第2节密度（表格式教学设计）物理北师大版（北京）2024八年级全一册

该初中物理教学设计聚焦密度概念，通过探究同种物质质量与体积关系构建知识。以北京冬奥会火炬材料和“木头比铁轻”实例导入，承接质量知识，为密度应用铺垫，形成连贯学习支架。 特色在于完整科学探究流程，用铝块铁块实验、图像法分析数据，培养科学探究与科学思维。结合水结冰体积变化等实例强化物理观念，小组合作提升科学态度。助力学生掌握探究方法，为教师提供结构化教学方案与分层练习资源。

第2节密度（教学设计） 年级 八年级 学科 物理 教师 课题 第2节密度 教学 目标 物理观念 1、通过实验探究，理解同种物质的质量与体积成正比，不同物质的质量与体积的比值一般不同。 2、掌握密度的定义、公式、单位，理解密度的物理意义，知道密度是物质的一种特性。 科学思维 1、能对实验数据进行收集、整理和分析，通过归纳法得出同种物质质量与体积的关系。 2、能运用密度公式进行简单计算，区分密度与质量、体积的关系，建立“特性量”的思维模式。 科学探究 1、经历“提出问题-猜想与假设-设计实验-进行实验-分析论证-交流评估”的完整探究过程，提升实验设计和操作能力。 2、学会用图像法处理实验数据，通过图像分析得出实验结论，体会图像法在物理研究中的作用。 科学态度 与责任 1、通过小组合作实验，培养团队协作精神和严谨的科学态度。 2、联系生活中密度的应用实例，认识物理知识与社会生活的密切联系，增强应用物理知识解决实际问题的意识。 教材 分析 本节是第六章“质量与密度”的核心内容，承接前一节质量的概念与测量，同时为后续密度的应用、测量物质密度等内容奠定基础。教材通过“提出问题-猜想假设-实验探究-数据分析-得出结论”的科学探究路径，引导学生从定性观察到定量分析，构建密度的物理概念，体现了物理学科“从生活走向物理，从物理走向社会”的理念。教材将实验探究作为重点，突出科学探究在物理学习中的作用，符合八年级学生的认知规律。 学情分析 八年级学生已掌握质量的概念及天平的使用方法，具备一定的实验操作能力和数据分析意识，但对“质量与体积的定量关系”缺乏系统认知。学生思维正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对抽象的密度概念理解存在难度，需要通过具体的实验探究和生活实例降低认知难度。同时，学生对实验探究充满兴趣，可利用这一特点引导学生主动参与课堂活动。 教学重点 1、 探究同种物质的质量与体积的关系； 2、 密度的概念、公式及单位。 教学难点 1、 理解密度是物质的一种特性，与物质的质量和体积无关； 2、 运用图像法分析实验数据。 教学 器材 天平（含砝码）、不同体积的铝块和铁块若干、量筒、水、细线、坐标纸、多媒体课件 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 1、2022年，北京冬奥会主火炬“飞扬”点燃了全世界对北京冬奥会的热情和期待。火炬的外壳使用碳纤维制作，碳纤维比金属轻，那么“轻”到底指的是什么意思呢? 2、人们常说“木头比铁轻”，是想表达“木头的质量比铁的质量小”吗? 如图甲所示体积相同的铁块和木块，哪个轻呢? 取一个小铁块，重新放在天平左端，如图乙所示，木块还比铁块轻吗?人们常说“木头比铁轻”，是想表达“木头的质量比铁的质量小”吗? 甲：体积相同的铁块和木块 乙：质量相同的铁块和木块 3、深化问题：提出“如果两个金属块体积不同，我们能否通过质量和体积的关系来区分？”引出本节课的探究主题——同种物质的质量与体积的关系。 思考讨论：碳纤维比金属轻，那么“轻”到底指的是什么意思呢? 如果两个金属块体积不同，我们能否通过质量和体积的关系来区分？ 学习新课一、探究同种物质的质量与体积的关系 1. 提出问题 （1）二个烧杯分别装有酒精和油，你如何把它们区分开? （2）有形状和体积都相同的三个金属圆柱体，分别是铜、铝和铁的。你如何区分开来？ 我们可以利用物质的颜色、气味和软硬来判断物质的种类。自然界是由各种各样的物质组成的，不同物质有不同的特性。 （3）两块用纸套包裹的体积相等的铜块、铝块，怎么区分它们？ （4）两块用纸套包裹的质量相等的铜块、铝块，怎么区分它们？ （5）两块用纸套包裹的体积、质量都不相等的铜块、铝块，怎么区分它们呢？ 此时既不能仅通过比较质量来分辨，也不能仅通过比较体积来分辨。究竟通过比较什么能够分辨出铜块和铝块呢？这正是我们探究的问题。 2. 猜想假设 根据我们的生活常识： （1）一桶水的质量大于一杯水的质量。 （2）相同体积的石头比泡沫重。 猜想：同种物质组成的不同物体，体积越大，质量怎样变化？ 3.实验装置 天平、砝码、体积不同的铝块和铜块、刻度尺。 4.实验过程： （1）调节天平平衡; （2）用天平分别称量不同体积的铝块(铁块)的质量，并记入表格; （3）测量铝块(铁块)的边长，计算他们的体积，并记入表格； （4）计算出质量与体积的比值，并计入表格。 5. 分析论证 物质 铝块 m/g V/cm3 铝 A 27 10 B 54 20 C 81 30 （1）根据表格数据分析 ①从测量数据上看，会得到： 同种物质的体积增加了多少倍，它的质量也增加了相同的倍数，即同种物质的质量与它的体积成正比 ②分别计算每个铝块、铜块质量与体积的比值，可得出： 物质相同，质量跟体积的比值m/V相同；物质不同，质量跟体积的比值m/V不同。 即：质量跟体积的比值m/V与物质的种类有关。 （2）用图象来处理数据（以铝为例） ①画出铝块的m-V图像 以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标系中再加上一个m=0，V=0的点，根据表中数据画出铝块的m-V图像。 ②分析图像（以铝为例） 由图象可看出同种物质的质量与体积的关系是一条过原点的倾斜直线，说明同种物质的质量与体积成正比。其一般式为m=kV，代入一组（m，V）数据，即可算出k=2.7g/cm3. （3）实验结论： 同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值m/V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。 6.实验结论 同种物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值m/V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。 通过比较质量跟体积的比值可以分辨不同的物质，它反映了物质的一种性质，在物理学中就用密度表示物质的这种性质。 物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。 教师总结：肯定学生的实验结论，强调实验中误差的存在，引导学生分析误差产生的原因（如测量工具精度、操作方法等）。 讨论：思考讨论左边（1）问题，可以通过气味区别。 如果是体积和形状都相同的三个金属圆柱体，分别是铜、铝和铁的。应如何区分开来？如果用纸包裹的话，怎样分辨？ 根据生活常识，猜想同种物质组成的不同物体，体积越大，质量越大， 根据实验步骤进行实验，并把数据记录在表格内。 画出铝的质量和体积的关系图像，分析图像，总结结论。 学习新课二、密度 1.密度的定义：基于实验结论，引出密度的定义——某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度，用符号ρ表示。 2.密度的公式：,其中m表示质量，V表示体积，ρ表示密度。 变形公式：m=ρV 或 V=m/ρ 教师强调公式的物理意义：密度是质量与体积的比值，而非质量与体积的乘积或商的简单运算。 3.密度的单位： 国际单位：千克每立方米（kg/m3）； 常用单位：克每立方厘米（g/cm3 ）； 4.单位换算： 1g/cm3 = 1×103 kg/m3 。 举例：水的密度ρ水=1×103 kg/m3= 1g/cm3 ，引导学生理解其物理意义——1立方米水的质量是1000千克。 铁的密度ρ铁＝7.9×103 kg/m3，其物理意义又是什么呢？ 5.密度的特性： 教师提问：“一块铝块被切成两半，它的质量和体积都减半，密度会改变吗？” 学生讨论后总结：密度是物质的一种特性，与物质的质量和体积无关，只与物质的种类和状态有关（如冰和水的密度不同）。 6.阅读教材中常见物质的密度表，找出密度最大的固体、液体和气体，对比不同物质的密度差异，加深对密度概念的理解。 物质密度的一些规律 （1）一般：ρ固＞ρ液＞ρ气 ； （2）一些物质密度相同：如冰和蜡，酒精和煤油； （3）同种物质物态不同密度可能不同：如冰和水； （4）固体和液体密度用国际单位，数值都表示为“×103 ”的形式，如ρ水=1.0×103 kg/m3 ；气体密度用国际单位，数值没有“×103”，如ρ空气=1.29 kg/m3。 【典例】如图是探究甲、乙两种物质质量跟体积关系的图像。以下分析不正确的是（ ） A．若甲、乙的质量相等，则乙的体积较大 B．若甲、乙的体积相等，则甲的质量较小 C．若甲、乙两种物质组成混合物，其质量 和体积关系的图像在Ⅱ区 D．甲、乙两者的密度之比是2∶1 7.密度的应用 （1）利用公式m=ρV计算质量 例1：体积为50米3的冰块有2米3融化成了水，求这些水的质量。（ρ冰=0.9×103千克/米3） 【答案】 【详解】解：根据题意可知，冰化水，质量不变，所以 答：水的质量是。 （2）利用公式V=m/ρ 计算体积 例2：很多同学知道自己的身高和体重，却不知道自己的体积。人的密度与水的密度差不多，某同学身高为，体重为，他的体积约为多少。 【答案】 【详解】此同学的体积 说说铁的密度的物理意义。 思考：一块铝块被切成两半，它的质量和体积都减半，密度会改变吗？根据密度的定义来分析。 阅读课本密度表内容，总结密度的一些规律。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（24-25八年级下·安徽阜阳·期末）小明在完成实践性作业时把一个玻璃瓶装满水，拧紧瓶盖后放入冰箱的冷冻室内，几天后打开冰箱时发现玻璃瓶被“冻裂”了，下列说法正确的是（   ） A．水结成冰后质量变大，体积变大 B．冰箱内温度太低冷冻时间过长被冻烂 C．水结成冰后质量不变，密度变小，体积变大 D．水结冰后质量不变，密度不变，体积变大 【答案】C 【详解】A．质量是物体的一种普遍属性，当物体形状、状态发生改变时，质量不会改变，故A错误； B．由题意可知，玻璃瓶被“冻裂”的原因是水结冰，体积变大，导致瓶身破裂，故B错误； CD．水结成冰后，水的状态发生改变，而质量不变，但冰的密度比水的密度小，根据可得，水结冰后，体积变大，故C正确，D错误。 故选C。 2．（2021·湖南常德·中考真题）长江三峡水库的容量约为3.93×1011m3，这个水库装满水后水的总质量约为（　　） A．3.93×1011t B．3.93×1011kg C．3.93×1011g D．3.93×1011mg 【答案】A 【详解】长江三峡水库的容量约为3.93×1011m3，密度为1×103kg/m3，质量为 故A符合题意。 故选A。 3．（22-23八年级上·安徽合肥·期末）下面关于质量和密度的说法正确的是（　　） A．根据密度公式ρ＝，所以密度与质量成正比 B．密度是物质的一种特性，所以水结成冰后，密度不变 C．日常生活中常说“铁比棉花重”，所以铁的质量一定大于棉花的质量 D．质量是指物体所含物质的多少，王亚平带到空间站的苹果的质量没有变化 【答案】D 【详解】A．密度是物质的一种特性，与质量大小无关，故A错误； B．密度是物质的一种特性，与物质的种类、温度、状态有关，水结冰，从液态水变为固态冰，密度会减小，故B错误； C．所谓“铁比棉花重”，是指铁的密度比棉花大，相同体积的铁和棉花，铁的质量大于棉花的质量，故C错误； D．物体含有的物质的多少叫做这个物体的质量，质量是物体的属性，与物体的空间位置、形状、状态无关，所以王亚平带到空间站的苹果的质量不变，故D正确。 故选D。 4．（20-21八年级上·山东泰安·期末）图是小宇利用天平和量筒测量液体和量筒的总质量m及液体的体积V后，绘出的m-V图像。由图像可知该液体密度为_______kg/m3。 【答案】1×103 【详解】由图像可知，当液体体积为0时，液体和量筒的总质量为20g，此时液体的质量为0，则量筒的质量为m0＝20g，当液体体积为V=60cm3时，液体和量筒的总质量m总=80g，此时液体的质量为 则液体的密度为 5．（2025·湖北·一模）据报道，我国科学家造出“世界上最轻材料——全碳气凝胶”，这种材料密度仅为0.16mg/cm3.一块100cm3的“全碳气凝胶”制成的“碳海绵”放在一朵花上，该“碳海绵”的质量为 g。若将它切去一半，剩下部分的密度将 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 0.016 不变 【详解】[1]由得，“碳海绵”的质量m=ρV=0.16mg/cm3×100cm3=16mg=0.016g [2]密度是物质本身的一种特性，与物体的质量和体积无关，所以将“碳海绵”切去一半，剩下部分的密度不变。 板 书 设 计 第2节 密度 一、探究：同种物质的质量与体积的关系 猜想：同种物质的质量与体积成正比 实验：测量不同体积铝块、铁块的质量和体积 结论：1、同种物质：m与V成正比，m/V为定值 2、不同物质：m/V一般不同 二、密度（ ） 定义：质量与体积的比值 公式： 单位： kg/m3 、 g/cm3 ； 1g/cm3= 1×103 kg/m3 物理意义：如水的密度ρ水=1×103 kg/m3= 1g/cm3表示1立方米水的质量是1000千克 特性：与m 、V无关，与物质种类、状态有关 课 堂 小 结 1、分享本节课的收获，包括实验探究的过程、密度的概念、公式、单位及特性。 2、实验结论：同种物质m与V成正比，m/V为定值；不同物质m/V一般不同。 3、密度概念：定义、公式、单位、物理意义、特性。 作 业 1、完成课后“实践与探索”练习 2、配套同步分层作业 教学 反 思 成功之处：通过实验探究的方式，让学生亲历知识的形成过程，有效突破了密度概念抽象的难点；小组合作模式充分调动了学生的积极性，学生参与度高；结合生活实例和辨析题，帮助学生理解密度的特性。 不足之处：部分学生在绘制m-V图像时，坐标刻度选择不合理，导致图像不够直观；实验时间把控不够精准，个别小组未能在规定时间内完成数据测量；对实验误差的分析不够深入，学生对误差的认识较为浅显。 改进措施：下次教学前，提前示范坐标纸的使用方法，明确刻度选择的原则；优化实验流程，合理分配时间，对操作较慢的小组进行针对性指导；增加误差分析的环节，引导学生从测量工具、操作方法等方面分析误差产生的原因，培养学生的科学探究素养。 ( 7 / 9 ) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $