4 跨学科实践：密度应用交流会（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密度知识的实际应用，核心围绕利用密度公式求质量、体积及鉴别物质展开。通过阿基米德鉴别王冠的经典故事导入，衔接已学密度概念，搭建从理论到实践的学习支架，帮助学生梳理知识脉络。 资料亮点在于情境化与实践性结合，如计算教室空气质量、金箔覆盖面积等实例，培养科学思维与问题解决能力，牛奶鉴别实验则提升科学探究素养。强调知识服务生活，渗透科学态度与责任，为教师提供丰富案例，助力学生深化物理观念与应用能力。

4 跨学科实践：密度应用交流会（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 4 跨学科实践：密度应用交流会 教学 目标 物理观念 进一步理解密度的概念，并能熟练利用密度的公式进行计算。 科学思维 用密度的知识解决简单的问题，能解释生活中一些与密度有关的物理现象。 科学探究 通过分析实例，理解密度是物质的一种特性。 科学态度 与责任 培养学生将科学知识应用于社会实践和生活的意识，培养学生对科学知识的求知欲望，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学原理的意识。 教学 重难点 一、教学重点 正确理解密度是物质的一种特性，能运用密度鉴别物质。（重点） 二、教学难点 利用密度知识分析和解决实际问题。（难点） 教学过程 教师活动 学生活动 教学引入 古希腊叙拉古国国王曾给工匠一锭金块,让他做一顶纯金王冠。尽管王冠的质量和金块的质量相等，但国王还是怀疑工匠用银子偷换了一部分金子，他要阿基米德鉴定王冠是不是用纯金制成的，但是不能损坏它。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他在洗澡时突然灵光一闪，找到了鉴定的方法。他把王冠和同等质量的纯金放在盛满水的两个盆里，发现放王冠的盆里举办出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同质量的纯金的体积大，因此证明了王冠里掺进了其他金属。 其实阿基米德运用的就是密度的有关知识。今天，我们就一起去探究密度知识的具体应用吧！ 思考问题，进入情境。 学习新课 一、利用密度求质量（m=ρV） 1. 分析问题 和学生一起分析已知碑心石的尺寸可求体积，通过查密度表可知花岗岩密度，根据 可求质量。 2. 规范解题 教师在黑板上进行板书，规范解题步骤，强调单位换算。 3. 拓展思考 提出对于一些难以直接测量质量的巨大物体或微小物体，都可以利用密度来求质量。 4. 拓展实例：计算一个标准教室空气的质量（长10m、宽8m、高3m，空气密度1.29kg/m³）。 5. 学生计算：V = 10×8×3 = 240 m³，m = 1.29×240 ≈ 309.6 kg。 6. 提问：“为什么教室里感觉不到空气有重量？” 7. 引导学生思考：尽管空气质量大，但分布均匀且无形，不易感知。 8. 进一步提问：“如果把整个教室的空气压缩成一个1L瓶子，质量会是多少？” 9. 指导学生计算：1L = 0.001 m³，m = 1.29×0.001 = 0.00129 kg = 1.29 g，仅相当于一枚硬币。 10. 小结：密度越大，单位体积质量越高，压缩后效果越显著。 例1小红同学在课外活动中，想测出一个油罐内的质量，已知这个油罐的容积是50m3，他取出一些样品，测出20cm3这种有的质量是16 g，请你帮她计算出这灌油的质量。 【答案】4×104 kg 【详解】解：油的密度 这罐油的总质量 答：这罐油的质量为4×104 kg。 学生掌握了如何利用密度求物体质量的方法 通过例题练习，学生掌握了如何利用密度求解物体的质量的解题方法 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、利用密度求体积 1. 问题引入 修缮某文物需要使用厚度为0.15μm的金箔，10g黄金能覆盖多大面积？ 2. 学生分析：引导学生根据 先求出金的体积，再结合金箔厚度求面积。 3. 总结方法：总结利用密度求体积的方法适用于形状不规则或难以直接测量体积的物体。 4. 逐步拆解步骤： - 第一步：将质量换算为千克：m = 10g = 0.01kg。 - 第二步：查表得金的密度ρ = 19.3×10³ kg/m³。 - 第三步：计算体积：V = m/ρ = 0.01 / (19.3×10³) = 5.18×10⁻⁷ m³。 - 第四步：将厚度换算为米：d = 0.15μm = 0.15×10⁻⁶ m = 1.5×10⁻⁷ m。 - 第五步：面积S = V/d = (5.18×10⁻⁷) / (1.5×10⁻⁷) ≈ 34.5 m²。 5. 板书完整计算过程，强调单位换算的重要性。 6. 提问：“为什么金箔这么薄还能铺这么大的面积？” 7. 引导学生理解：金具有极高密度，极少量就能形成较大体积，再压成极薄层，延展性极强。 8. 展示真实金箔样品，让学生观察其透光性与柔软性。 9. 拓展思考：“如果换成银，面积会更大还是更小？” 10. 指导学生查表比较银密度（10.5×10³ kg/m³）小于金，故体积更大，面积更大。 【例题2】工厂在铸造零件时，先要用木料制成实心的模型，叫木模，再铸造出与木模的大小和形状完全相同的零件，某零件厂车间生产了一批铸铁零件，现要判断这批零件是否合格（判断内部是否有气穴），技术人员随机抽取了一个铸铁件作为样品进行检测，他们通过查找和测量得到了相关的数据如表格所示： 零件 木模 铸铁件 质量/kg 3 36.34 密度/kg/m3 0.6×103 7.9×103 求: （1）木模的体积； （2）请判断这个铁铸件样品是否合格（判断内部是否有气穴）? 若有，则求气穴的体积是多少? 【答案】（1）；（2）不合格， 【详解】解：（1）根据题意可知，木模的体积 （2）铁铸件的体积 因为，所以铁铸件内部有气泡，气泡的体积 答：（1）木模的体积是； （2）这个铁铸件样品不合格，则气穴的体积是。 学生知道了如何利用密度求物体体积的方法 通过例题练习，加深掌握利用密度求体积的方法 新课讲授 三、利用密度鉴别物质 1. 实验探究 在讲桌上放置四个相同烧杯，分别装有体积近似相等的酒精、水、食用油、牛奶，让学生通过观察、闻气味等方法初步鉴别。 2. 深入思考 再拿出两个装有不同品质牛奶的烧杯，引导学生思考如何鉴别，引出密度是检验牛奶优劣的常用指标。 3. 实验设计 让学生设计实验测量牛奶密度并鉴别品质，之后提问若“人造牛奶”密度与纯牛奶相同能否断定为纯牛奶，引导学生认识到密度相同物质不一定相同。 4. 总结方法 总结鉴别物质可利用物质的颜色、硬度、味道等物理性质，密度是重要指标，还可与密度表对比。 课 堂 练 习 1、1．室内火灾发生时，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离，以尽量减少有害气体的吸入。这是因为燃烧产生的有害气体（　　） A．温度较低，密度较大，聚集在下方 B．温度较低，密度较小，聚集在上方 C．温度较高，密度较大，聚集在下方 D．温度较高，密度较小，聚集在上方 【答案】D 【详解】室内火灾发生时，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。所以，为有效避免吸入有害气体或被灼伤，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场。故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 2、如图所示，一个纸风车放在点燃的酒精灯火焰上方，风车会转动起来。在这个过程中是因为一定质量的空气受热膨胀后，密度 （选填“变大”“变小”或“不变”）而上升，热空气上升后，冷空气从四面八方流过来，从而形成风。冬天房间里开空调时，应该让热风向 （选填“上”或“下”）吹，房间内才会很快变得缓和起来。 【答案】变小 下 【详解】点燃酒精灯，上方的空气吸收热量，温度升高，体积膨胀，密度变小，密度小的热空气上升，形成对流。冬天空调吹热风，应让热风向下吹，热风密度小，会上升，使整个房间快速暖和起来。 3．寒冷的冬天，室外的自来水管容易被冻而发生爆裂，原因是冰的密度 （填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度，在水结冰过程中，质量 （选填“变大”、“变小”或“不变”），体积 所致（选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】小于 不变 变大 【详解】因为冰的密度为0.9g/cm3，水的密度为1g/cm3，即冰的密度小于水的密度。在水变成冰时质量不变，由可知，相同质量的水变成冰时，体积膨胀，所以在寒冷的冬天，室外的自来水管容易发生爆裂。 4．（多选）密度与生活有紧密的联系，下列说法错误的是（　　） A．农民常用一定密度的盐水进行选种 B．一壶食用油，壶上标有“5L”字样，则该壶中油的质量就是5kg C．飞船尽可能采用强度高，密度小，性能优良的材料制造 D．氧气瓶中的氧气用掉一半，瓶中氧气的体积不变，密度不变 【答案】BD 【详解】A．在盐水中，饱满的种子受到的浮力小于自身的重力，所以饱满的种子下沉，所以农民常用一定密度的盐水进行选种，故A正确，不符合题意； B．食用油壶上的“5L”是指其体积为，通常食用油的密度为，由可得，其质量为，故B错误，符合题意； C．飞船采用密度小的材料才能在体积一定的情况下，尽可能地减小质量，以适应其工作的要求，故C正确，不符合题意； D．氧气瓶中的氧气用去一半后，体积不变，质量减小，由可得，瓶内的氧气密度减小，故D错误，符合题意。 故选BD。 5．在测量液体密度的实验中，小明利用天平和量杯测量了液体和量杯的总质量m及液体的体积V，得到了几组数据并绘出如图所示的m-V图像。下列说法正确的是（　　） A．量杯质量为20g B．该液体密度为1.25g/cm3 C．该液体密度为1.0g/cm3 D．40cm3的该液体质量为50g 【答案】AC 【详解】设量杯的质量为m杯，液体的密度为ρ，读图可知，当液体体积为时，液体和杯的总质量可得 ①；当液体体积为时，液体和杯的总质量可得 ②，①－②得：液体的密度，量杯质量。故AC正确，B错误；当液体的体积时，液体质量，故D错误。 故选AC。 6．今年海南荔枝大丰收。小海想知道荔枝的密度，他把一个质量为22g的荔枝放入盛满水的溢水杯中，溢出水的质量为20g，如图所示。该荔枝的体积为 cm3，密度为 （）。 【答案】20 1.1×103 【详解】荔枝完全浸没，排开水的体积即为荔枝的体积，故荔枝的体积为，荔枝的密度。 7．有一花岗岩迎门石，其质量为84t，为了计算其体积，有人找了一小块同种花岗岩样品，测得该样品的质量为14g，体积为5cm3，已知g=10N/kg，利用这些数据，试通过计算回答： （1）该样品的密度是多少？ （2）花岗岩迎门石的体积是多少？    【答案】（1）2.8×103kg/m3；（2）30m3 【详解】解：（1）该样品的密度； （2）花岗岩迎门石的质量m迎=84t=8.4×104kg，因为花岗岩样品与花岗岩迎门石为同一种物质，所以 ρ迎=ρ样=2.8×103kg/m3，花岗岩迎门石的体积； 答：（1）该样品的密度为2.8×103kg/m3； （2）花岗岩迎门石的体积为30m3； 8.王红妈妈带她去乐和乐都过生日，买了一个合金饰品作为纪念品，若该饰品由铝和铁两种金属材料合成。王红想测量出饰品中铝的质量及铝铁的体积比，她首先用天平测出饰品的质量为185 g，用量筒测出饰品的体积是30 cm3。如果饰品的体积等于原来两种金属体积之和。（ρ铝=2.7×10 3 kg/m3、ρ铁=7.9×103 kg/m3）求： （1）饰品的平均密度； （2）饰品中金属铝的质量； （3）饰品中金属铝和铁的体积比。 【答案】（1）6.17g/cm3；（2）27g；（3）1︰2 【详解】解：（1）由知道，饰品的平均密度； （2）设饰品中金属铝的质量为m铝，饰品中铁的质量为m铁，根据题意知道， m铝 + m铁 =185 g，即①，m铁 =185 g- m铝  ②，由于ρ铝=2.7×10 3 kg/m3=2.7 g/cm3， ρ铁=7.9×103 kg/m3= 7.9 g/cm3   ③，将② ③式带入①式中解得m铝=27g 。 （3）饰品中金属铝的体积，则铁的体积为V铁＝V-V铝＝30 cm3-10 cm3=20 cm3 所以饰品中铝铁的体积之比为1︰2。 答：（1）饰品的平均密度是6.17g/cm3； （2）饰品中金属铝的质量是27g； （3）饰品中金属铝和铁的体积比是1︰2。 课 堂 小 结 板 书 设 计 跨学科实践：密度应用交流会 主板书 1. 利用密度求质量： 碑心石质量计算示例 2. 利用密度求体积： 金箔面积计算示例 3. 利用密度鉴别物质 （1）实验鉴别酒精、水等 （2）鉴别牛奶品质 副板书： 1. 密度公式及变形：、、 2. 单位换算：、 3. 常见物质密度：水：、铁：等 作业 布置 1. 配套同步分层作业 教学反思 本节课是在学习了密度概念及其测量的基础上，进一步学习如何利用密度知识解决实际问题。体现了物理来源于生活又要服务于社会和生活。本节内容是对密度知识的拓展，一方面通过本节教学可以使学生体会到密度知识在社会生活中的重要价值，另一方面还可以提高学生应用所学知识解决实际问题是的能力。 / 学科网（北京）股份有限公司 $