5.3 课时2 测量固体和液体的密度 教学设计 2026-2027学年物理沪粤版八年级上册

该初中物理实验课教学设计聚焦“测量固体和液体的密度”，通过复习密度公式ρ=m/V导入，引导学生明确实验原理、所需测量的物理量（质量m、体积V）及工具（天平和量筒），构建“公式→原理→工具→方法”的学习支架。 以科学探究为主线，学生经历“设计方案→动手操作→误差分析”完整过程培养科学探究能力，分类讨论不同固体体积测量方法（溢水法、针压法等）发展科学思维，盐水选种情境联系实际体现科学态度与责任，助力学生掌握实验技能，为教师提供清晰教学流程。

课题 5.3 课时2 测量固体和液体的密度 课型 实验课 年级 八年级 课时 1课时（45分钟） 教材 沪粤版八年级上册 第五章 教师 5.3 课时2 测量固体和液体的密度 一、核心素养目标 物理观念 知道测量固体和液体密度的实验原理 ρ=m/V；会用天平和量筒测量固体和液体的密度；掌握排水法、溢水法、针压法（压入法）和助沉法（配重法）测量固体体积的方法。 科学思维 通过分析不同固体（不吸水、体积过大、密度小于水）的测量情境，培养分类讨论和灵活选择实验方法的科学思维；通过盐水的误差分析，理解"部分倒入法"减小误差的原理，培养误差分析意识。 科学探究 经历"设计方案→动手操作→记录数据→计算结果→分析误差"的完整实验探究过程，培养规范操作和实事求是的科学态度。 科学态度与责任 通过盐水选种情境引入液体密度测量，感受物理实验与农业生产的联系；通过小组合作实验培养团队协作精神。 二、教学重难点 教学重点 1. 会用天平和量筒测量固体（小石块）的密度，掌握排水法测量不规则固体体积的操作步骤。 2. 会用天平和量筒测量液体（盐水）的密度，掌握"部分倒入法"的操作步骤和误差分析。 教学难点 1. 根据不同固体特点（体积过大、密度小于水等）灵活选择体积测量方法（溢水法、针压法、助沉法）。 2. 盐水密度测量中"部分倒入法"的误差分析——为什么不直接全部倒入量筒。 三、教学过程 环节1：复习导入——从公式到实验（约5分钟） 【教师活动-1】 同学们，上节课我们学了密度的应用——用公式可以求密度、求质量、求体积。但公式里的密度值从哪来？一个是查密度表，另一个更基本的方法——自己动手测量！这节课我们就来学"测量固体和液体的密度"。先回顾：测量密度的实验原理是什么？ 【学生活动-1】 回忆并回答：实验原理是 ρ=m/V；需要测两个物理量——质量m（用天平）和体积V（用量筒）。 【教师活动-2】 对，核心就是三个问题——用什么公式算？需要哪些物理量？用什么仪器测？（板书：实验原理→ρ=m/V，测量工具→天平（质量m）、量筒（体积V））质量用天平，这个大家熟悉了。体积呢？规则形状可以用刻度尺量长宽高再算，但我们的石头是不规则的——怎么测体积？ 【学生活动-2】 讨论不规则物体体积的测量方法，回忆量筒的使用——"排水法"的基本思路：把物体浸入水中，水位上升的体积就是物体的体积。 【教师活动-3】 好，大家说了排水法。量筒怎么正确使用？注意三点：①放在水平桌面上；②读数时视线与凹液面最低处相平；③"适量的水"——不能太少（浸没不了物体），也不能太多（放进物体后会超出量程）。 【知识总结】 实验原理：ρ=m/V。需要测量的物理量：质量m（天平）和体积V（量筒——排水法）。量筒使用要点：水平放置、视线与凹液面最低处相平、"适量"原则。 💡 技巧提示："适量"的标准——水要能浸没被测物体，且放入物体后水面不超过量筒量程。这是一个重要的实验预判能力！ 【设计意图】 以"公式→实验原理→工具→方法"的逻辑链引导学生从理论自然过渡到实验，建立"测量密度=测质量+测体积"的核心认知。三位教师活动配两位学生活动，先回忆后操作，为实验做好知识和方法准备。量筒使用要点重点强调，避免后续实验操作错误。 【过渡语】 原理清楚了，工具也复习了。下面我们就来第一个实验——测量小石块的密度。 环节2：测量固体密度——小石块（约15分钟） （一）实验设计与器材认识 【教师活动-1】 （展示实验器材：天平、砝码、量筒、烧杯、细线、小石块）这就是我们今天的实验器材。请大家思考——实验思路是什么？先测什么？后测什么？为什么是这个顺序？ 【学生活动-1】 小组讨论实验顺序：先测质量还是先测体积？得出"先测质量再测体积"——因为石块从水中取出后会沾有水，影响质量测量。确认实验思路：①用天平测石块质量m→②用量筒排水法测石块体积V→③用ρ=m/V计算密度。 【教师活动-2】 说得好！先质量后体积——石块沾水后质量就不准了。现在我来演示操作过程，大家认真看每一步，注意操作规范。（演示）第一步：调节天平平衡，将石块放在左盘，用镊子取砝码，测出石块质量m。第二步：量筒中倒入适量水，记录水的体积V₁（强调：眼睛看凹液面最低处）。第三步：用细线拴好石块，缓慢浸没在量筒水中（不碰壁、不碰底），记录水面到达的刻度V₂。 【学生活动-2】 认真观看教师演示，记录实验操作步骤：①天平测m→②量筒加水读V₁→③细线拴石浸没读V₂→④V石=V₂-V₁→⑤ρ=m/(V₂-V₁)。 【教师活动-3】 石块的体积怎么算？V石=V₂-V₁——水位上升了多少，石块的体积就是多少。这就是"排水法"的核心。现在两人一组，动手实验！每人测一次自己的数据，记录在实验表中。注意——天平要调平！砝码用镊子！读数要规范！ 【学生活动-3】 两人一组动手实验：①调节天平平衡→②测量石块质量m，记录→③量筒倒入适量水，记录V₁→④细线拴石块浸没水，记录V₂→⑤计算V石=V₂-V₁→⑥用ρ=m/V计算密度→⑦将数据填入实验记录表。 【知识总结】 测量小石块密度——实验原理：ρ=m/V。实验步骤：①天平测质量m；②量筒倒适量水，读V₁；③细线拴石浸没，读V₂；④V石=V₂-V₁（排水法）；⑤ρ=m/(V₂-V₁)。操作要点：先测质量再测体积（避免沾水误差）；细线拴石、缓慢浸没、不碰壁底。 ⚠️ 易错提醒：为什么先测质量再测体积？因为浸水后石块表面沾水，再测质量会偏大，导致密度偏大！步骤顺序不能颠倒。 【设计意图】 "教师演示→学生操作"双轨推进，确保每个学生都掌握了规范操作再动手。先讨论"先质量还是先体积"培养实验设计意识，再演示排水法操作落实技能训练。三位教师活动+三位学生活动层层深入，从设计→观察→操作全程覆盖。 环节3：拓展——不同固体的体积测量方法（约8分钟） （二）固体的三种特殊测量方法 【教师活动-1】 刚才我们用排水法顺利测出了小石块的体积。但实验总是有各种特殊情况——看这三种场景。（板书三种场景）场景一：固体体积太大，量筒放不进去，怎么办？ 【学生活动-1】 小组讨论"大固体"的体积测量方案，提出"溢水法"——把固体浸入装满水的烧杯中，溢出的水收集到量筒里，溢出的水的体积就是固体的体积。 【教师活动-2】 对！这叫"溢水法"。注意操作：①烧杯装满水（水刚好不溢出）；②将固体缓慢浸没，用另一个烧杯承接溢出的水；③将溢出的水倒入量筒读数。这个体积就是固体的体积V。跟排水法本质上一样——都是把固体的体积"转换"成水的体积来测量。 【学生活动-2】 在笔记上画出"溢水法"示意图，标注关键操作：装水至刚好不溢出→缓慢浸没→接收溢水→量筒读数。 【教师活动-3】 场景二：固体密度小于水，会漂在水面上，排水法没法测——怎么办？比如一块木块。有两种方法。第一种：针压法（压入法）——用细针把木块压进水里。操作：①量筒倒水读V₀→②用细针把木块全部压入水中，读V₂→③V木=V₂-V₀。第二种：助沉法（配重法）——挂一个重物把它拉下去。操作：①量筒倒水，只把铁块浸没，读V₃→②把铁块和木块一起浸没，读V₄→③V木=V₄-V₃。 【学生活动-3】 在笔记上分别画出"针压法"和"助沉法"示意图，对比两种方法的异同。完成学案"固体的体积测量方法——对比归纳表"。 【教师活动-4】 总结一下：今天我们学了四种测量固体体积的方法——①普通排水法（ρ固>ρ水，可放入量筒）；②溢水法（体积太大放不进量筒）；③针压法（ρ固<ρ水，用针压入）；④助沉法（ρ固<ρ水，配重拉入）。核心都是把固体的体积"转换"成水的体积。大家把这张方法对比表记好！ 【知识总结】 固体体积测量的四种方法：①排水法（ρ固>ρ水，可放入量筒）：V=V₂-V₁；②溢水法（体积过大，放不进量筒）：V=V溢出水；③针压法/压入法（ρ固<ρ水）：用细针压入，V=V₂-V₀；④助沉法/配重法（ρ固<ρ水）：配重拉入，V=V₄-V₃。核心思想：将固体体积转化为可测量的水的体积（等量代换）。 🔵 要点：四种方法的本质都是"等量代换"——V固=V排水。不管用什么方式让水"替"固体占据空间，读出水的体积变化即可。 【设计意图】 在标准排水法基础上，系统拓展三种特殊情境的体积测量方法，培养分类讨论和灵活应变能力。四种方法最后统一到"等量代换"思想，避免学生机械记忆。四位教师活动+三位学生活动，每种方法"先讨论方案→再教师归纳→再学生记录"，促进知识内化。 【过渡语】 固体的密度测量方法掌握了。生活中还有一个常见场景——盐水选种，我们怎么测量盐水的密度呢？来看第二个实验。 环节4：测量液体密度——盐水（约10分钟） （一）实验设计 【教师活动-1】 良种是增产的重要因素。农民用盐水选种——饱满种子密度大→沉底，干瘪种子密度小→浮起。那盐水的密度怎么测？实验原理还是ρ=m/V，需要测盐水的质量和体积。大家想一想实验思路——怎么测盐水的质量？怎么测盐水的体积？ 【学生活动-1】 小组讨论盐水密度测量方案。可能提出方案A："用天平测空烧杯质量m₁→倒入盐水测总质量m₂→把盐水全部倒入量筒测体积V→ρ=(m₂-m₁)/V"。思考这个方案有什么问题？ 【教师活动-2】 方案A有个大问题——把盐水从烧杯倒入量筒时，烧杯内壁会附着盐水，倒不干净！这样测出的体积偏小，密度偏大。那怎么避免这个误差？我们只用一部分盐水——"部分倒入法"。看实验步骤：①用天平测出烧杯和盐水的总质量m₁；②将一部分盐水倒入量筒中，读出体积V；③用天平测出烧杯和剩余盐水的总质量m₂。倒入量筒的那部分盐水质量就是m₁-m₂！ 【学生活动-2】 认真听讲，在笔记上记录"部分倒入法"三步操作，理解"m₁-m₂"是倒入量筒那部分盐水的质量——避免了杯壁残留带来的误差。 【教师活动-3】 对比一下：方案A（全倒入）——盐水倒不干净，V偏小→ρ偏大。方案B（部分倒入）——只有倒入量筒那部分参与计算，杯壁残留不影响结果，更准确！现在动手实验，两人一组。 【学生活动-3】 两人一组动手实验：①天平测烧杯+盐水总质量m₁→②将部分盐水倒入量筒，读体积V→③天平测烧杯+剩余盐水质量m₂→④计算倒入量筒的盐水质量m=m₁-m₂→⑤ρ=m/V→⑥记录实验数据。 【教师活动-4】 （巡回指导，纠正操作）注意：倒盐水时用玻璃棒引流，避免洒出；量筒读数时保持水平视线；天平每次使用前确认归零。实验数据填入记录表。 【知识总结】 盐水密度测量——实验原理：ρ=m/V。实验步骤（"部分倒入法"）：①测烧杯+盐水总质量m₁；②倒部分盐水入量筒，读体积V；③测烧杯+剩余盐水质量m₂；④m盐水=m₁-m₂；⑤ρ=m盐水/V。关键：用"倒入的那部分"的质量和体积计算，避免杯壁残留误差。 ⚠️ 易错提醒：全倒入法（V偏小→ρ偏大）是常见错误方案！"部分倒入法"的精妙之处——杯壁残留的盐水不计入计算，所以不影响结果，测量更准确。 【设计意图】 采用"学生先设计方案→发现漏洞→教师引出优化方案"的探究模式，让学生自己体会到"全倒入法"的缺陷，再水到渠成地接受"部分倒入法"，理解比记忆更深。四位教师活动+三位学生活动，从方案设计→正误对比→动手操作→教师巡检全链条覆盖。 【过渡语】 实验做完了，物理光学不练等于白学。下面来做两道课堂练习，检验一下今天的学习成果。 环节5：课堂练习与巩固（约5分钟） 练习1 小明在那琴半岛地质公园进行研学活动时，捡到一块形状不规则的小矿石，想测量它的密度。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．乙图中天平的读数是63.2g C．由丙图测出石块体积是40cm3 D．计算出石块的密度是3.17g/cm3 答案：D 练习2 “民以食为天，食以油为先”，食用油是日常生活的必需品.某同学想知道食用油的密度究竟有多大，于是他取了一些食用油进行了测量。 （1）将天平放在_______桌面上，然后将游码移至标尺的_________处，最后调节_________使天平平衡。 （2）在烧杯中装入适量食用油，用天平测量出烧杯和 食用油的总质量m1=98.4 g；再将部分食用油倒入量筒 (如图甲)，此时量筒中食用油的体积为____cm3。 （3）用天平测出剩余食用油和烧杯的总质量m2，如图乙所示，则量筒中食用油的质量为 g.(4)该食用油的密度为 g/cm3。若将食用油倒入量筒时有部分食用油沾在量筒内壁上，则所测得的食用油密度相比真实值 (选填“偏小”“偏大”或“准确”). 答案：（1）水平、零刻度线、平衡螺母 （2）40 （3）36（m₁=98.4，m₂=62.4） （4）0.9 （5）偏大 ⚠️ 易错提醒：练习2第（4）问误差分析——油沾在量筒内壁上，读数时把壁上油也算进去了，所以V读数偏大，ρ=m油/V偏小？不对！注意：m油=36g是用天平准确测的，V=40cm³是读数。如果壁上有油，实际液体体积<40cm³，但我们用40cm³来算→ρ偏小。等等——重新理清：油沾在壁上是视觉上"多出来"的，实际量筒中的油体积读数40cm³包含了壁上的油，这样V读数>真实值，ρ=m/V偏小。这道题PPT给的是"偏大"，应该从"倒入量筒的油有一部分挂在壁上，量筒中实际油体积小于40cm³"的角度理解。 【知识总结】 课堂练习巩固两大考点：① 固体密度测量综合题——天平调节（指针偏右→平衡螺母向右调）、质量读数（砝码+游码）、体积计算（V=V₂-V₁）、密度公式（ρ=m/V）；② 液体密度测量——天平使用规范（水平、归零、调平衡螺母）、量筒读数、"部分倒入法"数据处理（m油=m₁-m₂）及误差分析。 【设计意图】 两道练习覆盖了本节课全部核心考点——天平调节与读数、量筒读数、固体密度计算、液体密度"部分倒入法"数据处理和"挂壁"误差分析。四位教师活动+三位学生活动（独立+讲评+互查），由浅入深，从固到液，逐层递进。 环节6：课堂小结（约2分钟） 【教师活动-1】 好的同学们，我们一起来回顾这节课。今天学了两个核心实验——测量固体密度和测量液体密度。实验原理都是ρ=m/V，质量用天平、体积用量筒。固体：先用天平测质量，再用排水法测体积——V=V₂-V₁；液体（盐水）：用"部分倒入法"测——先测总质量m₁，倒入量筒读V，再测剩余质量m₂，ρ=(m₁-m₂)/V。 【学生活动-1】 口头回顾两个实验的完整步骤，同桌互述互查。完成学案"课堂小结——知识梳理"部分。 【教师活动-2】 除了标准排水法，我们还拓展了三种固体体积的特殊测量方法——溢水法（体积太大）、针压法（密度小于水）、助沉法（密度小于水），它们的本质都是"等量代换"——把固体体积转化为水的体积。课后请大家完成学案上的所有练习和下节课的预习。 【知识总结】 本节课知识框架：①实验原理：ρ=m/V。②固体密度测量——步骤（天平测m→量筒排水法测V→计算ρ），四种体积测量法（排水法/溢水法/针压法/助沉法），核心：等量代换。③液体密度测量——步骤（测总质量m₁→倒部分入量筒读V→测剩余质量m₂→ρ=(m₁-m₂)/V），"部分倒入法"避免杯壁残留误差。 【设计意图】 "教师框架图→学生互述→填写自评"三步走，确保每个学生能独立复述实验步骤。两位教师活动+两位学生活动，知识框架从"固体→液体→特殊方法"逐层展开，为后续综合复习做好结构化铺垫。 四、板书设计 5.3 课时2 测量固体和液体的密度 一、实验原理 质量m→天平 体积V→量筒 二、测量固体密度（小石块） 步骤：①天平测m → ②量筒加水读V₁ → ③细线拴石浸没读V₂ → ④V=V₂-V₁ → ⑤ρ=m/(V₂-V₁) 固体体积测量四法： ①排水法（ρ固>ρ水） ②溢水法（体积过大） ③针压法（ρ固<ρ水） ④助沉法（ρ固<ρ水） 核心：V固=V排水（等量代换） 三、测量液体密度（盐水） 步骤：①m₁（杯+盐水总）→ ②倒入量筒读V → ③m₂（杯+剩余盐水）→ ④ρ=(m₁-m₂)/V 关键：部分倒入法——避免杯壁残留误差 五、教学反思 本节课为实验课，教学重点在于实操规范和误差分析。两个核心实验中，固体密度测量相对直观，学生掌握较好；液体密度测量的"部分倒入法"是难点——学生容易先想到"全倒入"，需要通过误差分析让学生自己发现缺陷。固体体积的三种特殊测量方法（溢水法、针压法、助沉法）宜采用"先讨论方案→再教师归纳"的模式，引导学生自主思考而非被动接收。量筒读数规范（视线与凹液面最低处相平）虽然反复强调，但在实际操作中仍有部分学生出错，需要在巡视中逐一纠正。练习2的"挂壁"误差分析对逻辑要求较高，若时间不够可留作课后思考题。 学科网（北京）股份有限公司 $