3 测量密度（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“测量密度”核心知识点，以“珠宝鉴别”情境导入，连接密度概念巩固与测量方法学习，通过量筒使用讲解、排水法测固体体积等支架，梳理从直接测量到间接测量的实验思路。 资料突出科学探究与科学思维融合，如固体测量中引导设计排水法并分析沾水误差，液体测量采用剩余质量法减少误差，配合例题与分层练习强化操作与分析能力。助力学生形成严谨实验态度，为教师提供结构化探究式教学方案。

3 测量密度（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 3 测量密度 教学 目标 物理观念 1.会利用物理公式测量某个物理量，进一步巩固密度的概念。 2.认识量筒，会用量筒测量液体(如盐水)体积和测量小块固体(如石块)的体积。 科学思维 1.对利用物理公式间接测定物理量这种科学方法有感性认识。 2.利用天平和量筒测量形状不规则的固体和液体的密度，体会等效替代的方法。 科学探究 1.进一步熟悉天平的调节和使用，能较熟练地使用天平、量筒测算出固体和液体的密度。 2.通过探究过程的体验，使学生对测量性探究方法，从实验原理、实验器材的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集与处理到得出结果，分析实验误差有初步认识和感受。 科学态度 与责任 1.通过实验数据记录、处理的体验，使学生养成实事求是、严谨的科学态度。 2.通过探究活动中的交流与合作体验，使学生认识交流与合作的重要性，养成主动与他人合作的精神。敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观念。 教学 重难点 一、教学重点 通过探究活动，学会用天平和量筒测量固体、液体密度的方法，学会利用物理公式间接测定一个物理量的科学方法。（重点） 二、教学难点 通过探究活动，学会用天平和量筒测量固体、液体密度的方法，学会利用物理公式间接测定一个物理量的科学方法。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 一般习惯将金、银等金属之外的天然材料（矿石、岩石、生物等）制成的，具有一定价 值的首饰、工艺品或其他珍藏物品统称为珠宝，故有“金银珠宝”的说法。珠宝店里的珠宝 琳琅满目，古玩店里的古玩珍奇繁多，各个器具大小不一，质量不同，价格各异。在鉴别它 们的真伪时，密度就是一个重要的参数。如何测量它们的密度呢？赶快来学习本节内容吧! 思考问题，进入情境。 学习新课 一、测量小石块的密度 任务一 ：量筒的使用 师：展示问题 （1）单位 ml（2）最大量程 100ml,最小分度值为 1 ml（3）正确读数：量筒中液面呈凹形时，读数时要以凹形的底部为准，且视线要与凹液面底部相平，与刻度线垂直。 2、使用方法： （1）、如何测固体（石块）体积的方法 【学情预设】：了解这种测量方法的原理：利用等量占据空间替代的方法进行测量。探究怎样用量筒测量不规则形状物体的体积方法 （2）尝试测量一个小石块的体积。 1. 方案设计环节 教师组织小组围绕“如何测量不规则小石块的体积？”展开深入讨论，启发学生思考不同测量方法的可行性，最终引导提出经典的“排水法”测量方案，并明确，该方法的基本原理和操作要点，确保每位学生理解测量思路。 2. 示范操作阶段 教师进行规范的分步演示，完整展示实验流程。学生需认真观察并同步记录关键实验步骤： （1）测量质量：使用天平精确测量小石块的质量m，记录实验数据为27.2g； （2）测量体积：先在量筒中倒入适量水，读取初始体积；再将用细线系好的小石块完全浸没于水中，读取总体积，通过计算得出石块体积； 将数据填写到自己设计的表格中，计算出结果。例如下表。 （3）计算密度：将测得的质量与体积数值代入密度公式，计算，得出最终结果。 3. 误差分析设问 教师提出关键问题“若实验顺序改为先测体积再测质量，石块表面沾水会导致测量结果发生怎样的变化？”，引导学生深入分析“沾水导致质量测量值偏大，进而造成密度计算结果偏大”的误差产生逻辑。 4. 分组实操阶段 学生以小组形式按照实验步骤独立完成操作，详细记录各项实验数据。教师巡回指导，及时纠正操作中出现的错误，包括但不限于石块放入时撞击量筒壁、读数时视线与液面不水平等常见问题。 拓展教学　 蜡块不沉入水中，也能用天平和量筒测出蜡块的密度吗？想想有什么好办法？ 方法一 实验：测定密度比水小的石蜡的密度。 方法：压入法测体积。 器材：天平、量筒、水、细铁丝、石蜡。 步骤： ①用天平称出石蜡块质量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，用一根细铁丝把石蜡压入水中，记下这时量筒中水面达到的刻度值V2，两次读数之差V＝V2－V1； ④根据公式ρ＝，求出石蜡密度。 方法二 实验：测定密度比水小的石蜡的密度。 方法：悬垂法测体积。 器材：天平、量筒、水、金属块、石蜡 步骤：①用天平称出石蜡块质量m； ②在量筒中倒入适量的水，在细线上系上石蜡和金属块，先把金属块沉入水中测出金属块和水的总体积V1； ③把上面石蜡也沉入水中，测出水、金属块、石蜡的总体积V2，两次读数之差V＝V2－V1； ④根据公式ρ＝，求出石蜡密度。 例1小明测量一块实心复合材料的密度。 (1)把天平放在水平台面上，将 移到标尺左端零刻度线处，发现指针如图甲，接下来应向 （选填“左”或“右”）调节平衡螺母使横梁平衡； (2)用调好的天平测量该物块的质量时，当在右盘放入最小的砝码后，指针偏在分度盘中线左侧，则应该 ，当天平重新平衡时，盘中所加砝码和游码位置如图乙所示； (3)因复合材料的密度小于水，小明在该物块下方悬挂了一铁块，按照如图丙所示①②③顺序，测出了该物块的体积。小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值 （选填“偏大”“不变”或“偏小”）； (4)分析以上步骤，你认为测量体积最佳实验步骤顺序应该为 。若图中数据为小明正确操作顺序所获得的数据，则这种材料的密度是 kg/m3； (5)若按测量体积的最佳步骤先测复合材料的体积，再测复合材料的质量，会引起密度测量值比真实值 （选填“偏大”“不变”或“偏小”）。 【答案】(1) 游码 右 (2)向右移动游码 (3)偏小 (4) ①③② 0.82×103 (5)偏大 【详解】（1）[1]把天平放在水平台面上，将游码移到标尺左端零刻度线处，再调节横梁上的平衡螺母，使天平在水平位置平衡。 [2]发现指针如图甲，即指针偏向左侧，则接下来应向右调节平衡螺母使横梁平衡。 （2）用调好的天平测量该物块的质量时，当在右盘放入最小的砝码后，指针偏在分度盘中线左侧，说明右盘添加的砝码质量偏小，则应该向右移动游码，直到天平在水平位置平衡。 （3）由于复合材料出水后会沾有水，导致测得的复合材料的体积偏大，而质量测量准确，由得，密度测量值比真实值偏小。 （4）[1]为了避免复合材料沾水对测量结果的影响，测量体积最佳实验步骤顺序应该为①③②。 [2]由图乙所示，标尺的分度值为0.2g，游码所在位置为1.4g，材料质量为 量筒的分度值为4mL，材料体积为 材料的密度 （5）若按测量体积的最佳步骤先测复合材料的体积，再测复合材料的质量，由于复合材料出水后会沾有水，导致测得的复合材料的质量偏大，而体积测量准确，由得，会引起密度测量值比真实值偏大。 学生观察本组量筒回答问题：观察量筒回答课本第 133 页想想做做中的问题，使用方法归纳量筒测量液体密度的使用方法。 （学生回答） （教师引导学生一块总结使用量筒测固体的方法） （排水法）：先在量筒中装入适量的水（以待测体积的物体放入量筒后能完全浸没，且量筒中的水上升的高度不超过量筒的最大刻度值为准），读出此时量筒中水的体积 V1;将不规则形状物体浸没在量筒中，读出此时量筒中水面所对应的刻度值 V2。V2 与 V1 的差值就被测不规则形状物体的体积。 学生分组测量石块的体积。然后找学生说出石块体积，以便验证学生的动手能力。 学生知道了利用天平和量筒测量固体物质的密度的方法和实验误差分析的方法 通过例题练习，进一步掌握了利用天平和量筒测量小石块密度的方法 新课讲授 二、测量液体的密度 学生分组实验 1．小组讨论测量方法、需要的实验器材； 2．说出测量步骤(点评误差最小的方法)、进行测量； 3．将数据填写到自己设计的表格中，计算出结果； 4．各小组汇报实验数据，然后进行讨论。 总结归纳 1．实验器材：天平、量筒、酱油、烧杯。 2．测量步骤： (1)用天平测出烧杯和酱油的总质量m1； (2)将一部分酱油倒入量筒中，读出量筒中酱油的体积V； (3)用天平测出烧杯和剩余酱油的质量m2； (4)酱油密度表达式ρ＝＝。 3．将数据填写到自己设计的表格中，计算出结果。如下表。 【例题2】小芳的妈妈每年都要腌制一些鸡蛋，为了帮妈妈减轻一些负担，小芳提前配制了一定浓度的盐水，她想知道配制的盐水的浓度，就用天平和量筒进行测量。 （1）小芳进行了测量，步骤如下： ①用调节好的天平测得空烧杯的质量；②在烧杯中倒入适量的盐水，测得烧杯和盐水的总质量，如图乙所示；③把烧杯中的盐水倒入量筒中，测得盐水的体积，如图丙所示；④根据图中的数据利用公式求密度。 空烧杯的质量 量筒中盐水的体积 烧杯和盐水的总质量 盐水的密度 ①30 ② ③ ④ （2）请你帮小芳同学把下表填写完整。 （3）在测烧杯和盐水总质量的过程中，小芳发现放上最小砝码后，指针又如图甲所示，她接下来的操作是： ，使天平重新平衡； （4）经分析，小芳认为以上方法测出的盐水密度比真实值 （选填“偏大”或“偏小”）。为了减小误差，小芳对上述步骤的顺序进行了改进，你认为她的改进顺序是 （填序号）。 【答案】 40 76.0 1.15 取下最小砝码，调节游码 偏大 ②③①④ 【详解】（2）[1]如图丙所示，量筒的分度值为2mL，量筒内盐水的体积为V=40mL=40cm3 [2]由图乙知，标尺的分度值为0.2g，游码所对应的质量为1.0g，则烧杯和盐水的总质量为 [3]烧杯内盐水的质量为 根据密度公式可得，盐水的密度为 （3）[4]被测物体在左盘中，砝码在右盘中，在测烧杯和盐水总质量的过程中，小芳发现放上最小砝码后，指针又如图甲所示，指针指向中央刻度线右侧，说明加最小的砝码时砝码的总质量大了，所以此时应取下最小砝码，向右调节游码，使天平横梁重新在水平位置平衡。 （4）[5]如果按上面的操作顺序，盐水的质量是准确的，但把烧杯中的盐水倒入量筒中时，烧杯中还会沾有一定质量的液体，因此用量筒测出的盐水的体积偏小，测出的盐水密度值比真实值偏大。 [6]为避免烧杯残留盐水影响体积测量，应先测烧杯和盐水的总质量，再倒出盐水测体积，最后测烧杯和剩余盐水的质量，这样质量差就是量筒中盐水的质量。所以，改进顺序是②③①④。 学生掌握了测量液体密度的方法，同时知道测量时的误差来源 通过例题练习，进一步掌握了利用天平和量筒测量液体密度的方法和实验的误差分析 课 堂 练 习 1、想一次性量取125mL酒精，以下四个规格的量筒，应当选用（　　） A.50mL 5mL B.100mL 2mL C.250mL 5mL D.500mL 10mL 【答案】C 【解析】四个选项中，只有CD的量程超过了125mL，可以一次测出所需的酒精。在CD中，相比之下，C的分度值更小，测量会更准确，因此C是最佳的选择。 故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 2、在用天平，量筒和水测量小石块的密度时，下列说法正确的是（　　） A.称量前，应调节平衡螺母或移动游码使天平平衡 B.应该先测小石块的体积，再测它的质量 C.用调好的天平测量时，小石块应放在右盘 D.小石块浸没到量筒的水中，表面附有气泡，测得的密度偏小 【答案】D 【解析】称量前，应将游码归零，调节平衡螺母使天平平衡，故A错误；小石块从水中拿出时会带出来水，使质量偏大，故应先测质量，再测体积，故B错误；砝码和物体按照左物右码放置，故C错误；小石块表面附有气泡，会使得测量的体积偏大，根据密度公式，质量一定时，体积偏大，则密度偏小，故D正确。故选D。 3．学习了密度知识后， 李红想测出项坠密度。制作如下实验计划： ①把托盘天平放在桌面上，游码移到称量标尺刻度线处；②将项坠浸没在量筒内的水中，读出此时液面示数，往右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡，读出质量，读出此时液面示数；⑤根据实验数据计算项坠的密度。测量项坠密度的实验顺序正确的是（　　） A．①③④②⑤ B．①④②③⑤ C．①②③④⑤ D．①②④③⑤ 【答案】A 【解析】由可知，测物体的密度，可以先测其质量，再测体积，最后根据密度公式计算密度，其先后顺序是：①把托盘天平放在桌面上，游码移到称量标尺刻度线处；③将项坠放在左盘中，往右盘中增减砝码并移动游码直至横梁平衡；④在量筒内倒入适量的水，读出此时液面示数；②将项坠浸没在量筒内的水中，读出此时液面示数；⑤根据实验数据计算项坠的密度。故A正确，BCD错误。故选A。 4．如图所示是小滨测牛奶密度的部分场景，下列四个选项正确的是（　　）    A．在调节天平平衡时，指针如图甲所示，应将平衡螺母向左移动 B．该实验的正确操作顺序是丙﹣乙﹣丁 C．倒入量筒中的牛奶有剩余，不影响实验结果 D．丙图中左盘物体质量为40g 【答案】C 【解析】由甲图可知，指针偏左，说明天平右盘偏轻，所以应将平衡螺母向右移动，天平才能平衡，故A错误；测量液体密度的一般方法是：先测液体和烧杯的总质量，再将部分液体倒入量筒记录体积，最后测量剩余液体和烧杯的总质量。所以该实验的正确操作顺序是乙、丁、丙，故B错误；根据该实验的正确操作顺序是乙、丁、丙可知，倒入量筒中的牛奶后烧杯中有剩余，但倒入前、倒入后牛奶和烧杯总质量之差就是量筒中牛奶的质量，量筒中牛奶的体积是准确的，所以计算出牛奶的密度是准确的，即不影响实验结果，故C正确；根据丙图可知，天平分度值为0.2g，则剩余液体和烧杯的总质量等于右盘中砝码质量和游码对应质量的和，即m=20g+20g+1.4g=41.4g，故D错误。故选C。 5．小明在实验室里面测量某合金块的密度。实验中，小明同学不小心把量筒打碎了，但实验室里已没有量筒了，老师就给他增加了一个溢水杯（如图）。他设计如下的实验步骤： ①用调节好的天平测出合金块的质量m1； ②用调节好的天平测出烧杯的质量m2； ③溢水杯装满水，将合金块轻轻浸没在水中，并用烧杯接住溢出的水； ④用天平测出烧杯和水的总质量m3。 若水的密度为ρ水，则合金块的密度表达式（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】溢出的水的质量m水=m3-m2，合金块的体积等于溢出水的体积，根据密度公式可知 ，合金块的密度，故选A。 6．装有液体的容器总质量为m0，现将容器中部分液体倒入量筒，读出倒入液体的体积V，再用天平称量出容器和剩余液体的总质量m；多次重复上述实验操作，根据多次测得的数据绘制的m-V图像如图所示，由此可得，m0= g，液体密度为 kg/m3。 【答案】95 1.5×103 【解析】由图可知，倒入量筒中的体积为10mL，即10cm3时，容器和剩余液体的总质量为80g；倒入量筒中的体积为30mL，即30cm3时，容器和剩余液体的总质量为50g。可知倒入量筒中的液体体积增加了ΔV=30cm3-10cm3=20cm3，相应的烧杯中液体的质量减少了Δm=80g-50g =30g，则液体的密度，根据题意可知，装有液体的容器总质量等于倒入量筒中液体的质量加上容器和剩余液体的总质量，即。 7．文文想要测量食用油的密度，他用已调好的天平测出烧杯和食用油的总质量记为92g，将适量的食用油倒入量筒中后，如图所示用天平继续称量烧杯和剩余食用油的总质量为 g，则食用油的密度为 。 【答案】 47.0 【详解】[1][2]由图乙知，标尺的分度值为0.2g，游码所对应的质量为2.0g，烧杯和剩余食用油的总质量为 则量筒中食用油的质量为 如图甲所示，量筒的分度值为2mL，量筒中食用油的体积为 根据密度公式可得，食用油的密度为 7.为测量盐水的密度，小明选用了天平、量筒和烧杯。    （1）小明设计的实验步骤如下： ①测量烧杯和盐水的总质量m1； ②将一部分盐水倒入空量筒内，测得量筒中盐水的体积V； ③测量 的质量m2；（请将实验步骤补充完整） ④算出倒入量筒中盐水的质量，计算出盐水的密度； （2）小明调节天平，使天平横梁平衡．测量m1时的情景如图甲所示，请指出其中的操作错误： ； （3）纠正错误后，小明继续实验，测得m1=172.6g，测量V时，量筒中液面达到的位置如图乙所示，V= cm3。测量m2时，天平平衡后，托盘中的砝码和游码的位置如图丙所示，m2= g，根据测量结果可知盐水的密度ρ= kg/m3。 【答案】（1）剩余盐水和烧杯 （2）被测物体和砝码放反了 （3）40 128.6 1.1×103 【解析】（1）③根据实验操作可知，用天平测量烧杯和剩余盐水的质量m2。 （2）用天平测量质量时，物体放在左盘，砝码放在右盘，图甲中物体与砝码的位置放反了。 （3）由图可知，量筒中盐水的体积V=40cm3，烧杯和剩余盐水的质量，盐水的密度。 8.小伟在爬山时捡到一块形状不规则的特殊小矿石，他想知道小矿石的密度，设计如下实验方案。 （1）实验时，应将天平放在 台上； （2）测得小矿石质量如图乙所示，天平横梁平衡，则小矿石的质量为 g；    （3）在量筒内先倒入适量的水，然后将小矿石放入量筒中，如图丙所示，则小矿石的体积是 cm3，小矿石的密度是 kg/m3； （4）小伟将小矿石放入量筒中时，在量筒壁上溅了几滴水，所测的矿石密度会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）； （5）若将（2）（3）顺序互换，则所测小矿石的密度会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”），你判断的理由是 ； （6）小伟利用家里的电子秤、水杯、记号笔等工具同样测出了小矿石的密度。    ①用电子秤测出装有适量水的杯子总质量m1，示数如图丁所示； ②将小矿石缓慢浸没在杯中，测得杯、水、小矿石的总质量m2，示数如图戊所示，在水面到达的位置上做标记，然后取出小矿石（忽略石块表面带出的水）； ③向杯中缓慢加水，让水面上升至标记处，测得杯和水的总质量m3；示数如图己所示，根据以上测量，可得石块的密度表达式为ρ石= （用已知量和测量量表示，水的密度用ρ水表示）。 【答案】（1）水平 （2）52 （3）20 2.6×103 （4）偏大 （5）偏大 见解析 （6） 【解析】（1）在调节天平水平平衡时，应先将托盘天平放在水平台上，并将游码拨到标尺左端的零刻线处。 （2）如图乙所示，标尺的分度值是0.2g，小矿石的质量m=50g+2g=52g。 （3）如图丙，量筒中水的体积V1=20mL，矿石和水的总质量V2=40mL，矿石的体积V=V2-V1=40mL-20mL =20mL=20cm3，矿石的密度。 （4）将小矿石放入量筒中时，筒壁上溅了几滴水，水和小矿石的总体积减小，求出小矿石的体积偏小，小矿石的质量测量是准确的，由可知小矿石密度测量值偏大。 （5）若将（2）（3）顺序互换，小矿石上沾有水，使测得的质量偏大，根据，计算得出的密度偏大。 （6）取出了石块，再将水补充到原来的标记处，这样增加的水的体积就是矿石的体积；矿石的体积，矿石的质量m石=m2-m1，矿石的密度。 课 堂 小 结 板 书 设 计 3.测量密度 一、实验原理：（间接测量） 二、仪器使用： 1. 天平：调平→称量→读数（左物右码） 2. 量筒：放平→平视→读凹底（避仰视/俯视） 三、测量方法： 1. 固体（小石块）： 质量m（天平）→体积()（排水法）→ 2. 液体（盐水）：剩余质量法 （1）测：烧杯+盐水 （2）测V：倒出盐水体积 （3）测：烧杯+剩余盐水 作业 布置 1. 配套同步分层作业 教学反思 课堂中难点未能突破。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，有三个组测得的盐水的密度大于2g/cm3，有一个组测得的小石块的密度小于1 g/cm3，这样的结论很显然都是错误的，但由于时间所限，只能由我简单讲了，学生没有用实验验证，似懂非懂。没有有效的展示激励的措施。在教学中，若组与组之间无法进行对比，没有交流，不能有效地激发学生的积极性和主动性。 / 学科网（北京）股份有限公司 $