2 物质的密度（表格式教学设计）物理教科版2024八年级上册

该初中物理教学设计聚焦“物质的密度”核心知识点，通过《寻宝》节目鉴别青铜器情境导入，衔接质量、体积测量前备知识，以实验探究（测量不同物质质量体积、计算比值）为支架，引导学生建构密度概念、公式及单位。 亮点在于以科学探究为主线，小组合作实验结合m-V图像分析，培养科学思维与探究能力，联系酸奶冷冻、水管冻裂等生活实例深化物理观念，提升学生应用意识与科学态度，为教师提供结构化教学流程与实例支持。

2 物质的密度（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 2 物质的密度 教学 目标 物理观念 1.知道密度的定义、公式和单位，理解密度的物理意义。 2.会查密度表，知道物质的密度受温度影响。 科学思维 1.学习以同种物质的质量与体积的比值不变性来定义密度的科学思维方法。 2.在概念建立过程中，渗透由特殊到一般，由现象到本质的唯物辩证法思想。 3.能联系实际运用密度公式进行计算，利用密度知识解决简单的实际问题。 科学探究 通过实验探究活动，学会利用比较、归纳找出同种物质的质量与体积成正比的关系。 科学态度 与责任 1.通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展，在生活中有应用密度知识的意识。 2.通过刻度尺、天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神。 教学 重难点 一、教学重点 1.知道密度的定义、公式和单位，理解密度的物理意义，会查密度表。 2.能联系实际运用密度公式进行有关计算，并用来鉴别物质，以及计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的物体的体积。（重点） 二、教学难点 能联系实际运用密度公式进行有关计算，并用来鉴别物质，以及计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的物体的体积。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 在中央电视台《寻宝》节目中，一位藏友把一件锈迹斑的“青铜器”交给专家鉴定，专 家用手一掂就说这是一件仿品，藏友反驳道：“我这件宝贝的铭文、锈色都与青铜器特征相 符，您怎么就判断它是一件仿品呢？”专家拿起这件“青铜器”说：“青铜器有这么轻吗？” 原来他是根据密度知识来鉴别的。本节将带领大家了解物质的密度。 思考问题，进入情境。 学习新课 一、认识密度 教师出示两个外形完全相同但材质不同的金属柱体（一个为铝制，一个为钢制），提问：“同学们，请看这两个柱子，它们的长度和横截面积都一样，也就是体积相同。如果我把它们分别放在手中，你觉得哪一个会更重？为什么？” 预设学生回答：钢柱更重，因为钢铁感觉更结实、更“密实”。 教师继续追问：“那如果我们现在有一个非常大的铝柱和一个很小的钢柱，还能直接用手感觉出来吗？如果体积很大，不方便直接称重，我们有没有办法间接判断它们的质量大小呢？” 由此引导学生得到用天平、刻度尺和量筒测量这些小物品的质量和体积，然后计算1cm3物体的质量的设计方案 实验探究：用1cm3物体质量的含义 学生分成几个小组进行探究。 实验步骤及要求： ①学习电子天平的使用方法； ②用电子天平测量物体的质量并记录； ③用刻度尺测量长方体铁块、铝块、铜块及木块的尺寸，根据长方体体积公 式计算体积并记录； ④分别计算出 1cm3 物体的质量并记录。 分析数据得出结论：相同材料组成的物体其 1cm3 的质量是相同的；不同材 料组成的物体其 1cm3 的质量是不同的。 教师拓展：利用图像法进行数据处理。 以体积 V 为横坐标，以质量 m 为纵坐标，在方格纸上描出铝块和铁块的数 据点，再分别把各自的点连起来。结合适当的推理，想一想这分别是两条怎样的 图线？ 结论：同种物质的质量跟体积成正比，即质量与体积的比值是一定的；不同 物质质量与体积的比值是不同的。 密度的定义及单位 教师引导：根据上述探究，我们知道了相同物质的质量跟体积的比值相同， 不同物质质量跟体积的比值一般不同，也就是说质量跟体积的比值与物质的种类 有关。 1cm3 的某种物质的质量，即物体的质量与体积的比值能够反映其对应物质 的一种特性。在物理学中，某种物质组成的物体的质量与体积之比叫作这种物质 的密度。 学生交流总结（类比速度的概念）。 密度的物理意义：单位体积的物体的质量，表示的是物质的一种特性。 密度定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度， 用符号ρ表示。 计算公式：ρ=m/V。 符号的意义及单位： ρ—密度—千克每立方米（kg/m3） m—质量—千克（kg） V—体积—立方米（m3） 单位换算：1g/cm3= 103kg/m3。 3. 密度表 学生查阅教科书中的表格“常见固体的密度 ”“常见气体的密度 ”“常见液体 的密度 ”，比较一下有哪些规律。 学生进行交流讨论。 生 1 ：一般来说，不同物质的密度是不同的。 生 2 ：通常情况下，固体的密度大，液体的密度次大，气体的最小。 生 3 ：在液体中，水银的密度最大。 生 4 ：水的密度是 1×103kg/m3 ，冰的密度是 0.9×103kg/m3 ，说明同种物质的 状态不同时，密度也不同。 归纳总结密度相关规律： （1）水的密度ρ水= 1.0×103kg/m3 ，其物理意义是 1m3 水的质量是 1.0×103kg。 （2）密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，同时还受物质的状态影 响，温度、气压等因素对气体的密度影响较大。 （3）不同物质密度一般不同，个别特殊情况除外，如密度表中的冰和蜡、 煤油和酒精的密度的数值是相同的。 例1小明用蜡块和干松木块探究质量与体积的关系，测得的实验数据如下表。分别画出蜡块和干松木块的质量m与体积V的关系图像。其中，蜡块的图像是 选填“A”或“B”，分析图像A可以得到的结论是 。 实验序号 蜡块 干松木块 体积 质量 体积 质量 ① ② ③ ④ 【答案】 A 同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值相等 【详解】[1]运用控制变量法，取蜡块与干松木块的体积均为，对比表格中的数据可知蜡块的图像为图像A； [2]根据图像A可知：同种物质组成的不同物体，其图像为正比例函数图像，其质量与体积之比为定值，故分析图像A可以得到的结论是：同种物质组成的不同物体，其质量与体积的比值相等。 学生明白了用控制变量法探究物质的质量和体积的关系 学生通过分工协作，掌握了利用天平和量筒测量物质密度的方法 学生知道了密度的概念，并且质量和体积成正比，密度与体积和质量无关。 通过例题练习，进一步理解不同的物质，体积和质量的比值的不同，并学会了对m-V图像的分析 新课讲授 二、密度的应用 交流讨论：密度在生活中的应用。 教师创设问题情境：将一瓶封口膜略下陷的酸奶放入冰箱的冷冻室内，数小 时后酸奶瓶将发生什么变化？在我国北方，室外的自来水管在冬天为什么容易胀 破？请用今天所学的密度知识进行解释。 学生讨论交流。 生 1 ：冷冻后，酸奶瓶的封口膜会稍微凸起来。 生 2 ：水结成冰后密度变小，但这个过程质量不变。 生 3 ：根据密度公式可以知道，水结成冰后体积变大，就把水管胀破了。 …… 教师引导学生思考生活中与密度相关的其他应用。 教师指导学生利用密度公式完成教科书中的例题。 师生共同思考、总结密度公式的变式及应用： （1） 利用公式ρ=m/V 测算物质的密度，查找密度表，看跟哪种物质的密度 相同，便可初步判断物体是由什么物质组成的。 【例题】有一枚2022 年北京冬奥会纪念币，它的质量为 12.9g，体积为 1.45cm3， 请判断这枚纪念币是不是由金制成的。 （2） 对于不便直接测量的物体质量，只要知道这个物体是由什么物质组成 的，从密度表中查出这种物质的密度，再设法测出其体积，利用变形公式 m=ρV 便可计算出这个物体的质量。 （3）对于难以直接测量的物体体积，只要知道这个物体是由什么物质组成 的，从密度表中查出这种物质的密度，再设法测出其质量，利用变形公式 V=m/ρ 便可计算出这个物体的体积。 【例题2】已知铝棒的直径d为0.1m，长l为2.5m，铝棒的质量是多少? 【答案】54kg 【详解】铝棒的体积 根据公式，可得铝棒的质量为 【例3】建筑工地需要400m3的沙石，为了估测沙石的密度，用一只空桶平平装满一桶沙石，测得桶中的沙石质量为52kg，再用这只桶装满一桶水，测得桶中水的质量为20kg，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)桶的容积是多少？ (2)沙石的密度是多少？ (3)建筑工地需要的沙石共多少千克？ 【答案】(1)0.02m3 (2)2.6×103kg/m3 (3)1.04×106kg 【详解】（1）因桶装满一桶水时水的体积和桶的容积相等，所以，桶的容积 （2）用一只空桶平装满一桶沙石的体积V沙=V=0.02m3 沙石的密度 （3）建筑工地需要的沙石的总质量 学生知道了密度的概念，并能正确理解密度 学生掌握了密度的单位换算方法，尤其是对水密度的记忆 通过例题练习，掌握了密度计算公式的简单应用 课 堂 练 习 1.一瓶氧气的密度是5kg/m3，给人供氧用去了氧气质量的一半，则瓶内剩余氧气的密度是 kg/m3；容积是10L的瓶子装满了煤油，已知煤油的密度是0.8×103kg/m3，则瓶内煤油的质量是 kg，将煤油倒去一半后，瓶内剩余煤油的密度是 g/cm3。 【答案】 2.5 8 0.8 【详解】[1]由题知，瓶内剩余氧气的质量为原来瓶中氧气的质量的一半，而氧气的体积不变，由可知瓶内剩余氧气的密度减半，为2.5 kg/m3。 [2]瓶内煤油的质量为 [3]密度是物质的一种特性，与质量和体积无关，所以，将煤油倒去一半后，瓶内剩余煤油的密度不变，还是0.8×103kg/m3，即。 由甲乙两种物质组成的不同物体，其质量与体积的关系如图所示，分析图像可知，两种物质的密度之比ρ甲︰ρ乙为（　　） A．1︰2 B．3︰2 C．2︰3 D．3︰1 【答案】D 【详解】由图可知，物质甲的体积为1cm3时，质量为2g，则物质甲的密度 物质乙的体积为3cm3时，质量为2g，则物质乙的密度 则两种物质的密度之比 故选D。 3．如图所示，在探究物质质量和体积关系时，小益同学测出实验桌上甲、乙、丙三个物体的质量和体积，根据数值在图上描出甲、乙、丙三个点，则下列判断正确的是（　　） A．甲密度为4g/cm3 B．乙的密度等于甲的密度 C．丙比甲的密度小 D．甲、乙一定是由同种物质组成的 【答案】B 【详解】A．由图像可知，甲的体积为时，质量为2g，则甲的密度 故A错误； B．由图像可知，乙的质量和体积图线与甲的图线重合，说明乙的质量与体积的比值和甲相同，说明乙的密度等于甲的密度，故B正确； C．如下图，当甲和丙体积相同时，丙的质量大于甲的质量，根据可知，丙比甲的密度大，故C错误； D．密度相同的物质不一定是同一种物质，如酒精和煤油；乙的密度等于甲的密度，但甲、乙不一定是由同种物质组成的，故D错误。 故选B。 4．下表给出了在常温常压下一些物质的密度，请阅读后判断下面的一些结论，其中正确的是（    ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 物质 密度/（kg·m-3 ） 水 1.0×103 冰 0.9×103 煤油 0.8×103 干松木 0.5×103 酒精 0.8×103 铜 8.9×103 水银 13.6×103 铅 11.3×103 A．固体的密度都比液体的大 B．同种物质，密度一定相同，不同物质，密度一定不同 C．相同体积的实心铜块和实心铅块，铜块的质量比铅块的质量小 D．若一个容器能装下1kg的水，则同样的条件下，它也能装下1kg的煤油 【答案】C 【详解】A．从表中可以看出，固体的密度不一定都比液体的大，比如：冰的密度小于水的密度，干松木的密度小于水的密度，故A错误； B．不同物质，密度可能相同，比如：煤油和酒精的密度相同，故B错误； C．由表中数据可知，铜的密度比铅的密度小，相同体积的实心铜块和实心铅块，由m=ρV可知，铜块的质量比铅块的质量小，故C正确； D．由表格中数据可知，水的密度大于煤油的密度，由可知，质量相同的水和煤油，水的体积小于煤油的体积，所以最多能装1kg水的瓶子，不能装下1kg的煤油，故D错误。 故选C。 5．建筑工地需要400m3的沙石，为了估测沙石的密度，用一只空桶平平装满一桶沙石，测得桶中的沙石质量为52kg，再用这只桶装满一桶水，测得桶中水的质量为20kg，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求： (1)桶的容积是多少？ (2)沙石的密度是多少？ (3)建筑工地需要的沙石共多少千克？ 【答案】(1)0.02m3 (2)2.6×103kg/m3 (3)1.04×106kg 【详解】（1）因桶装满一桶水时水的体积和桶的容积相等，所以，桶的容积 （2）用一只空桶平装满一桶沙石的体积V沙=V=0.02m3 沙石的密度 （3）建筑工地需要的沙石的总质量 6．体积相等的冰和水的质量之比是 ；一块冰的体积跟它完全熔化成水的体积之比是： 。（ρ冰=0.9×103kg/m3、ρ水=1.0×103kg/m3） 【答案】 9︰10 10︰9 【详解】[1]由可知，体积相等的冰和水的质量之比是 [2]一块冰完全熔化成水后质量不变，由可知，冰的体积与水的体积之比为 7．物理课代表小聪用调节好的天平称橙子的质量，当天平平衡时，所用砝码和游码在标尺上的位置如图所示，则橙子的质量是 g。做完实验整理器材时，小聪发现天平上的砝码有一个生锈了，这会导致测量的质量 （选填“偏大”或“偏小”）。    【答案】162 偏小 【详解】橙子的质量为m＝100g+50g+10g+2g＝162g，砝码生锈后，自身质量变大；当测量同一物体的质量时，需要减少砝码或少移动游码，就能使天平重新平衡，所以测得的质量小于物体的实际质量。塑木作为新型环保材料，修正了纯木材和纯塑料材料的不足，摸上去足够坚硬，可代替实木铺设地板。塑木的硬度 （选填“大”或“小”），若把一块塑木板材切割为大小不同的两块，大块的密度 （选填“大于”、“等于”或“小于”）小块的密度；已知塑木材料的密度为，一块实心塑木板材的面积为，其厚度为5cm，则板材的质量为 kg；另一块中空的密封塑木型材料，经测量其体积为，质量为116g，则其空心部分的体积是 。 【答案】 大 等于 116 20 【详解】[1]由题意可知，新型环保材料摸上去足够坚硬，说明该材料足够硬，故其硬度大。 [2]密度是物质的特性，不会因为物体的体积变化而变化，故分割后，大块的密度等于小块的密度。 [3]板材的质量为 [4]板材的体积为 则其空心部分的体积是 8.同学们找来大小不同的蜡块和干松木，分别测量它们的体积和质量，得到的数据如表所示。 序号 蜡块 干松木 质量 体积 质量 体积 ① 9 10 5 10 ② 18 20 10 20 ③ 27 30 15 30 ④ 36 40 20 40 (1)在如图1所示的方格纸中，用图线分别把蜡块和干松木的质量随体积变化的情况表示出来，并标注蜡块、干松木。 (2)蜡块和干松木的质量随体积变化的图像是两条过原点的直线，表明：同种物质的不同物体，质量与体积的比值 （选填“相同”或“不同”）；两条过原点的直线不重合，表明：不同物质的物体，质量与体积的比值一般 （选填“相同”或“不同”），因此，这个比值反映了 （选填“物质”或“物体”）的一种特性，物理学中把它定义为密度。用“比值法”来定义物理量是物理学中常用的方法，请再列举出一个用“比值法”定义的物理量： 。 (3)小军改用水进行探究，描绘出质量与体积的关系图线如图2中a所示。他分析后发现，由于误将烧杯和水的总质量当作了水的质量，导致图线未经过坐标原点，由此推断：水的质量与体积的关系图线应是 。 【答案】(1)见解析 (2) 相同 不同 物质 速度 (3)c 【详解】（1）根据表格数据描点，用线把点连接起来，如下图所示： （2）[1][2][3]由图像可知，蜡块和干松木的质量随体积变化的图像是两条过原点的直线，这说明了由同种物质组成的不同的物体，质量与体积的比值是相同的；两条过原点的直线不重合，说明不同物质的组成的物体，其质量与体积的比值一般不同；所以，这个比值反映了物质的一种特性，在物理学中把物质的这种特性定义为密度。 [4]物理学中还运用了比值定义法的物理量有：速度等。 （3）探究水的质量和体积的关系时，水的体积是准确的，误把烧杯和水的质量当作水的质量，导致体积为0时，质量会有示数，所以图线会向上平移，现在已知a图线是误把水和烧杯质量当作水的质量，所以和a图线平行的c线就是。 课 堂 小 结 板 书 设 计 第2节 物质的密度 一、概念：单位体积某种物质的质量（物质的特性）​ 本质：m/V的比值（同种定值，不同不同）​ 二、公式与单位​ 1. 公式： （:密度，m:质量，V:体积）​ 2. 单位：kg/m³（主单位）、g/cm³（常用）​ （1）换算：1g/cm³=1×10³kg/m³​ （2）实例：=1g/cm³=1×10³kg/m³​ 三、特性：与m、V无关，受状态、温度影响​ 四、应用：1. 鉴别物质 2. 求质量（m=ρV） 3. 求体积（V=m/ρ）​ 作业 布置 1. 配套同步分层作业 教学反思 由于是概念教学，物理概念的建立要符合学生的认知规律和生活经验，避免把密度概念直接灌输和强加给学生，依据建构主义的学习理论和教学心理学原理，在密度概念教学过程中，应通过形象化的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念，教师仅仅是学生概念学习的引导者、促进者和帮助者。 / 学科网（北京）股份有限公司 $