第六章 质量与密度第2节密度设计说明“密度”这一节主要是让学生知道密度的定义、公式和单位，能联系实际运用密度公式进行计算。对密度概念的教学，应通过直观的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念，组织学生做好“探究同种物质的质量与体积的关系”的实验是关键。对密度公式和单位的教学，要求学生注意公式书写的规范，让学生弄清密度单位的组成、符号、读法、写法。在后面的例题教学时，也要注意强调熟练掌握单位的换算，计算中采用国际单位制中的单位。对密度公式的应用，可以用教材上的例题，也可以用补充习题，为了让学生熟练运用密度公式进行计算，解题时，应注意引导学生厘清思路，启发学生“一题多解”。教学过程可分为三个阶段：第一阶段通过实验探究建立密度的概念；第二阶段理解密度的计算公式及密度的单位；第三阶段应用密度公式计算密度和解决相关的生活问题，但不要引入过难、过繁的计算。教学目标1.通过实验探究同种物质的质量与体积的关系，体会利用比值不变反映的数量关系来定义物理量的方法。2.知道密度的定义、公式和单位，理解密度的物理意义，会查密度表。3.能联系实际运用密度公式进行有关计算，会计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的物体的体积。教学重点难点重点：密度概念的理解，密度公式的运用。难点：用密度知识解决简单的生活问题。教具学生用：托盘天平和砝码、不同体积的铁块、铝块、刻度尺。教师用：多媒体课件、铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精、几种不同的矿石。质量相同的铜块和铝块，体积相同的铜块和铝块，质量和体积都不同的铜块和铝块。教学过程回顾思考1.运动物体运动的路程与时间之比叫________；计算公式是________。2.人步行的速度是1 m/s，它表示________。3.物体所含________的多少叫物体的质量，在国际单位制中，它的基本单位是________。4.门是用木材做的，我们把门叫做________，把木材叫做________。（选填“物体”或“物质”）导入新课1.电影场景导入播放电影唐山大地震片断，地震来临，高楼大厦纷纷倒塌。教师适时提问：拍电影时用的道具是用“轻”的还是“重”的材料？这里的“轻”“重”指的是什么呢？学完这节课大家就知道了。下面我们来学习“密度”一节。板书课题。2.游戏导入课前准备两个外观一模一样的哑铃，其中一个用泡沫制成，另一个用石膏制成，上课时找一名身体强壮的学生与老师一起比赛，看谁举的哑铃次数多一些。学生举的是石膏制成的哑铃，老师举的是泡沫制成的哑铃。结果不言而喻。在老师获胜的同时，问同学们，谁想看看老师比赛用的哑铃，当某位同学想要看的时候，老师把哑铃抛向那位同学，同学们在惊慌之中发现了老师获胜的原因：体积相同的两个物体，质量却相差这么大！此时，老师因势利导引入课题。3.创设情景导入实物展示：随机出示铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精。教师：这里有铜丝、铁丝、铝丝、一杯水和一杯酒精，你们能把它们分辨出来吗？说出是怎么分辨的？引导学生回答鉴别的方法及鉴别的结果。教师：要分辨物质，就要知道并且利用物质所具有的一些特性。如颜色、气味、硬度等，就是物质的不同特性。依据这几种特性，利用我们的眼、鼻、手等感觉器官，就能将上面五种物质分辨出来。实物展示：出示几块不同种类的矿石。教师：老师手中有几块矿石，有铁矿石、铝矿石，还有普通的石块，同学们有哪些方法可以区别它们？引导学生思考并回答。教师：颜色、气味、硬度等都不好区分，能不能利用一种更好的判定方法来区分这些物质呢？这就是今天我们要学习的内容物质的密度。4.故事引入古时候，有一个王国，它的国王交给金匠一定质量的黄金，让金匠为自己打造一顶纯金的王冠，当王冠打造完毕交给国王时，国王感觉王冠精美无比，但国王却怀疑金匠偷窃了他的黄金，而用其他便宜的金属偷梁换柱，国王令人用秤去称，结果王冠质量与国王交给金匠的黄金质量相同，那么王冠是不是纯金制成的呢？该如何鉴别呢？同学们可以通过本节的学习，学会鉴别王冠是不是纯金制成的。进行新课多媒体展示：展示几组不同物质组成的物体（如铝块和铜块，水和酒精、盐水和糖水、木头和海绵等），请学生分辨，并说明判断方法。教师：学生根据物体的颜色、气味、味道、软硬程度等性质可以分辨不同的物质，这些性质是某种物质所特有的。事实上我们就利用了它们的这些性质，来分辨不同的物质。老师取出“两块用纸包着的体积相等的铜块和铝块”，“两块用纸包着的质量相等的铜块和铝块”，“两块用纸包着的体积、质量都不相等的铜块和铝块”。请学生找出区分它们的方法。学生思考、讨论总结：体积相等的铜块、铝块，铜的质量大；质量相同的铜块和铝块，铝块的体积大；如果铜块和铝块质量、体积都不同，我们可测出质量、体积，通过计算，看体积相同时，谁的质量大，或质量相同时，比谁的体积大。这正是我们下面要做的探究实验。探究点一探究同种物质的质量与体积的关系1.学生分组实验教师：老师手中有几块不同大小的铝块，通过观察我们发现，体积越大的铝块其质量也越大，那么同种物质的质量与体积之间存在着一种怎样的关系呢？下面我们就通过实验来探究这个问题。教师：请各小组取大小不同的三块长方体铝块，分别用天平测量它们的质量，用刻度尺测量棱长后计算出它们的体积，并将实验数据记录在下面的表格中。质量m/g体积V/cm3质量与体积的比值（g/cm3）铝块1铝块2铝块3学生进行实验，教师巡视指导，学生及时将数据填入表格中。2.小组讨论：请同学们认真分析实验数据，你能发现什么规律？小组讨论分析实验数据，总结质量与体积有怎样的关系。引导归纳：铝块的质量随体积的增大而增大，但质量与体积的比值是一个定值。3.图像法处理实验数据教师：请同学们根据实验数据用描点法将图像画在教材第113页图6.2-1上。指导学生画图，引导学生分析图像的含义。归纳总结：同种物质的质量与体积成正比。4.学生实验：教师：请同学们换用大小不等的铁块，重做上面的实验，看能否得到相同的结论。引导学生用铁块做实验，收集数据，画出图像，分析归纳实验结论。引导归纳：铁块的质量与体积的比值也是一个定值，但与铝块的不同。综上所述：同种物质的质量与体积的比值是一定的；物质不同，其比值一般也不同。它也反映了物质的一种性质。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例1在研究同一状态下物质的某种性质的实验中，小明做出了如下猜想。猜想一：对于不同种类的物质，体积相同，质量一般不同。猜想二：对于同种物质，体积不同，质量不同，其质量与体积的比值相同。猜想三：对于不同种类的物质，它们的质量和体积的比值一般不同。为了检验上述猜想是否正确，小明所在的实验小组通过合作，得到的实验数据如下表所示。实验序号物质种类质量m/g体积V/cm31水10102铁块79103水20204铁块158205铜块26730请回答下列问题：（1）从上表中1、2（或3、4）的实验数据，可以验证猜想________是正确的；（2）从上表中1、3（或2、4）的实验数据，可以验证猜想________是正确的；（3）从上表中1、4、5的实验数据，可以验证猜想________是正确的；（4）通过该实验，你可以得出的结论是________。解析：本题运用“控制变量法”研究物质的某种性质。实验1、2（或3、4）是两种不同的物质，体积相同，但质量不同；实验1、3（或2、4）是同种物质，体积不同，质量不同，但质量与体积的比值相同；实验1、4、5是不同种物质，质量不同，体积不同，且质量和体积的比值也不同。答案：（1）一（2）二（3）三（4）在同一状态下，同种物质的质量和体积的比值相同，不同种物质的质量和体积的比值一般不同探究点二密度及其特性1.引导学生阅读教材第114页“密度”部分内容，找出密度的定义及符号。引导归纳：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。用字母表示。上述实验中的比值分别代表铝的密度和铁的密度。2.密度的公式教师：根据密度的定义，请同学们写出密度的表达式及密度在国际单位制中的单位。引导学生思考并写出密度表达式及单位。引导归纳：密度的表达式：=mV，国际单位制中的单位是kg/m3，常用单位是g/cm3，两者的换算关系是：1 g/cm3=1103 kg/m3。3.分组讨论：密度的大小与哪些因素有关？思考：（1）杯子碎成碎片，每一块的形状、大小都不一样，密度是否一样？一杯水和一盆水哪个密度大？（2）水的密度是1.0103 kg/m3，冰的密度是0.9103 kg/m3，同种物质在不同状态下其密度相同吗？（3）一般物体都有热胀冷缩的性质，物体因“热”而体积增大，因“冷”而体积缩小，质量没有发生变化，物体的密度会发生变化吗？引导学生讨论回答。4.归纳总结：密度是物质的一种特性，与物体的质量、体积变化无关，只与物质的种类、状态和温度有关。学生举例说明密度是物质的一种特性。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例2一根粗细均匀的铜棒，截去一段后，它的（）A.体积变小，密度变大B.质量变小，密度也变小C.体积和质量都变化了，密度也变化了D.密度不变，因为密度是物质的一种特性解析：一根粗细均匀的铜棒，截去一段后，质量和体积都减小了，由于铜这种物质没有改变，密度是物质的特性，所以铜棒的密度不变。答案：D探究点三密度表1.学生自学密度表部分，引导学生思考：（1）固体、液体和气体的密度大小排列顺序是怎样的？（2）水的密度是多少？表示的物理意义是什么？（3）哪些物质的密度是相同的？（4）同种物质的密度是否一定相同？2.分组讨论：结合上述问题展开讨论，并总结回答。3.引导归纳：一般情况下，固体密度大于液体密度大于气体密度；不同物质密度可能相同，如冰和蜡的密度相同、酒精和煤油的密度相同；同种物质密度可能不同，如冰和水的密度不同，说明密度与物质的状态有关；水的密度是1103 kg/m3，物理意义是体积为1 m3的水的质量是1103 kg。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例3小明同学阅读下表后，得出了一些结论，其中正确的是（）一些物质的密度（kg/m3）水1.0103水银13.6103冰0.9103干松木0.5103煤油0.8103铜8.9103酒精0.8103铅11.3103A.不同的物质，密度一定不同B.固体的密度都比液体的大C.质量相等的实心铜块和实心铅块，铜块的体积比铅块的体积小D.同种物质在不同状态下，其密度不同解析：表中煤油和酒精是不同的物质，但它们的密度均为0.8103 kg/m3，A选项错误；表中干松木是固体，密度小于液体水银的密度，B选项错误；根据公式V=m，质量相同时，密度越大体积越小，铜的密度小于铅的密度，所以铜块的体积大于铅块的体积，C选项错误；水和冰的密度不同，说明密度与物质的状态有关，D选项正确。答案：D探究点四密度公式的应用教师：密度公式中各物理量的含义和单位是什么？引导学生回答。教师：将密度公式变形后可以得到另外两个公式，分别是什么？引导学生写出密度公式的变形式。引导归纳：求质量的公式m=V，求体积的公式：V=m。例题讲解：（学生先练习，若有问题，教师补充讲解）例4（2019四川内江中考）一位质量为60 kg的航天员从地球进入太空后，质量________（选填“变大”“变小”或“不变”）。如果人的密度和水的密度相等，那么航天员的体积是________m3。解析：航天员的质量不随空间位置的变化而变化，所以航天员从地球进入太空后质量不变；如果人的密度和水的密度相等，为1.0103 kg/m3，根据密度公式=知航天员的体积：V=0.06 m3。答案：不变0.06课堂小结当堂达标（见导学案“当堂达标”）参考答案1.C2.C3.C4.D5.B6.D7.密度体积8.62.47.8不变9.5000.8103不变10.909011.解：该物体的质量m=6 750 kg，体积V=0.86 m3，所以该物体的密度=mV=6750 kg0.86 m37.8103 kg/m3，通过查阅密度表可知，此物体的密度接近于钢铁的密度，所以此物体大概是用钢铁做成的。12.解：V=240 mL=240 cm3这种牛奶的密度：牛奶=1.03 g/cm3用这只瓶子最多可装酒精的质量：m酒精=酒精V=0.8 g/cm3240 cm3=192 g。13.解：质量为54 g的铝球若是实心的，其体积：V实心=20 cm3而铝球的体积V=30 cm3V实心，因此该铝球是空心的，空心部分体积：V空心=V-V实心=30 cm3-20 cm3=10 cm3。布置作业教材第116页“动手动脑学物理”第1至5题。板书设计一、质量与体积的关系同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般也不同。二、密度1.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，用字母表示。2.计算公式：=mV。3.单位：kg/m3g/cm31 g/cm3=1103 kg/m3。4.密度是物质的一种特性，与质量和体积的变化无关，它只与物质的种类和物质的状态、温度有关。三、密度公式的应用计算质量：m=V计算体积：V=m教学反思__ __________ __________ __________ __________ __________ __________