6.3 测量液体和固体的密度 课件-2026-2027学年人教版物理八年级上册

该初中物理课件聚焦“测量液体和固体的密度”，通过碳纤维材料、盐水选种等生活与科技实例导入，以密度公式ρ=m/V为核心，搭建实验原理、量筒与天平使用规范、步骤设计的学习支架，衔接质量与密度概念。 其亮点是含3段核心演示视频辅助科学探究，通过误差分析（如烧杯残留问题）培养科学思维，结合提升训练题强化密度特性应用。助力学生提升实验操作与探究能力，为教师提供结构化教学资源，提高教学效率。

第六章 质量与密度 你听说过“黑金”吗?它不是真金却胜似黄金,这就是碳纤维新材料!北斗卫星的太阳能板、歼-20战斗机的机身、“奋斗者”号潜水器的壳体,这些国之重器都离不开它。它轻如鸿毛却坚如磐石,能“上天入海”大显神通。 材料的“轻”与“重”,正是质量与密度的直观体现。这节课,我们将走进物理世界,学习如何测量液体和固体的密度,揭开物质特性的神秘面纱。 第3节 测量液体和固体的密度 1.7.2013 同学们好!今天我们来学习第六章的第三节——测量液体和固体的密度。大家看这张图,北斗卫星、歼-20战斗机、奋斗者号潜水器,这些国之重器背后,都有一种神奇的材料——碳纤维。它为什么这么厉害?因为它又轻又坚固。这里的“轻”和“重”,就引出了我们今天的主题:质量与密度。这节课,我们将学会如何测量它们,探索物质世界的奥秘。 ‹#› 说明 本PPT包含高质量演示视频,文件总大小约70MB,资源体量较大。 全PPT共46张幻灯片,内含3段核心演示视频,可按需选择播放。 使用PowerPoint软件制作,建议用PowerPoint打开播放以获最佳效果。 视频 资源 ① 演示实验— 《量筒的使用》 ② 演示实验— 《测量盐水的密度》 ③ 演示实验— 《测量小石块的密度》 免责 声明 PPT中的部分视频素材来源于自媒体平台,其版权归原作者所有。若涉及版权问题,请及时联系我们,我们将第一时间处理。 致师生同学 1.7.2013 在开始上课之前,请老师们和同学们注意一下。这份课件包含了一些高清视频,所以文件会稍微大一点。里面有三段核心的实验演示视频,大家可以根据教学进度选择观看。为了保证最佳的观看体验,建议大家使用PowerPoint软件来打开它。同时,我们也声明一下,部分视频素材来自网络,版权归原作者所有。好,现在我们正式开始今天的课程。 ‹#› 春天来了,农民伯伯要选种子了。什么样的种子才好呢?当然是颗粒饱满的!他们用盐水选种的妙招:把种子倒进盐水里,不饱满的空瘪种子会浮起来,饱满的好种子则会沉下去。那这神奇的盐水,它的“浓淡”程度该如何科学测量?这就是我们本节课要探究的核心问题。 第3节测量液体和固体的密度 导入新课 利用浮力差异筛选良种,盐水密度是关键 1.7.2013 同学们,想象一下,农民伯伯春天选种的场景。他们想选出最饱满的种子,有什么好办法呢?对了,用盐水!不饱满的种子会浮起来,饱满的会沉下去。这个方法非常巧妙。但这里有一个问题:这个神奇的盐水,它的“浓淡”程度,也就是我们物理学上说的密度,该怎么去精确测量呢?这就是我们这节课要解决的核心问题。 ‹#› 01 学会使用量筒测量液体和固体体积,结合天平测量盐水、石块等不同物体的密度,理解并掌握“等量替换”的核心科学方法。 02 熟练运用密度公式 = m/V,通过间接测量的方式计算物理量,进一步深化对密度概念的理解与应用。 03 在动手实验中熟练掌握天平和量筒的规范操作,养成严谨求实的科学态度,提升实验操作与探究的综合能力。 学习目标 第3节测量液体和固体的密度 1.7.2013 这节课我们要达到三个目标。首先,我们要学会使用工具,特别是量筒和天平,来测量物体的密度。其次,我们要学会运用密度公式进行计算,解决实际问题。最后,也是最重要的,在整个实验过程中,大家要养成规范操作的好习惯,培养严谨的科学态度。希望下课时,每位同学都能成为一个合格的小小科学家! ‹#› 测量盐水的密度 01 测量小石块的密度 02 课堂总结 03 提升训练 05 练习与应用 04 第3节测量液体和固体的密度 1.7.2013 ‹#› 测量盐水的密度 一 第3节测量液体和固体的密度 01. 实验核心原理 密度的定义公式为 = m/V。要测量盐水的密度,关键在于分别测量出一定体积盐水的质量和其对应的体积,再通过公式计算得出结果。 02. 关键测量工具 质量使用托盘天平进行精确称量;体积则依靠量筒来测量液体的容积。这两种工具的配合使用,是完成液体密度测量实验的基础保障。 1.7.2013 好,现在我们正式进入第一个环节:学习如何测量盐水的密度。要测量密度,我们需要知道质量和体积。质量我们可以用天平来称,那体积呢?我们需要一个新的工具——量筒。 ‹#› 测量盐水的密度 一 1.量筒的使用 (1)量筒的用途 量筒是上下均匀的玻璃筒,其核心用途是精确测量液体的体积。在物理实验中,它还能通过“排水法”,巧妙测量小石块这类形状不规则固体的体积,是实验室中测量体积的重要工具。 量筒壁上的刻度线分布均匀,这是因为它的横截面积处处相等,液面上升的高度与液体体积成线性关系,便于我们精准读数。 1.7.2013 大家看,这就是我们今天要认识的新朋友——量筒。它长得像个直筒,上下一样粗。它的本职工作是测量液体的体积。但它还有一个隐藏技能,就是可以巧妙地测量不规则固体的体积,这个方法我们稍后会详细讲,叫做“排水法”。 ‹#› 测量盐水的密度 一 (2)量筒上的标度 在使用任何一个测量工具前,我们都要先观察它。大家拿出你的量筒,仔细看看上面都有什么关键信息? 01. 认准测量单位 量筒的标准单位通常是“毫升”,用字母mL表示。务必牢记换算关系:1 mL = 1 cm 。 02. 看清最大测量值(量程) 量筒最上方刻度线对应的数值,就是它能测量的最大体积。例如我们实验用的这个量筒,其量程就是50 mL,超过这个数值无法准确测量。 03. 明确分度值(精度) 相邻两条刻度线之间代表的体积量称为分度值,它决定了测量的精确程度。观察刻度间距,就能确定该量筒的最小刻度读数。 1.7.2013 使用任何工具前,都要先“验明正身”。拿起你的量筒,看看上面有什么信息。首先是单位,通常是毫升(mL),记住1mL等于1cm 。然后看最上面的刻度,这是它的量程,也就是能量的最大值。最后看相邻刻度间的数值,这是分度值,它决定了测量的精度。 ‹#› 测量盐水的密度 一 (3)量筒的使用方法 选:测量前要根据被测液体的体积选择合适量筒,尽量一次性装下以保证精度;使用前务必看清量筒的单位、量程和分度值,为准确读数做准备。 放:必须将量筒平稳放置在水平桌面上。倒入液体后,液面通常呈弯曲状,水、盐水等多数液体形成凹液面(像“小月牙”);水银等少数液体则形成凸液面。 读:读数时视线要与凹液面的底部相平,若测量的是水银等凸液面液体,则视线需与凸液面的顶部相平,避免因视角偏差造成读数误差。 凸液面 凹液面 1.7.2013 使用量筒有三个关键步骤,我把它总结为三个字:“选、放、读”。首先是“选”,根据测量对象选择合适量程的量筒。然后是“放”,一定要把量筒放在水平的桌面上。放好后倒入液体,你会看到液面是弯曲的,大部分液体是凹液面,像个小月牙,只有水银是凸液面。 ‹#› 测量盐水的密度 一 俯视读数 数值偏大 仰视读数 数值偏小 平视液面 读数准确 ③读:这是量筒使用最关键的步骤!读数时视线必须与液体凹液面的底部(或凸液面顶部)保持同一水平线,即“平视”。 若俯视液面,读数值会比实际值偏大;若仰视液面,读数值则比实际值偏小。只有平视才能得到准确的测量数据。 1.7.2013 接下来是最关键的一步:“读”。大家看图,正确的读数方法是视线与凹液面的底部保持水平,也就是平视。如果俯视,读数会偏大;如果仰视,读数会偏小。这三种情况在图里都展示了,大家一定要记住,只有平视才是准确的。 ‹#› 测量盐水的密度 四 ①在量筒中倒入适量的水,待水面稳定后记录水的体积V1(图甲); ②用细线拴住小石块,缓慢且小心地将其浸没在量筒的水中; ③待水面再次稳定后,读出此时水与石块的总体积V2(图乙); ④计算小石块体积:V=V2-V1 V1 甲 乙 V2 “适量的水”关键要求: 水需完全浸没石块,且放入石块后水不会溢出量筒。 (4)用量筒测量小石块体积的方法(排水法) 1.7.2013 现在我们来解决一个难题:怎么测小石块的体积?我们可以用“排水法”。这个方法就像曹冲称象一样巧妙。先在量筒里装适量的水,记下体积V1。然后把石块放进去,让它完全浸没,再记下总体积V2。用V2减去V1,得到的就是石块的体积。这里的“适量”水很重要,既要能没过石头,又不能太满以防溢出。 ‹#› 测量盐水的密度 一 视频演示——《量筒的使用》 视频播放区域:《量筒的使用操作示范》 本视频将完整演示量筒的规范使用流程,从量筒的选择、液体的倾倒、视线的平视读数到最后的整理归位。请重点关注视线与凹液面最低处相平的操作细节,这是减小实验误差的关键步骤,同时注意倾倒液体时的安全规范,避免液体洒出。 01. 观察量程与分度值 使用前先认清量筒的测量范围和最小刻度,确保测量精度符合实验要求。 02. 规范倾倒与读数 倾倒液体至接近刻度线,再用滴管调整;读数时视线必须与凹液面最低处保持水平。 03. 数据记录与整理 准确记录液体体积数据,实验完毕后将量筒清洗干净并放回原位,保持实验台整洁。 1.7.2013 理论知识我们已经学完了,现在让我们通过一段视频,直观地看看量筒到底该怎么使用。请大家仔细观察视频中的每一个操作细节。 ‹#› 测量盐水的密度 一 2.测量盐水的密度 【实验目的】准确测量出盐水的密度值。 【实验原理】 = m / V (密度等于质量与体积的比值) 【实验器材】托盘天平(含砝码)、量筒、烧杯、待测盐水。 【实验步骤】 ① 用天平称出装有适量盐水的烧杯总质量,记为m₁; ② 将烧杯中部分盐水倒入量筒,读出量筒中盐水体积V; ③ 再次用天平称出烧杯和剩余盐水的总质量,记为m₂; 注:倒出的盐水质量 m = m₁ - m₂,最终密度 = (m₁ - m₂)/V。 甲:测总质量 丙:测剩余质量 乙:测体积 1.7.2013 学会了使用量筒,我们现在正式开始测量盐水的密度。实验目的很明确,原理就是密度公式 =m/V。我们需要的器材有天平、量筒、烧杯和盐水。步骤分为三步:第一步,称出烧杯和所有盐水的总质量m1。第二步,把一部分盐水倒入量筒,读出体积V。第三步,称出烧杯和剩下盐水的质量m2。大家思考一下,为什么我们不先称空烧杯,再倒盐水呢? ‹#› 测量盐水的密度 一 (4)实验数据记录 烧杯和盐水的总质量 m1/g 烧杯和剩余盐水的质量 m2/g 量筒中盐水的质量 m/g 量筒中盐水的体积 V/cm3 盐水的密度 /(g/cm3) (待测量) (待测量) m₁ - m₂ (待测量) (待计算) (5)密度计算逻辑与公式 = m1-m2 V 倒出的盐水质量等于总质量减去剩余质量(m = m₁ - m₂),再用该质量除以量筒中盐水的体积V,即可计算出盐水的密度值。 (6)减小误差策略:改变盐水的质量,重复上述实验步骤多次,通过多次测量求平均值的方法,有效减小实验中的偶然误差,提升结果准确性。 1.7.2013 实验步骤完成后,我们就可以记录数据了。把测量得到的m1、m2和V填入表格。那么,量筒里那部分盐水的质量是多少呢?就是m1减去m2。然后用这个质量除以体积V,就能算出盐水的密度了。为了让结果更准确,我们应该重复实验几次,求平均值。 ‹#› 测量盐水的密度 一 【讨论交流】 小明同学设计的实验方案步骤如下,请仔细阅读并思考其中的问题: 1. 用天平称出空烧杯的质量,记为m; 2. 向烧杯中倒入适量盐水,称出“烧杯+盐水”的总质量,记为m₁; 3. 将烧杯中的盐水全部倒入量筒中,读取量筒内盐水的体积,记为V; 4. 根据密度公式计算盐水密度: = (m₁ - m) / V 【方案评估】 该方案存在明显的系统误差:问题出在第3步操作。当把盐水从烧杯倒入量筒时,烧杯内壁会残留少量盐水,无法完全倒出。 这导致量筒测得的体积V比实际倒入的体积偏小。根据公式,分母偏小,计算出的密度 就会偏大。 虽然有误差,但方案原理正确。课本上采用“先测总质量,倒出部分测体积,再测剩余质量”的方法,可巧妙规避该误差。 1.7.2013 现在我们来讨论一个问题。小明同学提出了另一个实验方案,大家看看这个方案有什么问题。他先称空烧杯,再倒盐水称总质量,最后把盐水倒入量筒测体积。问题就出在最后一步,烧杯里的盐水倒不干净,会有残留,导致量筒测出的体积V偏小。根据公式,分母变小,计算出的密度就会偏大。而我们课本上的方法,是倒出去一部分再测剩下的,就巧妙地避免了这个误差。 ‹#› 五 提升训练 第3节测量液体和固体的密度 经过核心知识的学习,我们正式进入实战检验环节! 本环节将通过多样化的实际问题,考察大家对密度测量原理、实验步骤及误差分析的掌握情况。请尝试灵活运用天平和量筒的使用技巧,结合密度公式 =m/V,分析并解决不同状态下(液体、不规则固体)的密度测量难题,巩固所学并提升知识应用能力。 1.7.2013 好了,关于测量密度的核心知识我们已经学完了。现在是检验大家学习成果的时候了!我们进入提升训练环节,看看大家能不能灵活运用今天学到的知识来解决问题。 ‹#› 提升训练 五 1.如图所示的仪器名称叫做_,它的量程为_,分度值为_,所测固体的体积为_。 量筒 0~100mL 2mL 20cm 【解析】该仪器为量筒,最大刻度为100mL,故量程是0~100mL;相邻刻度间有5小格,每小格代表2mL,即分度值为2mL。 测量固体体积用排水法,固体体积 = 总体积 - 水的体积,即 60cm - 40cm = 20cm 。 1.7.2013 来看第一题。这是一个基础题,考察大家对量筒的认识。首先,仪器名称是量筒。量程看最大刻度,是100mL。分度值看相邻刻度,是2mL。测固体体积用排水法,V2减V1,60减40,等于20cm 。这道题大家都做对了吗? ‹#› 提升训练 五 2.如图是小华同学用已调平衡的天平测量一正方体小物块质量时的情景,小物块质量为_g,小物块边长为4cm,其密度为_kg/m3。 0.75 103 根据天平读数规则,总质量为砝码质量加游码示数: m= 20g + 20g + 5g + 3g = 48g 正方体小物块的体积计算:V= (4cm) = 64cm 代入密度公式换算单位: 48 =m/V= 48g/64cm = 0.75 10 kg/m 1.7.2013 第二题,综合考察天平和密度计算。首先读天平,砝码加游码,20+20+5+3,等于48g。然后算体积,正方体边长4cm,体积就是4的三次方,64cm 。最后用质量除以体积,48除以64,等于0.75g/cm 。注意题目要求的单位是kg/m ,所以要乘以1000,得到0.75 10 kg/m 。 ‹#› 提升训练 03 3.某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度,如图甲是调节天平时的情形,图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形,下列说法正确的是( ) A.甲图中应将平衡螺母向左调,使横梁平衡 B.乙图中测石块质量时,天平的读数是71.4g C.由丙图量筒的示数测得石块的体积是80cm D.计算出石块的密度是3.57kg/m 正确答案:B 1.7.2013 第三题是一道选择题,需要我们仔细分析每个选项。大家先自己看一下图,思考一下每个选项的对错。A选项说调平衡螺母,B选项是读数,C选项是体积,D选项是密度计算。我们一个个来分析。 ‹#› 提升训练 五 A.调节天平时指针偏向左侧,说明左侧偏重,应将平衡螺母向右侧调节使横梁平衡,因此选项A的操作描述错误。 B.由图可知砝码总质量为50g+20g=70g,标尺分度值0.2g,游码示数1.4g,石块质量m=70g+1.4g=71.4g,选项B计算正确。 C.石块体积需用排水法计算,即V=80mL-60mL=20mL=20cm ,若直接读取80mL则忽略了初始水的体积,选项C错误。 D.密度 =m/V=71.4g/20cm =3.57g/cm ,换算为kg/m 时应乘以10 ,结果为3.57 10 kg/m ,若单位换算错误则判断失误,选项D错误。 综上分析,正确答案为B。 1.7.2013 我们来解析一下。A选项,指针左偏,平衡螺母应该右调,所以A错。B选项,砝码70g,游码1.4g,合计71.4g,正确。C选项,体积要用排水法,80减60等于20cm ,直接读80是错误的。D选项,计算密度时,71.4除以20等于3.57g/cm ,换算单位后应该是3.57 10 kg/m ,所以D也错了。正确答案是B。 ‹#› 4. 李华同学在实验室测量盐水的密度。调节天平横梁平衡后开始测量,先用天平测出烧杯和杯内盐水的总质量为90g,然后将一部分盐水倒入量筒,接着用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量。根据实验数据,下列说法不正确的是() A.量筒内盐水的体积为60cm ,观察量筒刻度,液面与60mL刻度线对齐,体积为60cm ,该选项正确。 B.烧杯及剩余盐水总质量:天平右盘砝码为20g+5g=25g,游码示数为2g,总质量应为27g,而非25g,该选项错误。 C.量筒内盐水质量=总质量90g - 剩余27g = 63g,该选项正确。 D.盐水密度 =m/V=63g/60cm =1.05g/cm =1.05 10 kg/m ,该选项正确。 核心考点分析 本题考查液体密度的测量实验,重点掌握“总质量减剩余质量”求倒出液体质量的方法,以及密度公式的换算(1g/cm =1 10 kg/m )。 正确答案:B 易错点:容易忽略天平游码的示数,直接将砝码质量当作剩余总质量,导致计算错误。 提升训练 04 1.7.2013 第四题,这是一道关于测量盐水密度的综合题,而且是单选题,要求选出“不正确”的说法。大家先根据图中的信息,计算一下各个物理量,然后判断哪个选项是错的。 ‹#› A.观察甲图量筒,其分度值为2mL,液面与60mL刻度线对齐,因此盐水体积为60cm ,该选项表述正确,不符合题意。 B.观察乙图天平,砝码总质量为20g+5g=25g,游码示数为2g,故烧杯和剩余盐水总质量为25g+2g=27g,并非25g,该选项表述错误,符合题意。 C.倒出盐水的质量等于总质量减去剩余质量,即90g - 27g = 63g,该选项表述正确,不符合题意。 D.根据密度公式 =m/V,代入数据得 =63g/60cm =1.05g/cm ,换算单位后为1.05 10 kg/m ,该选项表述正确,不符合题意。 综上分析,本题要求选择错误选项,故答案为:B 提升训练 五 1.7.2013 我们来分析一下。A选项,量筒读数是60mL,也就是60cm ,正确。B选项,看乙图,砝码25g,游码2g,总共27g,而不是25g,所以B是错误的。C选项,总质量90g减去剩下的27g,倒出去的就是63g,正确。D选项,用63g除以60cm ,得到1.05g/cm ,换算单位后也正确。所以这道题选B。 ‹#› 提升训练 五 5. 在“测量矿石密度”实验中,从同一标本上取下三块矿石通过测量分别得到三组数据,第一组数据是12g、2.5cm ,剩下的两组数据记录在纸上(包含数据:10、6.1、50g、100cm 、50、30),请梳理出其中一组有效数据填入空中(要带单位),梳理的依据是? 待选数据提示:50g、100cm 、30、6.1、10、50 初步计算: ₁ = 12g / 2.5cm = 4.8g/cm 【解析思路】密度是物质的一种固有特性,同一种矿石的密度应保持一致。先计算第一组数据密度为4.8g/cm ,再验证剩余数据组合。 经计算:30g 6.1cm ≈ 4.9g/cm (与4.8接近,属实验误差);而50g/10cm =5g/cm 偏差较大。因此选择30g 和 6.1cm 。 【核心依据】:密度是物质的特性,同种物质的密度 =m/V 相同。 计算基准密度 筛选匹配数据组 确认实验误差合理性 1.7.2013 第五题有点难度,是一个数据分析题。核心原理是:同一种物质,密度相同。第一组数据是12和2.5,我们可以算出密度是4.8g/cm 。然后看剩下的数据,哪一组的质量和体积相除,结果也接近4.8。我们发现30g除以6.1cm ,约等于4.9g/cm ,和4.8非常接近,这很可能是实验误差导致的。所以正确的组合是30g和6.1cm 。 ‹#› 6.小明同学学习了密度的测量后,想用天平和量筒测量石块的密度。 (1)把天平放在水平桌面上,调节天平横梁在水平位置平衡,如图甲所示,请你指出小明同学调节天平横梁平衡的过程中遗漏的操作步骤:_; (2)完成遗漏的操作步骤后,发现无论怎么调节平衡螺母,横梁都无法水平平衡。于是聪明的小明在_侧托盘下粘了一小块橡皮泥,重新把天平调节平衡了; 答案(1):将游码移到标尺左端的零刻度线处 答案(2):右 提升训练 六 1.7.2013 最后一题,是一道实验操作题,考察大家对天平使用细节的掌握。第一问,小明在调节天平平衡时,漏掉了哪个关键步骤?对了,在调平衡螺母之前,必须先把游码移到标尺左端的零刻度线处。这是使用天平的第一步,非常重要! ‹#› (3)由于操作匆忙,小明将石块放右盘、砝码放左盘,天平平衡时砝码总质量25g,游码示数2g;由图丙知石块体积为10cm 。则石块的密度是_g/cm ; (4)实验中,小明在天平托盘下粘了橡皮泥,但测量前已将天平调平,则所测石块的密度与真实密度相比_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。 (3)解析:天平放反时,实际质量 m = 砝码质量 - 游码示数 = (20g+5g) - 2g = 23g;石块体积 V = 30mL - 20mL = 10cm ;因此密度 = m/V = 23g / 10cm = 2.3g/cm 。 (4)解析:虽然托盘下粘了橡皮泥,但测量前已将天平重新调平,相当于天平的初始平衡状态已包含橡皮泥的影响。测量时的质量差值和体积测量均不受橡皮泥影响,故计算出的密度与真实密度相比不变。 提升训练 六 2.3 不变 1.7.2013 我们继续看第六题。第三问,小明把物体和砝码放反了!这时候物体质量就等于砝码质量减去游码示数,也就是25g减2g,等于23g。体积是10cm ,所以密度是2.3g/cm 。第四问很有趣,虽然天平托盘下粘了橡皮泥,但因为测量前已经调平了,所以这个橡皮泥对测量结果没有影响,测出的密度和真实密度是一样的。这道题提醒我们,实验操作要规范,但也要懂得灵活分析问题。 ‹#› $