平→拨零（游码至左端零刻线）→调平衡（螺母调指针指中央）； 3．测量步骤：左物右码→先大后小加砝码→移动游码→读数（m物=m砝+m游）； 4．液体测量：m液=m总-m空杯（先测空杯，再测总质量）； 5．注意事项：用镊子取砝码，不超量程；潮湿物体不直接放托盘。 课 堂 小 结 作业布置 1．完成课后练习题，核对答案并订正错误； 2．实践作业 任务1：用家中的电子秤（或体重计）测量3种物体质量（如苹果、书本、水杯），记录数据，下次课分享； 任务2：小组合作，用托盘天平测量教室中10本物理课本的总质量，计算单本书的平均质量（减少误差）； 3．资料收集：查阅“国际千克原器的历史”，了解从1889年实物原器到2018年新定义的过程，下次课简单分享。 【设计意图】1．基础巩固：通过课后练习强化核心知识，纠正常见错误； 2． 实践作业：将天平操作延伸到生活与校园，培养动手能力； 3． 3．资料收集：拓展科技史认知，体会物理与科技的联系。 教学反思 1．成功之处 用“讲台与课桌”“冰熔化实验”导入，直观理解质量定义与属性，学生对“质量不随状态变”的认知深刻；天平操作采用“演示+分组实验”，多数学生能规范调节天平并完成固体、液体测量，随堂测试中“天平读数”正确率达85%；结合国际千克原器的演变，渗透科技史，提升学生的科学认知。 2．存在不足 部分学生对“游码读数读左端”仍不熟练；误差分析环节讲解较浅，少数学生无法判断“砝码生锈”“游码未拨零”的影响；液体测量时，部分小组因烧杯壁沾水导致数据偏差，未及时引导分析原因。 3．改进方向 下次课开头用“游码读数对比实验”（读左端vs右端），强化正确读数方法；补充“误差分析专题”，通过“砝码生锈前后质量对比”“游码初始示数测量”等小实验，让学生直观感受误差影响；液体测量实验后，增加“烧杯壁沾水的补救措施”（如用纸巾擦干再测空杯），培养学生解决实验问题的能力。 学科网（北京）股份有限公司2/2 学科网（北京）股份有限公司 $