初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）第3节 测量液体和固体的密度教案

这是一份初中物理人教版（2024）八年级上册（2024）第3节 测量液体和固体的密度教案，共19页。教案主要包含了提出问题，展示图片，学生实验，拓展提升1，拓展提升2，科学世界等内容，欢迎下载使用。

课程基本信息
学科
物理
年级
八年级
学期
秋季
课题
第3节 测量液体和固体的密度
教学背景
1．教学内容分析
本节内容是学生在学习了质量和密度的概念以及密度计算公式后进行的，具体包括了量筒的使用、测量固体的密度和液体的密度这些知识，让学生掌握利用密度公式间接测量物质的密度，培养实验操作能力。本节课起到了巩固前面所学内容的作用，是密度知识在生活中应用的体现，也有助于以后压强、浮力知识的学习。测量物质的密度是初中阶段的一个重要实验，是《课标》要求的学生必做实验之一。在这个实验中，要求学生利用物理公式间接地测定一个物理量，学生应从实验原理、仪器使用、实验设计、数据记录与得出结果等方面，进行较为全面的思维训练和规范的实验操作。
2．学情分析
从知识上看，学生在前面第一章中，已经学习过平均速度的测量，对于测量性实验的完整过程已经有较为全面的了解，所以对于实验原理的分析，实验器材的选取都不是问题，在本节课中进一步规范学生的实验操作，从实验器材的使用到实验步骤的书写，再到实验数据的处理，培养学生科学严谨的态度。
在思维方法上看，初二学生的思维能力正处于从具体形象思维向抽象思维发展的初始阶段，他们分析问题和解决问题的能力正在逐渐提升，而本节课的难点在于实验方案的优化以及实验的拓展，在上述难点解决的过程中不断深化学生理解和思维能力的提升。同时借助小组合作的学习方式，既能够锻炼他们的协作能力，又能够培养他们的表达归纳能力。
教学目标
物理观念
1．知道测量物质密度的基本原理。
2．掌握使用天平和量筒的基本技能。
3．通过实验深化学生对密度概念的理解，尝试用密度的知识解决简单问题。
科学思维
通过测量物质的密度，学会利用物理公式间接测量物理量的科学方法，进一步发展演绎推理的科学思维。
科学探究
1．通过经历测量液体和固体密度的过程，增强设计实验方案、利用测量工具进行规范测量以及收集证据的能力。
2．体会根据生活中常见问题设计实验、进行实验、记录数据、分析实验结果的全过程。
科学态度与责任
1．经历天平、量筒的使用及计算物质密度的过程，培养严谨认真、实事求是的科学态度。
2．通过经历测量物质的密度实验的全过程，体会知识的应用价值，养成主动与他人合作的精神，以及严谨细致、实事求是的科学态度。
教学内容
教学重点
用天平和量筒测量固体和液体的密度。
教学难点
实验方案的设计与讨论，最佳实验方案的确定。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
【提出问题】
良种是增产的重要因素之一。农民选种有多种方式。例如，为了选出饱满的种粒，可以配制适当密度的盐水进行选种。将种粒浸没在盐水中并适当搅拌，静置一段时间后，清除水面漂浮的空粒、瘪粒，就可以选出较好的种子。怎样测量盐水的密度呢？
聆听、观看图片思考。
解释：怎样测量盐水的密度，以便为选种做好准备。
教师介绍教材中农民利用盐水筛选良种的方法，引导学生体会农民选种的方法，感受劳动人民的智慧。然后引导学生思考如何测量盐水的密度，将物理知识与日常生活紧密联系起来，为下一节“密度与社会生活”作好铺垫。
新知探究
【提出问题】
如何测量一杯盐水的密度呢？类比速度的测量，怎样间接地测出盐水的密度？需要选用什么测量工具和器材？
【展示图片】
实验室中，我们用量筒来测量液体的体积。
一、量筒的使用
1．观察量筒是以什么单位标度的，量筒的最大测量值是多少，量筒的分度值是多少？
1毫升(mL)＝1厘米3(cm3)
1升(L)＝1分米3 (dm3)
量筒的最大测量值：最上面的刻度线指示的数值。
量筒的分度值：量筒上相邻两条刻度线之间的体积为量筒的分度值。
2．量筒的使用方法
使用量筒测量体积时应将量筒放在水平桌面上。量筒内的液面大多数是凹液面，如水、酒精等形成的液面，也有的液面是凸液面，如水银面。
读数时，视线一定要与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持相平。
【学生实验】
二、测量盐水的密度
1．一杯水因溶入不同质量的盐而密度不同，同学们用盐和水配制一杯盐水。请自选器材设计实验测量盐水的密度。
请说出实验原理。
请说出实验器材。
2．实验方案讨论：在测量盐水密度时,顺序的不同可能会导致实验的误差也不同，请同学们讨论最佳方案？
实验方案的确定：方案3——减液法
表达式为：＝
减液法的优点是什么？
3．实验步骤：
= 1 \* GB3 ①用调节好的天平测出盐水和烧杯的总质量m1；
= 2 \* GB3 ②把烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，测出其体积为V；
= 3 \* GB3 ③用天平测烧杯和剩余盐水的总质量m2；
= 4 \* GB3 ④用求出密度。
4．实验数据记录表
【提出问题】
如何测量固体的密度呢？测量的原理是什么？需要选用什么测量工具和器材？请说出你的思路。
例如：一个长方体铝块，如何测量它的密度呢？
而小石块的形状不规则，用刻度尺无法测出其体积。怎样用量筒测量小石块的体积？
——利用排水法进行测量。
“排液法”是利用了“等量替代及转换法”的思想。
【学生实验】
三、测量小石块的密度
请说出实验原理。
请说出实验器材。
1．实验方案讨
方案1：
方案2：
2．实验步骤：
= 1 \* GB3 ①用调好的天平测出小石块的质量m；
②在量筒中倒入适量的水，并记下水的体积V1，把小石块放入量筒中使其浸没，记下水和小石块的体积V2；
③根据计算小石块的密度。
3．实验数据记录表
【拓展提升1】
如何测量蜡块(密度小于水)的密度？
对于形状规则的蜡块可以用刻度尺测量去求体积。可否用量筒测量蜡块体积？
1．针压法
2．配重法
【拓展提升2】
给你一架天平、一盒砝码、一只空瓶、适量的水(水的密度已知)，你能不能利用这些器材测量牛奶的密度？请同学们开动脑筋，设计实验方案，根据你测量的物理量，写出计算牛奶密度的公式。
等量代换法(V牛奶＝V水)
【科学世界】19世纪末，英国的物理学家瑞利在实验室测量氮气的密度，他用两种方法获取氮气。一种是从空气中取得。另一种是从氨中取得。可是两种方法得到氮气的密度却不一样。第一种获得的氮的密度是1.2572 kg/m3，第二种获得的氮的密度是1.2505 kg/m3。虽然相差不多，瑞利还是重复了很多次实验，仍然存在这个令人奇怪的差异。这是为什么呢？
瑞利请教了化学家拉姆塞，两个人又一起做了很多次测量，终于在两年后从空气中分离出另一种当时还不知道的气体——氩。原来，氩的密度较大，空气中的氮混有少量的氩，它的密度就比从氨中取得的纯氮的密度稍大。
回答：
根据，若要测出盐水的密度需要测出盐水的质量和体积。
实验室用天平质量测量，考虑到液体的原因，我们还需要烧杯来盛放液体，方便在天平上测量液体的质量。
观察量筒的单位、量程及分度值，量筒的刻度是均匀的。
回答：
量筒上的标度单位是毫升(mL)
该量筒量程是
100 mL。
图中量筒的分度值是1 mL。
认真听取信息，总结量筒的使用方法。
使用时，中间的视线是正确的。
实验操作：用勺子将盐撒入烧杯中的水里，用勺子轻轻搅拌，使食盐在水中充分溶解。
实验原理：
实验器材：天平、砝码、量筒、烧杯、盐水。
方案1：体积测量准确，量筒中的液体倒入烧杯中时，量筒中会有残留，会导致质量的测量偏小，所以根据公式，导致密度偏小。
方案2：质量测量准确，烧杯中的液体倒入量筒中时，烧杯中会有残留，会导致体积的测量偏小，所以根据公式，导致密度偏大。
不用将液体全部倒出，减少各种挂壁引起的误差。倒出的部分液体体积可以控制，方便读取数据。
小组协作。
进行实验操作。
将实验数据记录在表格中，计算出盐水密度。
回答：
同样，由于我们没有直接测量密度的仪器，所以需要利用公式，进行间接测量。
先用天平测出的这个长方体铝块的质量。对于形状规则的固体，我们可以用刻度尺测量它的长、宽、高，然后计算出体积，得到了质量和体积，就可以计算出这个铝块的密度了。
(1)用烧杯将适量的水倒入量筒内，读出水的体积V1(图甲)。
(2)将待测小石块用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中。
(3)正确读出水面上升后的总体积V2(图乙)。
(4)计算被测石块的体积V＝V2－V1。
回答：
实验原理：
实验器材：
小石块、天平、砝码、量筒、水、细线。
选择方案2：先测质量，因为先测体积，石块上沾有水，测量的质量偏大。
小组协作。
进行实验操作。
将实验数据记录在表格中，计算出盐水密度。
回答：
不行，因为蜡块会漂浮在水面上，所以排开水的体积只是一部分蜡块的体积。
在量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1，把蜡块放入量筒水里，用一根细铁丝或细针把蜡块压入水中，记下这时量筒中水面达到的刻度值V2，两次读数之差V＝V2－V1。
在细线上系上金属块，先把金属块没入水中测出金属块和水体积V1,再用细线系上蜡块，和金属块一起沉入水中，测出水、金属块、蜡块的总体积V2，V＝ V2－ V1。
回答：
①用天平测出空瓶的质量m0；
②在瓶中倒入适量的水，水面做好标记，用天平测出总质量m1；
③将水倒出，在瓶中倒入牛奶到标记处，用天平测出总质量m2。
认真阅读，思考。
深化实验原理研究，启发学生思考，理清实验思路。
通过测量工具的选取，引出重要的液体体积测量工具——量筒。
规范仪器的使用，使学生能够正确使用量筒测量液体的体积。
了解使用量筒的注意事项。
学生科学、严谨地使用器材，培养实事求是的科学态度。
动手操作，熟悉实验器材的使用。
关于测液体密度的实验方案，引导学生用画简图的方式呈现，引导学生分析它们的利与弊，从而得出最佳方案。在方案的优化过程中，侧重对误差的分析，培养学生的科学思维和科学意识。
总结优点的同时，深化对密度概念的理解，即同一物体的质量和体积的比值，强调质量和体积的对应关系。
养成主动与他人合作的精神，以及严谨细致、实事求是的科学态度。
快速记录数据，分析处理数据，培养数据的分析、处理能力。
类比知识，触类旁通。
开阔学生的思路，寻求多种方法解决物理问题。
“适量”意思是指：①水量不能过多，以免放入物体后有水溢出；②水要浸没物体。
排水法的思考，引发学生的高阶思维，是数学中“等量代换”方法在物理学中的应用，对于此方法的掌握很好的落实物理的科学方法。为后面浮力的学习打下良好的思维基础。
继续培养学生的科学思维，提高分析实验误差的能力。
养成主动与他人合作的精神，以及严谨细致、实事求是的科学态度。
锻炼语言表达能力和培养科学思维能力。
培养科学思维，
深化密度知识的应用，体会物理学科的应用价值。
这是科学史上一个很有名的故事，它说明在科学实验中，精确的测量是多么重要。正是由于瑞利不放过这一细微差异而执着地研究下去，氩才得以被发现。瑞利因此荣获1904年的诺贝尔物理学奖。
通过这个故事，让学生体会科学的严谨，向科学家致敬和学习。
课堂练习
1．小阳同学在实验室测量盐水的密度。调节天平横梁平衡后开始测量，先用天平测出烧杯和杯内盐水的总质量90 g，然后将一部分盐水倒入量筒，如图甲所示，接着用天平测量烧杯和剩余盐水的总质量，天平平衡时的情景如图乙所示。根据实验数据，下列说法不正确的是( )。
A．量筒内盐水的体积为60 cm3
B．烧杯及烧杯内剩余盐水的质量为25 g
C．量筒内盐水的质量为63 g
D．盐水的密度为1.05×103 kg/m3
2．北京冬奥会结束以后，吉祥物“冰墩墩”热度不减。我国某地盛产陶瓷，该地生产的陶瓷版“冰墩墩”“雪容融”摆件，非常可爱。小华有幸买到一个，他用以下方法测量了冰墩墩的密度。
(1)将冰墩墩放在天平的左盘，在天平的右盘加减砝码并调节游码，天平平衡后，盘中砝码和游码的位置如图所示，则冰墩墩的质量m＝________g。
(2)小军测量冰墩墩的体积时发现冰墩墩放不进量筒，于是他把烧杯装满水，把冰墩墩放进烧杯完全浸入水中后，测得水流出了200 cm3，由此可计算出该冰墩墩的密度为_______kg/m3(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3)。
(3)他查数据发现陶瓷密度为ρ陶瓷＝2.38×103 kg/m3，他认为冰墩墩______实心的(选填“是”或“不是”)。
1．学生回答，讲解解题方法：
A．由图甲知，量筒的分度值为2 mL，量筒内盐水的体积为60 mL，即60 cm3。
B．由图乙知，烧杯及烧杯内剩余盐水的质量等于砝码总质量＋游码示数，即m2＝20 g＋5 g＋2 g＝27 g。
C．量筒内盐水的质量m＝m1－m2＝90 g－27 g＝63 g，故C正确，不符合题意。
D．盐水的密度
＝1.05 g/cm3
＝1.05×103 kg/m3。
所以选B。
2．(1)由图可知，冰墩墩的质量为砝码的总质量与游码所对的刻度值之和，即m＝100 g＋100 g＋20 g＋10 g＋2 g＝232 g。
(2)冰墩墩完全浸入装满水的烧杯中，排开水的体积等于冰墩墩的体积，因此冰墩墩的体积为V＝V排＝200 cm3，冰墩墩的密度＝1.16 g/cm3。
(3)因为冰墩墩的密度比陶瓷的密度要小，在质量相等的情况下，冰墩墩的体积会比陶瓷的体积要大，故而冰墩墩不是实心的。
培养学生解题能力，表达能力。
培养学生解题能力，表达能力。
课堂小结
学生从知识和方法等方面进行本节课的总结。
培养学生总结归纳的能力。
课后任务
如果要测量的不规则物体的体积过大，无法浸入现有量筒之内，你有什么办法测量它的体积？请尝试利用家中的测量工具(电子秤等)测出一个金属物件的密度。
完成课后任务
锻炼动手能力和培养思维能力。
板书设计
6.3 测量液体和固体的密度
1．量筒的使用
使用量筒时，应先观察量筒的量程和分度值；读数时，视线应与量筒中的液面相平。
2．测量液体的密度
(1)实验原理：
(2)实验器材：装有盐水的烧杯、天平、砝码、量筒。
(3)实验步骤
(4)实验记录表格
3．测量固体(小石块)的密度
(1)实验原理：
(2)实验器材：小石块、天平、砝码、量筒、水、细线。
(3)实验步骤
(4)实验记录表格
教学反思：
在教授《测量液体和固体的密度》这一课时，我深刻体会到实验教学在物理教学中的重要性。通过实验，学生能够直观地理解抽象的概念，如密度，并亲手操作，加深对知识点的记忆与理解。首先，我注意到实验前的准备工作至关重要。确保实验器材的完整性和准确性，以及学生对实验步骤的清晰理解，是实验顺利进行的前提。今后，我将更加注重实验前的预习和讲解，确保每位学生都能明确实验目的和操作步骤。其次，在实验过程中，我观察到部分学生在数据处理上存在困难。这提醒我在日常教学中需要加强对学生数据处理能力的培养，包括如何准确读取数据、如何进行单位换算以及如何运用公式进行计算等。