第二节 密 度
物理观念:理解密度的物理意义。知道密度的公式,能用公式进行计算,能用密度知识解决简单的实际问题。知道密度单位的写法、读法及换算。
科学思维:经历密度概念的建立过程,学习建立科学概念的思维方法。
科学探究:探究同种物质的质量与体积的关系。
科学态度与责任:通过探究活动,对物质属性的认识有新的拓展;通过刻度尺、天平使用的技能训练,培养严谨的科学态度和协作精神。
教学重点:密度的物理意义,密度公式,利用密度公式进行简单计算。
教学难点:密度概念的建立,利用密度公式进行简单计算。
教师演示:课件、泡沫和石膏制成的体积相同的哑铃。
学生实验:铁块、铝块、托盘天平、刻度尺。
教学环节和设计意图
一、创设情境 导入新课
情境:举重比赛。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,找一名身体强壮的学生与教师一起比赛,看谁举的哑铃次数多一些。学生举的是石膏制成的哑铃,教师举的是泡沫制成的哑铃。
教师获胜。
提问学生:教师为什么能获胜?
学生:教师用的哑铃材料不一样,质量小。
学生上台体验两个哑铃的轻重。
教师:两个哑铃什么相同?什么不相同?
学生:体积相同,质量不相同。
教师:为什么体积相同的两个哑铃,质量相差这么大,今天我们学习“第二节 密度”。
设置新奇有趣的游戏引入,激发学生的探究兴趣
二、新课讲解 探究新知
探究点一 物质的质量与体积的关系
1.教师:同学们面前有一些体积相同的铝块和铁块,请放在手上掂一掂,它们的质量相同吗?说明了什么问题?
学生:质量不相同,说明体积相同的不同物质质量不相同。
教师:同学们面前还有一些体积不同的铝块,它们的质量相同吗?说明了什么问题?
学生:质量不相同,同种物质的体积越大,质量越大。
教师:那么同种物质的质量与体积存在什么关系呢?我们来探究同种物质的质量与体积的关系,奇数组的同学用铁块实验,偶数组的同学用铝块实验。我们用的铝块和铁块都是正方体。
教师:如何测量铁块或铝块的体积?
学生:测量出它们的棱长,根据公式可以计算出它的体积。
教师:测量质量需要用到天平,上节课我们已经学过,请同学们规范操作。为了便于记录和分析测得的数据,我们需要设计一个表格。请同学们设计一个记录实验数据的表格。
学生设计表格,教师进行指导。
为探究质量与体积的关系做铺垫
课件展示实验记录表格,学生进行纠正。
2.学生进行实验,收集数据,小组间分析归纳,进行数据处理。以体积V为横坐标,以质量m为纵坐标,在方格纸上描点。
学生分组实验
实验器材:托盘天平、砝码、体积不同的铁块和铝块。
实验步骤:(1)调节天平平衡;(2)用天平分别称量不同体积的铁块(铝块)的质量,并记入表格;(3)用刻度尺测量铁块(铝块)的棱长,计算铁块(铝块)的体积,并记入表格。
实验过程中教师重点指导:a.天平、刻度尺使用规范;b.学生的分工协作是否合理。
教师引导学生进行数据分析与归纳结论。
用图像描述质量和体积的关系,横坐标表示体积数值,纵坐标表示它的质量数值。
点拨:
(1)把所测量的各铁块或铝块的体积、质量数据在坐标系中表示出来。
(2)体积为0时,质量也为0,可以在坐标中再加上一个m=0,V=0的点。
(3)把各点连成一条线。
教师:图像是一种直观、有效的数据分析方法。作出的图像反映了质量随体积有怎样的变化关系?计算质量与体积的比值。
培养学生设计实验、规范操作、表格设计及正确读取数据的能力培养学生分析实验数据,用表格和图像的方法研究分析数据并得出实验结论的能力
学生讨论交流,然后小组代表回答。
学生:质量随体积增大而增大。铁块的质量跟体积的比值不变,铝块的质量跟体积也不变,同种物质的质量跟体积成正比。
课件展示结论:1.同种物质的质量和体积成正比,即比值是一定的。
教师:还能得出什么结论?比较铁和铝的图像,比较铁和铝质量跟体积比值。
学生讨论交流后回答。
学生:不同的物质质量与体积的比值不同。
课件展示结论2:物质不同,它们的质量与体积的比值也不同。
教师:物理学中为表达物质的这种性质,引入了密度这一概念。
探究点二 密度
过渡:前面我们学习了速度,什么是速度?公式是什么?
学生:速度是路程与时间的比值,公式v=。
教师:速度的公式是用比值定义物理量,对照速度的公式,请你给密度定义。
学生:密度就是质量与体积的比值。
请同学们认真阅读课本P104,讨论交流密度的定义、公式、单位等。
师生共同归纳总结:
1.定义:在物理学中,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。
2.符号:ρ。
3.公式:ρ=。
4.单位:①国际单位:kg/m3(或kg·m-3);②常用单位: g/cm3(或g·cm-3)。
单位换算:1 g/cm3===1×103 kg/m3。
课件展示密度单位换算练习(学生口算):
ρ水=1.0×103 kg/m3= g/cm3,
ρ铁=7.9×103 kg/m3= g/cm3,
ρ水银=13.6 g/cm3= kg/m3,
ρ铝=2.7 g/cm3= kg/m3。
课件展示答案:1 7.9 13.6×103 2.7×103
过渡:不同的物质密度一般不同,请同学阅读课本P104~105小资料,对照密度表可以得到哪些结论?
学生阅读密度表后小组讨论。
师生共同总结:
1.一般来说:ρ固>ρ液>ρ气。
2.一些物质密度相同,例如冰和蜡。
3.同种物质物态不同,密度可能不同,如冰和水。
4.固体和液体密度用国际单位都表示为×103的形式,例如ρ水=1.0×103 kg/m3;气体密度用国际单位不用×103,例如ρ空气=1.29 kg/m3。
5.物质的密度与物质的种类、物态、温度等有关。
教师点拨:密度是物质的一种基本属性,与物质的质量和体积无关。
类比速度概念,建立密度概念
密度单位的换算是学生学习过程中的难点,通过练习使学生掌握密度单位的换算,为密度计算打下基础
培养学生会查表,并由密度表找到一些规律性的知识
探究点三 密度的简单计算
教师提问:根据密度的公式,我们可以计算哪一些物理量。
学生:计算质量:m=ρV,计算体积:V=。
例题1:课件展示课本P105例题,规范解题步骤。
例题2:人体的密度与水的密度差不多,请估算你的体积?
找一名学生进行板演,其他学生将过程写在练习本上,师生共同纠错。
解:假设质量为50 kg,人体的密度约为ρ人=1.0×103 kg/m3,由ρ=,得V===5×10-2 m3=50 dm3。
学会密度的简单计算
三、归纳概括课堂小结
小组间进行归纳总结,其他小组进行补充。
培养学生及时对所学知识进行归纳的习惯和能力
第二节 密 度
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(ρ)
1.定义:在物理学中,某种物质组成的物体的质量与它的体积之比。
2.计算公式:ρ=。
3.单位:kg/m3、g/cm3。1 g/cm3=1×103 kg/m3。
4.密度与质量和体积的变化无关,它只与物质的种类、物态和温度有关。
三、密度公式的应用
计算质量:m=ρV。
计算体积:V=。
课本P107“动手动脑学物理”第3题。
3.测出教室的长a、宽b、高c,可算出教室的体积V=abc,查得空气密度ρ=1.29 kg/m3,可利用m=ρV得出教室内空气的质量m。例如测出教室的长、宽、高分别为10 m、8 m、3 m,空气密度为1.29 kg/m3,则m=ρV=1.29 kg/m3×10 m×8 m×3 m=309.6 kg。
教学反思：
1.本节课通过情景创设导入新课的学习,然后由学生进行科学探究活动,师生共同运用比较法分析实验数据。通过精心设计的启发性问题,从学生已有的知识结构出发,启发学生的思维。通过实验,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,使学生认识到密度是物质的一种特性。学生始终处于一种积极地思考探索活动中完成学习任务。
2.密度概念的建立是本节的难点,与速度概念对比,通过对比密度与速度概念的异同点,既可加深学生对密度概念的理解,又能使学生体会到比值定义物理量的方法,知道它们在定义、公式、单位等方面的相似之处,为以后学习其他比值定义法定义物理量打下坚实的基础。
