初中第4节 密度与社会生活导学案

课题

密度与社会生活

课型

新授课

教

学

目

标

知识与技能

1.理解密度与温度的关系，并能解释简单的与社会生活相关的密度问题.

2.了解物质密度的变化会引起物体发生热胀冷缩的现象.

3.了解水的反常膨胀，会利用密度来鉴别物质.

过程与方法

1.通过实验探究活动，总结出：一定质量的气体，温度升高时，体积变大，密度变小；反之，温度降低时，体积变小，密度变大.

2.学习运用密度知识分析和解决问题的方法.

情感、态度与价值观

1.通过介绍密度知识的实际应用，认识理论与实际的密切联系.

2.培养学生严谨的科学态度，充分把密度知识与社会生活紧密相连.

教学重点

1.密度与温度的关系.

2.运用密度鉴别物质.

教具准备

多媒体课件、气球、冰块、酒精灯、纸制作的风车、火柴等.

教学难点

水的反常膨胀，4℃时水的密度最大.

教学课时

1课时

课前预习

1.因气体受热膨胀，一定质量的气体温度升高时，体积 变大 ，密度 变小 .（均填“变大”“变小”或“不变”）

 2.温度能够改变物质的密度，在我们常见的物质中， 气体 的热胀冷缩最显著， 固体 和 液体 的密度受温度的影响较小，有时可忽略不计.（均填“气体”“固体”或“液体”）

3.一定质量的水凝固成冰时，密度 变小 ，体积 变大 ，所以冬天自来水管保护不好会胀裂.

4.水在 4℃ 时密度最大，温度高于或低于该温度，水的密度都会变 小 ，如图所示.

5.不同物质的密度一般不同，所以通过密度可以 选择材料和鉴别物质 .但要准确地鉴别物质，通常需要多种方法并用.

巩固复习

教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.

新课导入

密度在我们的社会生活中有重要的价值，具有广泛的应用.下面请大家欣赏一段视频.（盐水选种视频）

从录像中大家知道了农民伯伯是如何选出优良种子的.可见，密度知识与我们的生活有着密切的联系，请大家回忆，我们生活中还利用密度知识做了些什么？

学生发言，教师适时点评，给予鼓励.

好，下面我们就开始讨论密度与社会生活的关系.

进

行

新

课

  密度与温度

1.气体的密度与温度

我们在前面学习密度的知识时，密度表中介绍物质的密度都要附上温度这个条件.这是为什么呢？是不是物质的密度与温度有关呢？下面我们来进行实验探究.请大家注意观察并思考.

实验一：在室温下，吹鼓两个气球，分别把它们放在冰箱的冷藏室和炉火附近，过一会儿，你会发现什么现象？

实验二：按照教材P120“想想做做”中图6.4-1做个纸风车.如果把风车放在点燃的酒精灯附近，发现风车能转动起来.你知道是什么推动了风车转动吗？

生1：实验一中，发现放在冰箱冷藏室的气球体积变小，而放在炉火附近的气球体积变大.说明温度降低，体积变小，气球中气体的密度变大；反之，温度升高，体积变大，气球中气体的密度变小.

生2：实验二中，空气因受热膨胀，密度变小而上升.热空气上升后，上面的冷空气就从四面八方流过来，形成了风.风推动纸风车转动.

回答正确，现在大家都知道了风的形成是由于空气受热膨胀，气体密度变小而上升.热空气上升后，温度低的冷空气从四面八方流过来从而形成了风.人们利用风力来取水、灌溉、磨面、推动帆船等，近代大规模利用风力来发电.下面给大家播放一段龙卷风的视频，进一步探究风的形成过程.

板书：

1.气体受热膨胀，体积变大，根据密度ρ=m/V，质量m一定，体积V变大，则密度ρ变小.

2.温度能够改变气体的密度,气体的热胀冷缩现象比较显著，它的密度受温度的影响也最大.

【例1】（多媒体展示）

一天，小明看到煤气公司价格牌上的价格：冬季55元/瓶，夏季51元/瓶.他寻思着为什么夏季价格低？他回家后查找了资料得知：煤气在冬季的密度是0.88×103kg/m3，在夏季的密度是0.8×103kg/m3，煤气瓶容积是0.015m3.通过计算，他发现夏季的煤气价格比冬季价格      （选填“高”或“低”）.若两季节价格一样，夏季应标价为       元/瓶；如果按质量计价，煤气价格应是          元/kg.

解析：冬季，每瓶煤气的质量为m冬=ρ冬·V=0.88×103kg/m3×0.015m3=13.2kg，煤气价格为55元/13.2kg=4.17元/kg.

夏季，每瓶煤气的质量为m夏=ρ夏·V=0.8×103kg/m3×0.015m3=12kg,

煤气价格为51元/12kg=4.25元/kg.由此可知，夏季价格比冬季价格高.

若两季价格一样，夏季应标价为4.17元/kg×12kg/瓶=50.04元/瓶.

答案：高   50.04    4.17

进

行

新

课

2.水的反常膨胀

下面我们再看一个奇怪的现象：在我国北方，冬天对自来水管的保护十分重要.如果保护不好，使水管内的水结冰，不仅影响正常的生活用水，有时还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏.请大家思考，为什么自来水管会被冻裂？

师引导学生分析:从密度公式ρ=m/V知，体积V=m/ρ.

不妨取质量1kg的水来计算，则水的体积V=m/ρ水=1/1.0×103m3=1.0×10-3m3.当水结成冰后，体积为V=m/ρ冰=10.9×103m3=1.1×10-3m3，可见，水结成冰后，体积变大了.由此可知，水不简单地遵守一般物质遵循的“热胀冷缩”的规律.

事实表明，4℃的水密度最大.温度高于4℃时，随温度的升高，水的密度越来越小；温度低于4℃时，随温度的降低，水的密度也越来越小.水凝固成冰时，体积变大，密度变小.人们把水的这个特性叫做水的反常膨胀.（水的密度随温度变化的图象如图所示）

板书：

通常情况下，一般物质都遵循“热胀冷缩”的规律，但水除外，水具有反常膨胀.4℃时水的密度最大.

同学们现在明白了为什么冬天水管会被冻裂了.

生：由于水结冰时体积变大，而铁管在温度降低时，体积缩小，因此，铁管就会被胀破.

密度与物质鉴别

密度是物质的一种特性，人们可以根据密度来鉴别物质.日常生活中，我们看到很多玩具商品，表面的颜色与金子的颜色相同，它们真的是金子做的吗？你如何鉴别呢？好，下面首先来看一道例题.

【例2】教师用多媒体展示教材P121例题：体育锻炼用的一个实心铅球的质量是4kg，经测量知道它的体积是0.57dm3，这个铅球是用铅制造的吗？请2位同学在黑板上演算，其他同学在下面计算，提醒学生注意书写格式的规范.然后教师点评.

从前面密度表，我们知道一般不同物质的密度是不同的，但也有部分不同物质的密度是相同的，如酒精和煤油都是液体，它们的密度相同；冰和蜡都是固体，它们的密度相同，因此，为了准确地判断是哪种物质，除了利用密度外，当然还要结合物体的颜色、气味、透明度、是否燃烧、硬度等物理性质从多方面进行综合分析判断，这样才能得出准确的结论.

进

行

新

课

板书：密度是物质的一个重要属性，可以鉴别物质，但要准确地鉴别物质，常常要多种方法并用.

请同学们思考:当物体为空心时,由物体的质量和体积计算出来的密度比密度表上标明的密度要小,这是怎么回事?

学生分析\,讨论,教师总结：这时求出的密度是物体的平均密度，而密度表上标明的密度是指物体在实心状况下的密度.

接下来请大家阅读教材P122“科学·技术·社会——材料与社会发展”.

教师介绍材料科学的发展，并要求同学们课后查阅资料，进行交流、讨论.

人类发展的过程：石器时代—青铜时代—铁器时代—新技术革命时代.

材料、能源、信息是现代文明的重要支柱.在新材料的开发过程中，材料的密度是科学家研究的核心问题之一.

  密度在社会生活中的应用

密度是物质的基本特征之一，每一种物质都有自己的密度，密度在社会生活中的应用有：（多媒体展示）

（1）勘探队员在野外勘探时，通过对样品密度等信息的采集，可以确定矿藏的种类及其经济价值.

（2）在麦场上，人们利用风力来扬场，分拣饱满的麦粒与瘪粒、草屑等.

（3）在商业中鉴别牛奶浓度、酒的浓度.

（4）在农业生产中配制盐水选种等等都用到密度的知识.

（5）除此之外，密度知识还在工业生产中也得到了广泛的应用，人们要根据不同的需求来选择合适的材料.汽车、飞机以及航天器的设计师们，根据不同的需求，对制造材料的密度及其性能选取不同的技术要求：交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料.在产品包装中，常采用密度小的泡沫塑料作填充物，防震、便于运输、价格低廉.

归纳起来，密度的应用体现在两个方面：鉴别物质和选材.

板书：密度在社会生活中的应用：

（1）鉴别物质.

（2）在制造业和包装运输中选择合适的材料.

【例3】（多媒体展示）

下列说法中，正确的是（    ）

A.特技表演看到很高大的物体倒塌砸在演员的身上，演员却丝毫无损没有受伤，这说明这些倒塌的物体是用密度小的材料制成的

B.包装物品时用泡沫，主要是因为泡沫硬度小，容易弯曲变形

C.铝合金用来制作门窗是因为铝材料的硬度小、耐腐蚀

D.密度是物体的基本属性，利用密度可以鉴别物体

解析：

在拍特技电影时搭建的高大建筑物往往用密度小的材料制成，这样便于减轻重量，倒塌下来不会砸伤演员；泡沫塑料的密度小，同等体积的情况下质量小，运输方便；铝合金作为门窗的材料主要是利用铝的密度小，相同体积的情况下质量小；密度是物质的基本属性，而不是物体的基本属性，利用密度可以鉴别物质，而不是鉴别物体.

答案：A

教

学

板

书

课

堂

小

结

通过这节课的学习，我们进一步理解了密度是物质的一种属性，它与社会生活密切相关，可以利用密度知识选择材料、选择种子、鉴别物质确定物质的经济价值等等.同时，我们还知道密度与温度有关，对于大多数物质（水除外）来说，温度升高时，体积变大，密度变小.因为水具有反常膨胀现象，在4℃时水的密度最大.总之，密度与我们的生产、生活密切相关.好，谢谢大家！

教

材

习

题

解

答

【教材P120“想想做做”】

1.在室温下，用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上，然后把瓶子放入热水中，橡皮膜会凸起来.过一会，再把瓶子放入冰水中，观察橡皮膜的变化.

解：橡皮膜会凹下去.（提示：放入热水中,锥形瓶内空气温度升高,体积膨胀，使橡皮膜凸起来；放入冷水中，温度降低,体积缩小，橡皮膜下凹）

2.按右图做一个纸风车.如果把风车放在点燃的酒精灯上方，风车能转动起来.你知道是什么推动了风车吗？

解：点燃的酒精灯使周围空气受热，体积膨胀，密度变小而上升.同时四面八方的冷空气流过来，从而形成了风，风推动了风车使风车转动起来.

【教材P123“动手动脑学物理”】

1.有一种1角硬币，看上去好像是铝制的.它真是铝制的吗？请你想办法测量它的密度.写出你选用的实验器材、实验方法、你所采用的实验步骤.1角、5角和1元硬币所用的金属一样吗？通过实验验证你的判断.

解：先分别称几枚硬币的质量，再用量筒测它们的体积.用刻度尺、两只三角板分别测出1角、5角、1元硬币的直径，算出各硬币的面积S，用刻度尺测出硬币的厚度d，进而算出各硬币的体积V.用天平分别测出各硬币的质量，再利用密度公式，便可算出各硬币的密度，进行判断. 规律总结：

判断物体是否空心，一般有三种方法：比较密度、比较体积、比较质量.以铜球为例：①比较密度：ρ球＜ρ铜，则球是空心的；②比较体积：假设球为实心，若V球＞V实，则球是空心的，V空＝V球-V实；③比较质量：假设球为实心，若m球＜m实，则球是空心的.

教

材

习

题

解

答

2.1cm3的冰熔化成水后，质量是多少？体积是多少？

解：0.9g  0.9cm3（提示：冰熔化成水后质量不变，m水=ρ冰V冰，V水=/m水/ρ水）

3.根据气体的密度随温度升高而变小的现象，试分析房间里的暖气一般都安装在窗户下面的道理.

解： 暖气片周围的空气受热后体积膨胀，密度变小而上升.靠近窗户的冷空气密度大，下沉到暖气片周围，又受热上升.利用这种冷、热空气的对流，可以使整个屋子暖和起来.

难

题

解

答

【例4】一个空心的铜球，其质量为178g，体积为30cm3.

（1）判断该球是空心的还是实心的，写出相应的判断过程.

（2）求这个铜球的空心部分体积.

（3）小华同学在此球的空心部分注满某种液体后，总质量为314g，求所注的液体密度.（ρ铜＝8.9×103kg/m3）

解析：（1）先求出铜球中铜这种物质的体积，再与铜球的体积比较；（2）铜球的空心部分体积＝铜球的体积-铜球中铜的体积；（3）先求出所注液体的质量，而液体的体积与铜球空心部分体积相等，最后由ρ＝m/V计算所注液体密度.

答案：（1）根据ρ＝m/V可得：铜球中铜的体积V铜＝m/ρ铜＝178g÷8.9g/cm3＝20cm3,V铜＜V球，故铜球是空心的.

（2）空心部分的体积：V空心＝V球-V铜＝30cm3-20cm3＝10cm3.

（3）液体的质量：m液＝m总-m球＝314g-178g＝136g，液体的体积：V液＝V空心＝10cm3，所注的液体密度：ρ液＝m液/V液＝136g/10cm3＝13.6g/cm3＝13.6×103kg/m3.

教学反思

1.本节教学的重点是知道温度对密度的影响，并能解释有关现象；理解鉴别物质的原理.教学难点是水的反常膨胀及利用密度与温度解释相关现象.根据学生现有知识水平，本教学设计重点放在突出利用密度与温度的关系及现象解释.在解决重点上，安排了两个现象：一是把气球放在冰箱的冷藏室中和炉火附近，观察气球的体积变化；二是风的形成（做好书上的两个小实验，引导学生观察并分析现象，找到规律，应用规律解释风的形成）.在突破难点上就水管冻裂问题，通过计算，用数据说话；举生活实例，用事实说话；用图象，形象直观反映体积与温度的关系、密度与温度的关系.

2.在充分调动学生的自主学习时，教师引领学生就运动会时颁发的奖牌来进行鉴别它是否是金子做的.让学生亲自动手计算定量分析，这样不仅增强了学生学习物理的兴趣，同时让学生进一步感受到物理知识在日常生活中的应用.

教学反思

教学过程中老师的疑问：

教师点评和总结