人教版（2024）八年级上册（2024）密度教学设计

这是一份人教版（2024）八年级上册（2024）密度教学设计，共6页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教具准备，教学难点，教学课时，课前预习，教学过程等内容，欢迎下载使用。
1.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、单位和公式，理解密度的物理意义.
3.会查密度表.
4.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】
1.通过实验探究，学会用比值的方法定义密度的概念.
2.理解密度的概念、公式.
【教具准备】教师：多媒体课件、铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精、颜色相同的铁块和塑料块.
学生：托盘天平和砝码、相同体积的铜块、铁块和铝块、不同体积的铜块、铁块、铝块和肥皂块、大注射器等.
【教学难点】探究同种物质质量与体积成正比的关系，理解密度是物质的一种属性.
【教学课时】1课时
【课前预习】
1.同种物质的质量与体积成 正比 ，不同物质的质量和体积的比值 一般不同 .
2.某种物质组成的物体的质量与它的体积之比叫作这种物质的密度，它的定义公式为ρ= m/V .
3.密度的单位是由 质量 单位和 体积 单位复合而成的，有kg/m3，g/cm3，它们的换算关系为1g/cm3=1×103kg/m3.
4.密度是物质本身的一种 属性 ，它不随该物质的质量和体积而改变.
5.一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.
6.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 ，
【教学过程】
[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]
教师向学生展示铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精（出示后放在讲桌上），并提问：①这里有铜丝、铁丝、铝丝、一杯水和一杯酒精，你能把它们分辨出来吗？②请你说说你是怎么分辨的.
学生交流讨论后，积极发言：要分辨物质，就要知道物质所具有的一些特性，如颜色、气味、软硬等，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.
教师再出示颜色相同的铁块和塑料块，引导学生思考如何区别它们.
学生思考：从颜色、气味、味道、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两种物质呢？
教师趁机引入新课：好，我们今天就介绍一种新的区分物质的方法——密度.
[进行新课]
探究物体的质量与体积的关系
1.探究相同体积的不同物质质量与体积的关系
我这里有颜色、体积相同的铁块和塑料块，如果能比较它们的质量大小，是不是可以判断出哪一个是铁块，哪一个是塑料块？
生思考、交流:①用手掂量一下就可以区分开；②用天平称量（也可以拿出一个已调节好的托盘天平，分别把两物块放在两盘中，下沉的那端是铁块.）
回答正确.下面就请几位同学上台来帮忙鉴定下.(教师出示一台天平,指导学生演示操作.）
由此可见，相同体积的不同物质其质量不同也是物质的一种特性，我们可以用来鉴别物质.
下面请同学们利用桌上的器材（其中铜块、铁块、铝块的体积都是10cm3），研究一下相同体积的不同物质其质量是否相同.
学生实验结束后，教师选取几个小组，并让其成员根据所测数据得出结论.
[板书]
相同体积的不同物质质量一般不同，不同物质的质量与体积的比值一般不同.
2.探究同种物质质量与体积的关系.
教师用多媒体播放课件“探究同种物质质量与体积的关系”，并讲解.
探究同种物质质量与体积的关系（多媒体课件）
（1）提出问题：同种物质的质量和体积之间会有什么样的关系呢？
（2）猜想与假设：学生甲：体积相同的同种物质，其质量是相等.
学生乙：物体的体积越大，质量越大.
（针对学生提出的假设，教师要鼓励学生设计实验来进行探究验证.）
（3）制定计划与设计实验：
①从以上的猜想出发，取铜、铁、铝、肥皂等几组物体中的一组作为研究对象，每组物体的体积不同.用天平测出它们的质量，用刻度尺测出它们的边长后计算出它们的体积，列出表来，然后以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在方格纸上描点，再把这些点连起来，做出图像，并分别计算每个物体质量与体积的比值.
（在实验前，要弄清实验过程中应该考虑的问题，如分工要明确，要严格按照
测量仪器的使用规则操作，读数时要认真、细心，以及如何记录实验数据等.）
②实验方案：学生通过小组实验测量不同体积（圆柱体）铁块的质量，记录数据，作出图像，分析质量与对应体积比值的特征.
（4）进行实验与收集证据：
全班同学分成若干小组，选取不同的研究对象进行实验，分工合作共同收集证据.（以小组为单位，不同小组选取不同的物质进行测量.）
学生实验结束后，教师选取几个小组的数据投影展示，并让其小组成员根据所测数据得出结论，并分析质量与对应体积比值的特征.
[板书]
同种物质的质量与它的体积成正比，质量与体积的比值相同.
【例1】（多媒体展示）小华和他的同伴为了研究物质的某种属性，他们找来大小不同的蜡块和大小不同的干松木做实验，实验得到如下数据：
（1）请你用图像把这两种物质的质量随体积变化的情况表示出来（如图甲所示），并对照图像分析.
甲 乙
（2）由蜡块（或干松木）的图像可以看出： .
（3）由蜡块和干松木的图像可以看出： .
解析:（1）利用描点法作图，即取一个体积对应一个质量表示一个点，然后连接两点即为该物质的图像；
（2）由图像可看出是一条直线，说明同种物质的质量与体积成正比；
（3）不同物质，直线的倾斜程度不同，即表明质量与体积的比值不等；
答案：（1）如图乙所示（2）同种物质质量与体积成正比（3）不同物质，质量与体积的比值不等
特别提醒：
探究时，各物块最好是立方体，这样便于测量体积，各物体的体积之间最好是整倍数关系，以便使其质量和体积之间的正比关系更直观.
[进行新课]
密度的概念和密度的单位
1.密度的概念和密度的单位
在以上实验探究和分析的基础上，教师进一步指出：质量和体积的比值表示单位体积的质量.同种物质的单位体积的质量是相同的；不同物质的单位体积的质量一[板书]
密度的概念：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比，用符号ρ表示.
密度的定义式：密度=质量体积（ρ=m/V）.公式中各个符号的意义及单位：ρ——密度——千克每立方米（kg/m3），m——质量——千克（kg）,V——体积——立方米（m3）
请大家阅读教材P148“小资料”，看看有什么规律.
生1：一般来说，不同物质的密度不同.
生2：通常，固体的密度大，液体的密度次大，气体的最小.
生3：在液体中，水银的密度最大.
2.密度是物质的一种属性
物质的密度由物质的种类（本身特性）决定.同一种类物质m 和V 的比值不变，即ρ值相同，不同种类物质的ρ值一般不同.密度是物质的一种属性，它与物体的质量多少、体积的多少无关.不能简单地说，物质的密度ρ跟物体的质量m成正比，跟体积V成反比.同学们对物理知识的学习，尤其是一些物理公式，一定不要死记硬背，要学会运用数学方法研究物理问题.
从教材密度表中可以看出，通常情况下，水的密度为1×103 kg／m3，表示的物理意义是什么？
生：它表示1m3的水质量为1×103 kg.
[板书]
1.密度是物质的一种属性，它与物体质量、体积、形状无关.
2.水的密度为1×103kg/m3，表示1m3的水质量为1×103kg.
【例2】（多媒体展示）下列说法正确的是（ ）
A.一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度变为原来的一半
B.铁的密度比铝的密度大，表示铁的质量大于铝的质量
C.铜的密度是8.9×103kg/m3,表示1m3铜的质量为8.9×103kg
D.密度不同的两个物体，其质量一定不同
解析：A选项中，当砖块被一分为二后，密度不变.B选项中，密度大的，质量不一定大，比如金戒指密度大，但不如一桶水的质量大.D选项中，1kg棉花和1kg铁，密度不同，但质量相同.
答案：C
教师引导学生思考：为什么课本中物体的密度，要附上常温常压状态下？（学生思考并讨论）.
[教师总结]
我们在前面“物态变化”章节的学习中，知道了大多数物体具有热胀冷缩的性质，即当温度（物质状态）变化了，体积要发生变化，而物体的质量是不变的，因此质量与体积的比值就变了，即密度变化了.当气压变化了，体积也会发生变化，尤其是气体变化更明显.所以在说物体的密度时，要附上一定的温度和压强.（若无具体说明，一般默认是常温常压下.）
易错提示：
很多同学认为质量单位kg比g大，体积单位m3比cm3大，则由质量和体积单位复合而成的密度单位kg/cm3一定比g/cm3大，这是完全错误的.我们来进行单位换算：1g/cm3=1g÷1cm3=1×10-3kg÷1×10-6m3=103kg/m3,所以g/cm3比kg/m3单位大.
特别提醒：
密度是物质一种特性，对于确定的某种物质，它的密度不随质量、体积、形状、运动状态的改变而改变，但受温度、物态的影响.
[进行新课]
密度的计算
对于密度公式ρ=m/V，要从以下几个方面理解：（用多媒体展示）
对密度公式ρ=mV的理解（多媒体课件）
注意：在利用密度公式进行计算时，各物理量的单位一定要统一，密度单位有两种表示方式：
【例3】（多媒体展示）小明利用天平和量杯测量某种液体的密度，得到的数据如下表，根据数据绘出的图像如图所示，则量杯的质量与液体的密度是（ ）
A.20g,1.0×103kg/m3
B.60g,0.8×103kg/m3
C.60g,1.0×103kg/m3
D.20g,0.8×103kg/m3
解析：从表格中的数据可以看出，量杯中每增加20g的液体，液体的体积都是增大20cm3，根据密度的计算式可得此液体的密度为ρ=20g/（20cm3）=1g/cm3=1.0×103kg/m3，所以当液体的体积为20cm3时，液体的质量为20g.通过差量法可得量杯的质量为m=40g-20g=20g.故正确答案为A.
答案：A
规律总结：
利用公式ρ＝m/V进行计算时应注意事项：①ρ、m、V关系的同一性：ρ、m、V是针对同一个物体的三个物理量.②ρ、m、V单位的统一性：m用kg做单位，V用m3做单位，ρ的单位是kg/m3;m用g做单位，V用cm3做单位时，ρ的单位时g/cm3.③ρ的不变性：在温度、状态等不变时，ρ的大小固定不变，ρ是物质的一种特性，它不随质量和体积的改变而改变.
特别提醒：
（1）在计算过程中，要有必要的文字叙述和公式，不能只写计算过程；
（2）如果单位不一致，必须要统一，可以就密度单位来处理体积或质量的单位.
（3）计算的结果必须由数值和单位一起组成.
[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：动手做个纸风车，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4】（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
规律总结：
通常情况下，一般物质都遵循“热胀冷缩”的规律，而一般固体、液体的热胀冷缩不像气体那样明显，因而密度受温度的影响比较小.
[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像如图所示）
[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.
[课堂小结]
大家通过这节课的学习，我们共同学习了密度的概念和密度的单位，知道密度是物质的一种属性.会利用密度的公式进行计算.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P148“练习与应用”】
1.解：
该物质的ｍ－Ｖ图像是一条过原点的倾斜直线，即同种物质的质量与体积成正比.
2.解：金属锇的质量m=225.9g,体积V=10cm3，其密度ρ=m/V=225.9g/10cm3=22.59g/cm3=22.59×103kg/m3.ρ中子星/ρ=2×1018kg/m3/22.59×103kg/m3=8.85×1013.
3.解：澡盆的容积V=abc=1.2m×0.5m×0.3m=0.18m3，根据ρ=m/V可得，澡盆最多能装水的质量m=ρV=1.0×103kg/m3×0.18m3=180kg.
4.解：教室大约长8m，宽6m，高3m，则教室的容积V=abc=8m×6m×3m=144m3，由ρ=m/V可得，教室里空气的质量m=ρ空气V=1.29kg/m3×144m3=185.76kg.
５.人体的密度和水的密度差不多,则人体的密度约为1.0×103kg/m3.先用秤称出自己的质量ｍ，再由Ｖ＝ｍ/ρ，求出自己身体的体积.
６.冰块的密度不会发生变化；将冰制作成冰雕，冰的物态没有发生变化，故冰块的密度不会发生变化.
７.不正确；密度是物质本身的一种特性，与物质的种类、状态等有关，与质量、体积无关.
[教材习题解答]
【例5】某同学在探究“物体的质量跟体积的关系”的实验中：
下表是这位同学记录的实验内容和实验数据，请你根据表格中记录的内容和数据，进行分析比较：
[布置作业]
教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.
[教材习题解答]
①铁和铝两种不同物质的相同点是 .
②不同点是 .
③为什么说密度是物质的一种特征？
（2）回忆我们在做这个实验时，为什么要选取多种物质，且对每种物质都要收集多组数据？若对每种物质仅收集一组数据是否可以？为什么？
解析：从实验数据可以看出，同样物质的质量与体积成正比，质量与体积的比值是一个定值，不同的物质此比值不同，这说明此比值反映了物质的一个特性，物理学上通常用密度来表示物质的这种特性.为了探究密度是物质的特性，应选择多种物质做实验，这样才能说明密度是物质的一种特性，与物质的种类有关，同一种物质应进行多次测量，才能寻找规律，得出普遍的结论.
答案：（1）①它们的质量与体积的比值都是恒定的（或它们的质量与体积成正比）②它们的质量与体积的比值不同③同种物质的质量与体积的比值是恒定的，不同物质的质量与体积的比值不同，这说明质量与体积的比值即密度反映了物质的特性.
（2）这样得出的结论才具有普遍性；不行；收集一组数据找不出质量与体积的关系.
【例6】体积为0.5m3的钢瓶内装有密度为6kg/m3的氧气，某次电焊中用去了其中1/3，则钢瓶内剩余氧气的质量为 kg，剩余氧气的密度为 kg/m3.
解析：钢瓶内氧气质量m＝ρV＝6kg/m3×0.5m3=3kg,用去其中1/3后，剩余氧气质量m剩余＝（1-1/3）m＝2kg,
但剩余氧气体积不变,仍为0.5m3,故剩余氧气密度ρ剩＝m剩V＝2kg/0.5m3＝4kg/m3.
答案：2 4
特别提醒：
气体无固定的形状和体积，只要容器内存在气体，它就会充满整个容器，即不管用去多少，其体积总等于该容器的容积.