一、本节课的重要内容
(一)一个重要物理概念
物质的密度:包括密度的大小和密度的单位;
(二)一个重要的探究活动
活动:探究质量与体积的关系
二、本节课的教学重点
密度概念的引入以及通过活动得到密度的定义;
三、本节课的学习难点
对密度的物理意义的阐述与理解、物体的属性(质量)与物质的特性(密度)的理解。
一、新课标下密度的常态化教学过程
(一)密度概念的引入
问题引入:如何才能鉴别出表面被涂成相同颜色的铁块和塑料快?(大小不一样的两块)
学习方式:学生进行讨论与交流;
学生:
(1)用小刀把漆刮开看一看颜色,有金属光泽的是铁块,另外的则是塑料快;(看颜色,但可能会损坏物体)
(2)刮掉表面的漆,分别给两个物体通电,并在电路中串联一盏电灯,电灯能发光的是铁块,否则是塑料快;(导电性,初二学生一般不会这样考虑——电学还没学,但小学科学课已涉及,但也会损坏物体)…
(3)放在炉子里烧,没有被点燃的是铁块,否则为塑料快;(着火点——也会损坏物体)
(4)用手拿着并将其部分浸在热水中,手感到热的是铁块,否则是塑料快;(导热性——有可能会损坏塑料快使之变形)
(5)用天平称一称,质量大的一定是铁块;(不合理:因为他们的体积不一样,难道一小块铁一定比一大块塑料快质量大吗?难道一枚铁钉的质量比一房间的棉花质量大?若体积一样,由经验可知可以这样比较)
……
首先肯定学生的想法,可以鉴别那是铁块和塑料快;但都有缺点——损坏物体;
接着追问:在不损坏物体的情况下如何鉴别?(过渡到进行活动)
教师引导:前面回答中,虽然不能单纯通过比较质量的大小来区分物体,但从我们的生活经验中可给与启示,质量与体积之间存在一定的关系,两块铁块,越大(体积越大)质量也越大。
举例:实验演示(或进行问答),一枚、两枚……相同的硬币,硬币的枚数增大几倍,质量也相应地增大几倍。
问题:硬币的大小(体积)相等,你能推测到什么结论吗?(质量与体积正相关且可能成正比)其他物质组成的物体是否也有这样的关系呢?
如何进行验证?——设计实验
(二)探究活动
教师通过追问引导学生参与实验设计:
1.方案设计
(1)需要测量哪几个物理量?(2)用什么仪器来测量?(其中质量用天平直接测,物体是规则的,目前体积只能间接测——用刻度尺测长、宽、高)(3)用什么办法进行?(质量——天平直接读数得到,体积通过计算得到)(4)需要收集哪些数据,设计什么样的表格?(5)实验中需要注意哪些问题?
表格设计如书上,先不要有m/V项。
2.实验步骤
在以上分析的基础上,学生会总结出以下实验步骤:
(1)调节天平,使用天平测量物体的质量,将物体的质量填入表格;
(2)用刻度尺测量该物体的长、宽、高,计算出物体的体积并填入表格;
3.实验数据分析归纳
在学生广泛讨论的基础上,教师提问:
1.你们发现了什么?(定性:同种物质组成的不同物体,体积越大则质量越大;定量:在实验允许误差范围内m1/m2=V1/V2 ……或可得到过原点的m-V直线)
2.这个发现说明了什么?(质量与体积成正比m∝V)
3.如何将质量与体积成正比写成等式?应用数学知识:y与x成正比即y是x的一次函数,表达式为y=kx;所以可得m=kV
4.由k=m/V ,因为k是比例常数则同种物质组成的不同物体的m/V应该是不变的;
5.让学生在原表格中添加m/V项并进行计算填入表格验证:
(1)提问发现了什么?能说明什么?
同种物质组成的不同物体的常数=m/V,如不同的铜块为 、不同的铝块为 ;只要是同种物质组成,无论物体大小(体积)、形状、质量如何,其常数都相同,说明该常数与物体有无关系?与物体(质量、体积)无关。
不同物质的常数则不同,即该常数的不同可区别不同的物质,能描述组成某物体的物质所特有的性质。该常数非常重要,在物理学中人们给它的名称叫密度——某种物质的物体,其质量与体积之比叫作这种物质的密度。
(三)密度定义式
1.文字定义式:密度=质量/体积
2.数学定义式:m= (介绍各物理量符号的来龙去脉)
3.国际单位:千克每立方米 kg/m3 (要推导单位的由来)
常用单位:
4.物理意义:物质的密度在数值上等于由该物质组成的物体单位体积的质量。
若7.8kg/m3,其表示何意?
(四)如何确定在不损坏物体的情况下来鉴别铁还是塑料快?
通过上述方法,我们能得到各种物质的密度——密度表
阅读书上密度表。
密度表的用途:(1)判别物质;(2)发现新物质——阅读书上相关内容。
说明:物体的属性与物质的特性的不同。
如质量是物体的属性,密度是物质的特性,为什么不把密度说成物质的属性呢?
再如,为何将导体的电阻也说成是导体的一种特性而不讲属性呢?
属性:无论条件如何变,其值不变;
特性:条件变了其值也会变。