5.2 物质的密度（教学课件）物理新教材沪粤版八年级上册

该初中物理课件聚焦“物质的密度”，通过《天工开物》等古代智慧与冬奥雪车材料的现代案例导入，结合“铁块与木块质量比较”的争议讨论，引导学生探究质量与体积关系，搭建从生活现象到密度本质的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过实验测量不同物质质量与体积、数据处理及图像分析培养科学思维，用比值定义法建立密度概念体现物理观念，典例分析强化应用。学生能深化理解，教师可提升教学效率，兼具学科特色与育人价值。

物理八年级上册 •沪粤版 第五章 质量与密度 5.2 物质的密度 《天工开物》有言：“凡金质至重，铜铁次之。” 世间万物体量万千、形态各异，然每一种物质皆藏有恒定的内在之度 —— 密度。它不因物之多少而改，不因形之大小而移，恰如立世之本心，藏于内里，不随外境增减，始终恒定如一。 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 深入理解密度的物理定义与本质内涵，掌握密度的公式与单位换算，明确密度是物质的固有特性，建立物质属性的物理认知体系。 02 科学思维 掌握比值定义法的物理思维逻辑，能运用密度公式进行基础计算与推导，通过分析质量与体积的关系培养归纳推理与逻辑论证能力。 03 科学探究 经历 “探究物体质量与体积关系” 的完整实验过程，学会用天平和刻度尺、量筒测算质量与体积，掌握数据处理与规律归纳的科学方法。 04 科学态度与责任 认识密度在材料研发、工业生产、生活实践中的应用价值，养成严谨求实的实验态度；体会物理规律对古代工艺与现代科技的双重支撑作用。 教学重难点 教学难点 教学重点 01. 概念认知：准确掌握密度的物理定义，理解密度是物质的一种特性，与物体质量、体积无关。 02. 实验规律：通过实验归纳同种物质质量与体积成正比的规律，能从数据中提炼质量与体积的比值特征。 03. 公式应用：熟练掌握密度公式及变形公式，能完成基础密度计算与单位换算。 01. 内涵理解：深入理解 “密度是物质固有属性” 的物理本质，辨析质量、体积变化对密度的影响。 02. 实验难点：掌握天平和量筒的组合使用方法，理解实验中多次测量的意义，能进行基础的误差分析。 03. 方法迁移：理解比值定义法的普适性，能运用密度知识解释生活现象、解决材料鉴别类实际问题。 课堂引入 我国古代工匠早掌握了 “以体辨材” 的智慧：同样大小的金块与铜块，手感轻重截然不同；铸器选材时，也会根据材质的轻重特性按需取用。《考工记》中记载的青铜合金配比，本质上便是对不同物质密度特性的精准运用。 2022 年北京冬奥会上，我国自主研发的雪车采用轻质高强度材料打造，相同体积下质量远小于普通钢材，既保证结构强度，又实现了轻量化提速。从古代的辨金识材，到现代的冬奥科技，背后遵循着同一个物理规律。 “万物殊质，各有其度。” 古人的实践早已触及物质的深层属性。今天，就让我们一同走进实验，探究质量与体积的关系，认识描述物质这一特性的物理量 —— 密度。 知识点1 物体的质量与体积的关系 探索新知——问题与猜想 在讨论物体质量大小时，有位同学说：“铁块的质量比木块大。 ”这位同学的说法引起了大家的激烈争论。 “铁块的质量比木块大”，这句话是否科学？ 一小块铁的质量，未必比一大块木头的质量大。比较两个物体的质量大小，不能只看物质种类，还必须考虑体积的大小。由此我们可以猜想：物体的质量与它的体积之间，可能存在某种固定的比例关系。 探索新知——探究物体的质量与体积的关系 根据上面的讨论， 某同学猜想物体的质量与它的体积之间可能存在一定的比例关系。 你同意他的观点吗？你的猜想是什么？ ·获取与处理信息 选择木块和铁块进行如下探究： （1）取两块形状规则但体积不同的木块， 用天平和直尺分别测算它们的质量和体积，将结果填入表。 （2）取两块体积不同的实心铝块， 用天平和量筒分别测量它们的质量和体积， 将结果填入表。 探索新知——探究物体的质量与体积的关系 ·评估与反思 这次探究还有哪些不足和疏漏的地方？请讨论并提出改进的措施。 研究对象 质量m/kg 体积V/m3 质量与体积之比(m/V)/(kg·m-3) 木块 铝块 探索新知——…… 探索新知——数据处理 通过所作的图象，你得到什么结论？ 探索新知——分析与论证 通过实验数据分析可以得到： 1．同一种物质组成的物体，其质量与体积之比是一定的，质量与体积成正比。 2．不同物质组成的物体，其质量与体积之比一般是不同的。 这个质量与体积的比值，反映了物质本身的一种固有属性，与物体的质量大小、体积大小均无关。 探索新知——物体的质量与体积的关系 想一想 通过这次探究，你认为“铁块的质量比木块的大” 这句话应该怎样说才科学？ 质量的大小由物体所含物质的多少决定，‌而密度大小由单位体积所含物质的多少决定。‌当比较不同材料的物体时，‌如果体积相同，‌密度较大的物质其质量也会较大。‌因此，‌当我们说“铁块的质量比木块的大”时，‌实际上是指铁的密度比木头的密度大。 体积相同时，铁块的质量比木块大；或表述为：铁的密度比木头的密度大‌ 典例分析 例1 某兴趣小组发现：体积大的物体，质量都比较大。为了探究“质量与体积之间的关系”，同学们分工完成各自的实验。 A组同学完成“探究铝块质量与铝块体积之间的关系”的实验，具体过程如下： （1）将铝块放置在电子天平上，测量该铝块的质量m； （2）在量筒中倒入适量的水，记录水的体积V1； （3）将该铝块浸没在水中，记录铝块和水的总体积V2； （4）使用大小不同的铝块，重复步骤（1）、（2）、（3），记录的数据如表（三）。 表（三） B组同学完成“探究水的质量与水的体积之间的关系”的实验，数据记录如表（四） 表（四） 实验序号 铝块的质量m（克） 水的体积V1（厘米3） 铝块和水的总体积V2（厘米3） 铝块的体积V3（厘米3） （1） 26 10 20   （2） 54 10 30   （3） 80 10 40 典例分析 实验序号 水的质量m（克） 水的体积V（厘米3） （4） 9.9 10 （5） 19.9 20 （6） 30.1 30 ①请将表（三）中“铝块的体积”一栏填写完整：_______、_______、_______； ②分析比较表（三）、表（四）中实验序号___________的数据，可得出初步结论：同种物质，体积越大，质量越大； ③为了进一步得到“质量与体积的关系”，某同学用m-V坐标系中各点表示表（三）、表（四）的数据，如图所示，其中图线_______是表示“水的质量与水的体积之间关系”的图线（选填“a”或“b”）； ④分析比较图中的图线a或图线b，可得的结论是：____________________________；分析比较图中的图线a和图线b，可得的结论是：______________________________。 10 20 30 123或456 b 同种物质，质量与体积成正比 不同物质，质量与体积之比不同 典例分析 【解析】①[1][2][3]由题意可知，铝块的体积等于铝块和水的总体积减去水的体积得到，故三次实验中，铝块的体积依次为10厘米3、20厘米3、30厘米3。 ②[4]分析比较表（三）、表（四）中实验序号123或456，都是同种物质，体积增大时，质量也增大，故可以得到结论：同种物质，体积越大，质量越大。 ③[5]通过观察坐标系中的数据和表（四）中的数据对比可以发现，其中图线b是表示“水的质量与水的体积之间关系”的图线。 ④[6]分析比较图中的图线a或图线b可得，体积增大时，质量随之增大，故可以得到结论：同种物质，质量与体积成正比。 [7]分析比较图中的图线a和图线b可得，虽然都是成正比，但是两种物质的比值并不相同，故可以得到结论：不同物质，质量与体积之比不同。 知识点2 密度 探索新知——密度的定义与公式 　 1．定义：某种物质组成物体的质量与它的体积之比叫做这种物质的密度。 2．密度的符号： 3．公式： 4．密度在数值上等于物体单位体积的质量。 变形为： 和 物理方法说明：用两个物理量的比值定义新的物理量，是物理学中常用的比值定义法，密度正是通过质量与体积的比值，表征物质单位体积的质量大小。 探索新知——…… 探索新知——密度的单位及单位换算 （1）国际单位：千克每立方米（kg/m3， kg·m-3 ） （2）常用单位：克每立方厘米（g/cm3 ， g·cm-3 ） （3）单位换算： 1 g/cm 3 =103 kg/m3 （4）物理意义：例ρ水=1.0× 103kg/m3 表示：1立方米的水的质量为1.0× 103千克。 探索新知——…… 典例分析 例2 在计算公式当中，对此公式理解正确的是（　　） A．质量一定时，体积与密度成反比 B．质量与体积成正比 C．密度与体积成反比 D．体积一定时质量与密度成反比 【解析】密度是物体的一种特性，跟物体的体积、质量无关，密度的大小等于质量与体积的比值。 A．由可知，质量一定时，体积与密度成反比，故A正确； B．同种物质的前提下，密度一定，质量与体积成正比，如果是不同物质，质量与体积没有直接的关系，故B错误； C．密度是物质的一种特性，跟物体的体积无关，故C错误； D．当体积一定时，质量与密度成正比，故D错误。故选A。 A 典例分析 例3 一枚实心纪念币的质量为16g，体积为2cm3，纪念币的密度是______g/cm3。可见，这枚纪念币______（选填“是”或“不是”）纯金制成。若宇航员将这枚纪念币带到太空，其质量______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（ρ金=19.3×103kg/m3） 【解析】[1][2]纪念币的密度 由于纪念币的密度小于纯金的密度，则纪念币不是纯金制作的。 [3]质量是物质的一种属性，它不随形状、状态、位置和温度的改变而变化，因此将纪念币带到太空，其质量不变。 8 不是 不变 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．甲、乙两个正方体实心铁块，边长之比，下列判断正确的是（    ） A．甲、乙体积之比 B．甲、乙质量之比 C．甲、乙密度之比 D．甲、乙重力之比 【解析】A．甲、乙体积之比故A错误； BC．甲、乙两个正方体都是实心铁块，密度相同，甲、乙密度之比，甲、乙质量之比故BC错误； D．由G=mg可知，甲、乙重力之比故D正确。故选D。 D 课堂练习 探究新知 2．用天平、烧杯和量筒称量某液体时，烧杯及杯中液体的总质量记为m，杯中液体的体积记为V，根据数据做出图像如图所示。由图像可知（　　） A．该液体的密度与质量成正比 B．量杯的质量为5g C．50cm3这种液体的质量为50g D．液体的密度是0.8g/cm3 【解析】A．液体的密度与物质的种类和存在的状态有关，而与质量和体积无关，故A不符合题意； B．读图可知，当液体体积为0时，即量杯中没有装液体时，质量m=10g，这就是量杯的质量，故B不符合题意； CD．读图可知，当体积为50cm3时，液体质量 则液体的密度 故C不符合题意，D符合题意。故选D。 D 课堂练习 探究新知 3．同学们使用天平和量筒测量酱油、盐水和纯净水三种液体的密度。根据你已有的知识和经验判断，三者中密度最小的是______。将装有适量酱油的烧杯放在已调平的天平左盘，当右盘中砝码和标尺上的游码如图所示时，天平再次平衡，则酱油和烧杯的总质量为______g。 【解析】[1]由于酱油和盐水都是在水中添加其他物质，所以酱油和盐水的密度都比水的密度大，故三者中密度最小的是纯净水。 [2]使用天平称量物体质量时，被测物体的质量应是右盘内砝码的总质量再加上游码左边在标尺上对应的刻度值，由图可知，标尺的分度值为0.2g，游码对应的刻度为1.2g，所以酱油和烧杯的总质量m=50g+20g+20g+1.2g=91.2g 纯净水 91.2 课堂练习 探究新知 4．（山东滨州·中考真题）篆刻艺术是镌刻在中华艺术文脉上的古老印记。作为国粹之一，被联合国教科文组织列入《人类非物质文化遗产代表作名录》。如图所示，一位艺术家正在篆刻一枚方章，与篆刻前相比，篆刻后方章的质量______，密度______（均选填“变大”“变小”或“不变”）。 【解析】篆刻的方章，与篆刻前相比，篆刻后方章所含物质减少，因此其质量变小；物质的种类不变，密度是物质的一种属性，因此密度不变。 变小 不变 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“自我评价与作业” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 古人云 “物各有性，质有其常”，密度藏于万物肌理之中，不因物之多少而改，不因体之大小而移。一材一料，皆有其恒定之度；一事一理，自有其不变之规。物理之学，便是于纷繁物象里寻物质恒定的本性，于万千变化中悟天地不变的法则。 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.1 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $