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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/cm31103 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Vm,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mV,求体积的公式Vm。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V0.06 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m6 750 kg,体积V0.86 m3,所以该物体的密度mV6750 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V240 mL240 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V0.8 g/cm3240 cm3192 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V30 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 cm310 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/cm31103 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mV计算体积Vm教学反思__ __________ __________ __________ __________ __________ __________ 。
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