第六章 質量與密度第2節密度設計說明“密度”這一節主要是讓學生知道密度的定義、公式和單位，能聯系實際運用密度公式進行計算。對密度概念的教學，應通過直觀的實驗，充分發揮學生主動探究的積極性，引導學生在合作探究、小組討論的過程中自主建構密度概念，組織學生做好“探究同種物質的質量與體積的關系”的實驗是關鍵。對密度公式和單位的教學，要求學生注意公式書寫的規范，讓學生弄清密度單位的組成、符號、讀法、寫法。在后面的例題教學時，也要注意強調熟練掌握單位的換算，計算中采用國際單位制中的單位。對密度公式的應用，可以用教材上的例題，也可以用補充習題，為了讓學生熟練運用密度公式進行計算，解題時，應注意引導學生厘清思路，啟發學生“一題多解”。教學過程可分為三個階段：第一階段通過實驗探究建立密度的概念；第二階段理解密度的計算公式及密度的單位；第三階段應用密度公式計算密度和解決相關的生活問題，但不要引入過難、過繁的計算。教學目標1.通過實驗探究同種物質的質量與體積的關系，體會利用比值不變反映的數量關系來定義物理量的方法。2.知道密度的定義、公式和單位，理解密度的物理意義，會查密度表。3.能聯系實際運用密度公式進行有關計算，會計算不能直接測量的物體的質量或不能直接測量的物體的體積。教學重點難點重點：密度概念的理解，密度公式的運用。難點：用密度知識解決簡單的生活問題。教具學生用：托盤天平和砝碼、不同體積的鐵塊、鋁塊、刻度尺。教師用：多媒體課件、銅絲、鐵絲、鋁絲、一杯水、一杯酒精、幾種不同的礦石。質量相同的銅塊和鋁塊，體積相同的銅塊和鋁塊，質量和體積都不同的銅塊和鋁塊。教學過程回顧思考1.運動物體運動的路程與時間之比叫________；計算公式是________。2.人步行的速度是1 m/s，它表示________。3.物體所含________的多少叫物體的質量，在國際單位制中，它的基本單位是________。4.門是用木材做的，我們把門叫做________，把木材叫做________。（選填“物體”或“物質”）導入新課1.電影場景導入播放電影唐山大地震片斷，地震來臨，高樓大廈紛紛倒塌。教師適時提問：拍電影時用的道具是用“輕”的還是“重”的材料？這里的“輕”“重”指的是什么呢？學完這節課大家就知道了。下面我們來學習“密度”一節。板書課題。2.游戲導入課前準備兩個外觀一模一樣的啞鈴，其中一個用泡沫制成，另一個用石膏制成，上課時找一名身體強壯的學生與老師一起比賽，看誰舉的啞鈴次數多一些。學生舉的是石膏制成的啞鈴，老師舉的是泡沫制成的啞鈴。結果不言而喻。在老師獲勝的同時，問同學們，誰想看看老師比賽用的啞鈴，當某位同學想要看的時候，老師把啞鈴拋向那位同學，同學們在驚慌之中發現了老師獲勝的原因：體積相同的兩個物體，質量卻相差這么大！此時，老師因勢利導引入課題。3.創設情景導入實物展示：隨機出示銅絲、鐵絲、鋁絲、一杯水、一杯酒精。教師：這里有銅絲、鐵絲、鋁絲、一杯水和一杯酒精，你們能把它們分辨出來嗎？說出是怎么分辨的？引導學生回答鑒別的方法及鑒別的結果。教師：要分辨物質，就要知道并且利用物質所具有的一些特性。如顏色、氣味、硬度等，就是物質的不同特性。依據這幾種特性，利用我們的眼、鼻、手等感覺器官，就能將上面五種物質分辨出來。實物展示：出示幾塊不同種類的礦石。教師：老師手中有幾塊礦石，有鐵礦石、鋁礦石，還有普通的石塊，同學們有哪些方法可以區別它們？引導學生思考并回答。教師：顏色、氣味、硬度等都不好區分，能不能利用一種更好的判定方法來區分這些物質呢？這就是今天我們要學習的內容物質的密度。4.故事引入古時候，有一個王國，它的國王交給金匠一定質量的黃金，讓金匠為自己打造一頂純金的王冠，當王冠打造完畢交給國王時，國王感覺王冠精美無比，但國王卻懷疑金匠偷竊了他的黃金，而用其他便宜的金屬偷梁換柱，國王令人用秤去稱，結果王冠質量與國王交給金匠的黃金質量相同，那么王冠是不是純金制成的呢？該如何鑒別呢？同學們可以通過本節的學習，學會鑒別王冠是不是純金制成的。進行新課多媒體展示：展示幾組不同物質組成的物體（如鋁塊和銅塊，水和酒精、鹽水和糖水、木頭和海綿等），請學生分辨，并說明判斷方法。教師：學生根據物體的顏色、氣味、味道、軟硬程度等性質可以分辨不同的物質，這些性質是某種物質所特有的。事實上我們就利用了它們的這些性質，來分辨不同的物質。老師取出“兩塊用紙包著的體積相等的銅塊和鋁塊”，“兩塊用紙包著的質量相等的銅塊和鋁塊”，“兩塊用紙包著的體積、質量都不相等的銅塊和鋁塊”。請學生找出區分它們的方法。學生思考、討論總結：體積相等的銅塊、鋁塊，銅的質量大；質量相同的銅塊和鋁塊，鋁塊的體積大；如果銅塊和鋁塊質量、體積都不同，我們可測出質量、體積，通過計算，看體積相同時，誰的質量大，或質量相同時，比誰的體積大。這正是我們下面要做的探究實驗。探究點一探究同種物質的質量與體積的關系1.學生分組實驗教師：老師手中有幾塊不同大小的鋁塊，通過觀察我們發現，體積越大的鋁塊其質量也越大，那么同種物質的質量與體積之間存在著一種怎樣的關系呢？下面我們就通過實驗來探究這個問題。教師：請各小組取大小不同的三塊長方體鋁塊，分別用天平測量它們的質量，用刻度尺測量棱長后計算出它們的體積，并將實驗數據記錄在下面的表格中。質量m/g體積V/cm3質量與體積的比值（g/cm3）鋁塊1鋁塊2鋁塊3學生進行實驗，教師巡視指導，學生及時將數據填入表格中。2.小組討論：請同學們認真分析實驗數據，你能發現什么規律？小組討論分析實驗數據，總結質量與體積有怎樣的關系。引導歸納：鋁塊的質量隨體積的增大而增大，但質量與體積的比值是一個定值。3.圖像法處理實驗數據教師：請同學們根據實驗數據用描點法將圖像畫在教材第113頁圖6.2-1上。指導學生畫圖，引導學生分析圖像的含義。歸納總結：同種物質的質量與體積成正比。4.學生實驗：教師：請同學們換用大小不等的鐵塊，重做上面的實驗，看能否得到相同的結論。引導學生用鐵塊做實驗，收集數據，畫出圖像，分析歸納實驗結論。引導歸納：鐵塊的質量與體積的比值也是一個定值，但與鋁塊的不同。綜上所述：同種物質的質量與體積的比值是一定的；物質不同，其比值一般也不同。它也反映了物質的一種性質。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1在研究同一狀態下物質的某種性質的實驗中，小明做出了如下猜想。猜想一：對于不同種類的物質，體積相同，質量一般不同。猜想二：對于同種物質，體積不同，質量不同，其質量與體積的比值相同。猜想三：對于不同種類的物質，它們的質量和體積的比值一般不同。為了檢驗上述猜想是否正確，小明所在的實驗小組通過合作，得到的實驗數據如下表所示。實驗序號物質種類質量m/g體積V/cm31水10102鐵塊79103水20204鐵塊158205銅塊26730請回答下列問題：（1）從上表中1、2（或3、4）的實驗數據，可以驗證猜想________是正確的；（2）從上表中1、3（或2、4）的實驗數據，可以驗證猜想________是正確的；（3）從上表中1、4、5的實驗數據，可以驗證猜想________是正確的；（4）通過該實驗，你可以得出的結論是________。解析：本題運用“控制變量法”研究物質的某種性質。實驗1、2（或3、4）是兩種不同的物質，體積相同，但質量不同；實驗1、3（或2、4）是同種物質，體積不同，質量不同，但質量與體積的比值相同；實驗1、4、5是不同種物質，質量不同，體積不同，且質量和體積的比值也不同。答案：（1）一（2）二（3）三（4）在同一狀態下，同種物質的質量和體積的比值相同，不同種物質的質量和體積的比值一般不同探究點二密度及其特性1.引導學生閱讀教材第114頁“密度”部分內容，找出密度的定義及符號。引導歸納：某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度。用字母表示。上述實驗中的比值分別代表鋁的密度和鐵的密度。2.密度的公式教師：根據密度的定義，請同學們寫出密度的表達式及密度在國際單位制中的單位。引導學生思考并寫出密度表達式及單位。引導歸納：密度的表達式：=mV，國際單位制中的單位是kg/m3，常用單位是g/cm3，兩者的換算關系是：1 g/cm3=1103 kg/m3。3.分組討論：密度的大小與哪些因素有關？思考：（1）杯子碎成碎片，每一塊的形狀、大小都不一樣，密度是否一樣？一杯水和一盆水哪個密度大？（2）水的密度是1.0103 kg/m3，冰的密度是0.9103 kg/m3，同種物質在不同狀態下其密度相同嗎？（3）一般物體都有熱脹冷縮的性質，物體因“熱”而體積增大，因“冷”而體積縮小，質量沒有發生變化，物體的密度會發生變化嗎？引導學生討論回答。4.歸納總結：密度是物質的一種特性，與物體的質量、體積變化無關，只與物質的種類、狀態和溫度有關。學生舉例說明密度是物質的一種特性。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例2一根粗細均勻的銅棒，截去一段后，它的（）A.體積變小，密度變大B.質量變小，密度也變小C.體積和質量都變化了，密度也變化了D.密度不變，因為密度是物質的一種特性解析：一根粗細均勻的銅棒，截去一段后，質量和體積都減小了，由于銅這種物質沒有改變，密度是物質的特性，所以銅棒的密度不變。答案：D探究點三密度表1.學生自學密度表部分，引導學生思考：（1）固體、液體和氣體的密度大小排列順序是怎樣的？（2）水的密度是多少？表示的物理意義是什么？（3）哪些物質的密度是相同的？（4）同種物質的密度是否一定相同？2.分組討論：結合上述問題展開討論，并總結回答。3.引導歸納：一般情況下，固體密度大于液體密度大于氣體密度；不同物質密度可能相同，如冰和蠟的密度相同、酒精和煤油的密度相同；同種物質密度可能不同，如冰和水的密度不同，說明密度與物質的狀態有關；水的密度是1103 kg/m3，物理意義是體積為1 m3的水的質量是1103 kg。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例3小明同學閱讀下表后，得出了一些結論，其中正確的是（）一些物質的密度（kg/m3）水1.0103水銀13.6103冰0.9103干松木0.5103煤油0.8103銅8.9103酒精0.8103鉛11.3103A.不同的物質，密度一定不同B.固體的密度都比液體的大C.質量相等的實心銅塊和實心鉛塊，銅塊的體積比鉛塊的體積小D.同種物質在不同狀態下，其密度不同解析：表中煤油和酒精是不同的物質，但它們的密度均為0.8103 kg/m3，A選項錯誤；表中干松木是固體，密度小于液體水銀的密度，B選項錯誤；根據公式V=m，質量相同時，密度越大體積越小，銅的密度小于鉛的密度，所以銅塊的體積大于鉛塊的體積，C選項錯誤；水和冰的密度不同，說明密度與物質的狀態有關，D選項正確。答案：D探究點四密度公式的應用教師：密度公式中各物理量的含義和單位是什么？引導學生回答。教師：將密度公式變形后可以得到另外兩個公式，分別是什么？引導學生寫出密度公式的變形式。引導歸納：求質量的公式m=V，求體積的公式：V=m。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例4（2019四川內江中考）一位質量為60 kg的航天員從地球進入太空后，質量________（選填“變大”“變小”或“不變”）。如果人的密度和水的密度相等，那么航天員的體積是________m3。解析：航天員的質量不隨空間位置的變化而變化，所以航天員從地球進入太空后質量不變；如果人的密度和水的密度相等，為1.0103 kg/m3，根據密度公式=知航天員的體積：V=0.06 m3。答案：不變0.06課堂小結當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.C2.C3.C4.D5.B6.D7.密度體積8.62.47.8不變9.5000.8103不變10.909011.解：該物體的質量m=6 750 kg，體積V=0.86 m3，所以該物體的密度=mV=6750 kg0.86 m37.8103 kg/m3，通過查閱密度表可知，此物體的密度接近于鋼鐵的密度，所以此物體大概是用鋼鐵做成的。12.解：V=240 mL=240 cm3這種牛奶的密度：牛奶=1.03 g/cm3用這只瓶子最多可裝酒精的質量：m酒精=酒精V=0.8 g/cm3240 cm3=192 g。13.解：質量為54 g的鋁球若是實心的，其體積：V實心=20 cm3而鋁球的體積V=30 cm3V實心，因此該鋁球是空心的，空心部分體積：V空心=V-V實心=30 cm3-20 cm3=10 cm3。布置作業教材第116頁“動手動腦學物理”第1至5題。板書設計一、質量與體積的關系同種物質的質量與體積的比值是一定的，物質不同，其比值一般也不同。二、密度1.定義：某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度，用字母表示。2.計算公式：=mV。3.單位：kg/m3g/cm31 g/cm3=1103 kg/m3。4.密度是物質的一種特性，與質量和體積的變化無關，它只與物質的種類和物質的狀態、溫度有關。三、密度公式的應用計算質量：m=V計算體積：V=m教學反思__ __________ __________ __________ __________ __________ __________