八年级物理上册第六章质量与密度

第4节《密度与社会生活》(教学案)

一、教学目标

（一）知识与技能

1．理解密度与温度的关系，并能简单地与的与社会生活相关的密度问题。

2．利用密度知识鉴别物质，能用密度知识解决简单的实际问题。

（二）过程与方法

1．通过实验探究活动，总结出：一定质量的气体，温度高，密度变小；温度低，密度变大。

2．学会利用密度这一重要属性鉴别物质。

（三）情感态度和价值观

1．养成物理知识与实际相联系的意识和习惯，在实际物理情境中体会物理过程，学习物理知识。

2．通过密度知识与社会生活的紧密联系，进一步体会物理知识的应用价值。

二、教学重难点

本节内容是在学生有了质量、密度的基础知识以后，进一步探讨密度与社会生活的联系，是前面三节内容的延伸和拓展。这一节从密度在现实生活中的应用入手，从而引出温度对密度的影响，进而引出在温度不变的前提下，如何利用密度鉴别物质，深化对密度的理解，感悟物理知识与实际生活的联系。本节可从讨论分析密度知识在社会生产、生活中的应用引入新课，通过实验引导学生总结出密度与温度的关系及其应用，然后通过分析生活实际中的例子，引出密度知识在鉴别物质中的应用，进而通过例题培养学生灵活应用密度计算公式进行求质量、体积以及判断实心、空心等相关的计算，锻炼、提高学生的应用能力。本节教材的知识内容和能力因素，是对前面所学知识的重要补充，也是对密度概念的进一步理解和完善，是学生进一步学习的基础。

教学重点：密度与温度的关系；密度与物质鉴别。

教学难点：水的反常膨胀，水在4℃时的密度最大。

三、教学策略

对于密度知识在社会生活中的应用，教师可以引导学生联系生活中的实例及学生已经具备的密度的有关知识来帮助学生理解。在此基础上进一步研究密度与温度、与物质鉴别的关系。大部分学生对密度没有丰富的感性认识，因此，让学生利用实验认识到气体和液体的上浮、下沉原因是比较重要的，在此基础上再去深入探究密度在生活中的应用及利用密度鉴别物质就显得比较容易。教师可以通过演示实验和点拨引导，使学生通过观察、分析、总结、归纳出结论，千万不要想当然的直接告诉学生结论，对本节例题的教学也应这样，教给学生方法比教给学生知识更重要，学生能通过自己的努力学到新知效果会更好。

四、教学资源准备

多媒体课件、酒精灯，火柴，纸风车，冷水等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课（5分钟）

故事引入：2000多年前，当希腊希洛王取得王位后，决定在一座教堂里向永垂不朽的神献上金制的皇冠。于是，他称给工匠所需要的金子并付给酬金。工匠按规定的期限做好了金冠。事后，有人告密，说工匠盗窃了做皇冠的一部分金子，而掺进去同等数量的铜。希洛王为有人欺骗他而大为恼火，可是又找不到揭破这个盗窃案的方法。后来，希洛王在召见阿基米德时，交给了他一项重大任务：鉴别工匠制造的皇冠是否为纯金制成。阿基米德接受任务后忧心忡忡，冥思苦想，不得其解。

有一天，阿基米德在身体泡入盛满水的澡盆中洗澡时，发现水从澡盆中溢了出来，而自己的身体却在水中轻了许多。他突然受到启发：盆里溢出来的水的体积，不就是自己的身体浸入水里的那一部分体积吗？用这个方法测量出皇冠的体积不就可以鉴别皇冠的真伪了吗？阿基米德由此揭开了金冠之谜，断定皇冠是掺了假的。因为金子密度大，在质量相同的情况下体积比较小，掺进了别的金属后，体积增大，排出的水就多了。阿基米德运用密度知识解决了国王提出的难题。

今天我们就来研究密度在社会生活中的应用。

聆听、思考。

通过故事创设情景，引出密度知识的应用问题。激发学生的学习兴趣。

新课教学（30分钟）

一、密度与温度

演示实验1：在室温下，吹鼓两个气球。分别把它们放在一大堆冰块和酒精灯火焰附近。

观察并思考：过一会儿，你发现了什么现象？把两只气球放手，又会观察到什么现象？

总结：气体里的气体受热体积膨胀。由于质量不变，根据密度公式，一定质量的气体体积膨胀后，密度变小，从而使气球上升。

演示实验2：按课本图6．4-1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？

结论：由于，一定质量的气体体积膨胀后，密度变小而上升。

用密度与温度的关系解释生活和自然中的现象：

1．自然现象中风的形成也是因为密度与温度有关形成的。请同学们试着解释风是怎样形成的？

2．根据气体的密度随温度变化而变化的现象，试分析房间里的暖气一般都安装在窗户下面的道理。

3．在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好，使水管内的水结了冰，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。那么，自来水管为什么会被冻裂？

引导学生分析：通过前面的学习，我们知道水的密度是1.0×103kg/m3，冰的密度上0.9×103kg/m3，那么大家来计算一下1kg水的体积是多少，当这些水结冰后，冰的体积是多少？

1kg水的体积：V＝m/ρ＝1kg/1.0×103kg/m3＝1.0×10－3m3

1kg冰的体积：V冰＝m/ρ冰＝1kg/0.9×103kg/m3＝1.1×10－3m3

水结冰时质量不变，但密度变小，因而体积变大。然后启发学生从自来水管遵从“热胀冷缩”的规律，而水结冰后遵从“热缩冷胀”，从这两个方面入手分析解答。

讲解：从计算结果我们可以看到，相同质量的水和冰比较，冰的体积要比水的体积大，而冰是有水遇冷凝结而成，可见冰的温度比水低，但是体积比水大，所以水不遵守一般物质遵守的“热胀冷缩”的规律，而是“热缩冷胀”。

学生自学：阅读课本思考：密度最大的水的温度是多少？温度高于和低于4℃，水的膨胀规律是否相同？

交流归纳：4℃的水密度最大。温度高于4℃时，随着温度的升高，密度越来越小；温度低于4℃时，随着温度的降低，密度越来越小。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。水在0～4℃之间，是热缩冷胀，在4℃以上是热胀冷缩。

思考：水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢？

水的反膨胀现象，给人们带来了好处，江河湖面的水结冰时，因为冰的体积膨胀，密度比水小，总是浮在水面上；而水到了4℃，密度最大，总是沉在下面。这样，冰块就成了一层天然的防寒屏障，使江河湖海不至于一冻到底，使大量的水下生物得以生存。

指出水的反常膨胀，给人类生活也带来不方便。北方的冬天，放在户外的自来水管将冻裂。所以对自来水管的保护显得尤其重要。

例题　小华听说冬天最冷的时候放在室外的水缸会破裂，这是怎么回事呢？小华决心用实验来探究这个问题。她找到一个容积为0.54m3的水缸并盛满了水，在密度表上查出冰的密度是0.9×103kg/m3，小华首先算出了水全部结成冰的体积是________m3。接着通过观察又发现水缸里的水总是首先从________（选填“水面”或“水底”）开始凝固，她终于明白了冬天水缸会破裂的原因。

解析：水结冰后状态变了，质量不变，所以冰的质量:？

水全部结成冰的体积为:？

（2）因为水面与外界冷空气接触，温度较低，所以水面先达到凝固点而凝固，下面的水后凝固。又因为水结冰后体积变大，所以当水缸内的水全部结冰（凝固）时，水缸将会被胀破。

学生观察后回答：放在冰块上面的气球变小了，放手后气球下降；放在酒精灯火焰附近的气球变大了，放手后气球上升。

学生观察思考回答。

空气因受热体积膨胀，密度变小而上升，热空气上升后，温度低的冷空气就从四面八方流过来，从而形成了风。

暖气周围的空气受热体积膨胀，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。

学生自己计算得出结论（也可让学生板演）。

学生阅读课本，思考并回答问题。

思考、讨论、解答。

通过实验引出物理知识，学生容易接受。顺利得出密度与温度的关系。

用物理知识解释生活和自然中的问题，体现物理知识的应用价值。

通过计算让学生理解水结冰后遵从“热缩冷胀”规律。

从有利和有弊两个方面认识水的反膨胀现象，渗透辩证看待问题的唯物主义观点。

二、密度与物质鉴别

提出问题：如何鉴别一只戒指是不是纯金做成的？

引导同学思考：从密度表可以看出，各种物质的密度是一定的，不同物质的密度是不同的。只要测出了戒指的密度，再与密度表中金的密度进行比较就可鉴别戒指是不是纯金做成的。

引导同学思考：如何测戒指的密度？

在同学回答问题的基础上小结：测戒指的密度时，可用天平测质量，用量筒测体积，根据密度公式计算出密度。

利用密度知识还可以鉴别牛奶、酒的优劣，在地质勘探中鉴别矿石，另外，我们还可以用密度的知识来鉴别体育课上用的铅球是不是用纯铅做成的。

例题　地沟油中含有杂质及有毒物质，很多人猜想它的密度应该比正常食用油的密度要大，为了验证这种猜想，小明找到质量为0.46kg的地沟油，测出其体积为0.5L，该地沟油的密度是______________kg/m3；能否用密度这一指标来鉴别地沟油，请说明理由_______________。（已知正常食用油的密度约为0.91×103kg/m3～0.93×103kg/m3）。

解析：知道地沟油的质量和体积，利用密度公式计算地沟油的密度为因为地沟油的密度在正常食用油密度范围之内，不能用密度这一指标来鉴别地沟油。

总结：从前面的密度表可知，一些不同物质的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液体，它们的密度都0.8×103kg/m3。通过对两者气味的判断，在知道密度的基础上可以鉴别出酒精和煤油。可见，利用密度这一重要属性，可以鉴别物质，但是要准确地鉴别物质，常常要多种方法并用。

学生思考、交流并回答。

一方面巩固密度知识，另一方面让学生体会物理知识在生活中的应用价值。

让学生了解通过测量密度不是鉴别物质种类的唯一办法。

课堂小结（5分钟）

通过这节课你学到了什么？

学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。

梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。梳理本节知识形成一个完整的知识体系。同时也可以帮助学生记忆。