【作业】—孟凡松/初中物理坊

物质的密度

教学目标

一、知识与技能

1．通过实验探究理解密度的概念，知道密度是物质自身一种特性。

2．能通过实验，理解密度的概念。

3．能解释生活中一些与密度有关的物理现象，初步运用密度公式进行物质密度的简单计算。

二、过程与方法

1．通过实验，探究密度是物质的特性，学会用实验数据列表和绘制图像，进一步认识密度是物质的特性。

2．学会用查表的方法，了解各种物质的密度。

三、情感、态度与价值观

1．通过了解同种物质的密度是质量和体积的比值，增强对科学探究的兴趣，感悟密度对科技进步的影响。

2．在生活中有应用密度知识的意识，感受物理知识在解决实际问题中的价值。

教学重、难点

教学重点：通过实验探究，学会用比值的方法定义密度的概念，理解密度的概念、公式及其应用。

教学难点：在实验探究的基础上，利用比值的方法定义密度概念，理解密度是物质的一种属性。

教学过程

一、引入新课

大家是否喜欢爆米花？爆米花是由玉米粒变成的。仔细观察爆米花和玉米粒的结构，它们有什么不同？

引导学生得出：玉米粒的结构紧密，爆米花的结构疏松，即它们的疏密程度不同。

老师：物质的疏密程度物理中用密度来反映，“密”是疏密的意思，“度”是程度。玉米粒的疏密程度比爆米花大，也就是玉米粒的密度比爆米花大。

出示海绵、铝块和铁块，让学生比较：[来源:学科网ZXXK]

海绵和铝块比较，哪一个密度大？

铝块和铁块比较，哪一个密度大？

二、新课学习

（一）探究物质的质量与体积的关系

物质的密度有大小，只凭观察不行，用什么方法科学地反映密度大小呢？

我们知道玉米粒的数量增大一倍，质量也增大一倍，如果每粒玉米的体积相等，我们可以猜想，其质量与体积成正比。那么，由其他物质组成的物体，其质量与体积是否也成正比呢？

实验──探究物质的质量与体积的关系

1．提出问题：

物质的质量与体积存在怎样的关系？

2．实验方案：

几个不同体积的铁块和几个不同体积的铝块，用天平分别测量它们的质量，用刻度尺分别测量与体积相关的长度，计算它们的体积。

一部分小组测量铁块，一部分小组测量铝块。

数据记录在教材所示的表格中。

3．实验器材：天平、砝码、体积不同的铁块和铝块。

4．实验步骤：[来源:学科网]

（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。[来源:Zxxk.Com]

（3）用刻度尺测量铁块（铝块）的边长，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：天平、刻度尺要使用规范；学生的分工协作是否合理。

5．数据分析与归纳结论

（1）分析各组实验数据表，请学生观察并说明数据反映的规律。

学生讨论得出：物体体积增大几倍，质量也增大几倍，也就是说质量与体积成正比。

既然成正比，就有比值，大家算一算每种物质的质量与体积的比值，看有什么发现？

现在综合我们实验中的两种物质的数据，再来比较，你能得出了什么结论？

思考：对于刚才的数据处理过程，同学们会感到运算量大，数据比较繁琐。除了这种方法，大家看有没有不用计算的数据处理方法？

（引导学生想出作图像的办法。）

（2）用图像描述质量和体积的关系。

指导学生以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在坐标纸上描点，再把这些点连起来，看看它们是否大致为一条直线。教师用实物投影展示学生画出的图像，会发现把所有的点连起来，得到近似的一条直线。大家结合数学中的正比例函数图像知识思考：图像为一条直线能说明什么？

请思考：一粒玉米和由它爆出的爆米花，其质量与体积的比值相同吗？哪个大？

老师讲述：前面我们已经知道，玉米粒的密度比爆米花大。这样我们就找到了反映密度的好方法，那就是用质量与体积的比值。

（二）密度

让学生阅读课本中的“密度”内容，多媒体出示自学指导题目：①为正确反映“同种物质质量与体积的比值相同；物质不同，其比值一般也不同”这一结论，物理学中引入了什么物理量？它是如何定义的？其定义方法跟我们前面学过的哪个物理量相似？其公式、单位如何？

②其国际单位与常用单位的换算关系如何？你会换算吗？

指出：密度是反映物质疏密程度的物理量，密度的计算公式是。可以看出，密度的单位是由质量单位与体积单位相除得到的。在国际单位制中，质量的单位是千克，体积的单位是立方米，那么密度的国际单位就是千克每立方米，符号是kg/m³或kg·m^-3。如果质量的单位用克，体积的单位用立方厘米，那么密度的单位就是克每立方厘米，符号g/cm³或g·cm^-3。密度还有其他单位，如kg/dm³等。

思考：密度的单位一个是千克/米³，一个是克/厘米³，它们谁大谁小？

方法一：可以从单位的表示意义来判断。1克/厘米³表示体积1厘米³的物体质量是1克，按这样计算1米³（=10⁶厘米³）的物体质量是10⁶克，合10³千克。而千克/米³表示体积1米³的物体质量是1千克。所以1克/厘米³=1000千克/米³。

方法二：根据以前学过的速度单位的换算，可以把分子、分母的单位分别进行换算：

教师提醒学生注意对密度公式的理解：

（1）要理解公式中ρ、m、V的物理意义，记住公式。

（2）明确ρ、m、V的关系，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。

（3）此公式是密度的定义式、计算式而不是决定式，某一种物质的ρ（密度）值与m及V无关。物质的密度由物质的种类（本身特性）决定。

对于物质的密度，科学家已经测量出了常温、常压下一些常见物质的密度值。大家观察课本第114页“小资料”的密度表，找出水的密度，看还能发现哪些规律？[来源:Z。xx。k.Com]

师生归纳：

（1）水的密度为1.0×10³kg/m³，表示1m³水的质量为1.0×10³kg。

（2）固、液、气体中，气体密度最小，固体的密度一般比液体大。

（3）水和冰的密度不同，说明物质的状态变了，密度改变。

（4）冰、蜡和植物油的密度相同，说明不同物质的密度有可能相同。

（5）表中的密度都是在常温、常压下测得的，说明密度与温度的高低、压强的大小有关。[来源:学+科+网Z+X+X+K]

例1．一块实心金属块由同种材料制成，它的质量是1.97t，体积是0.25m³，它的密度多大？这是什么金属？

查表可知：此金属为铁块。

例2．有一烧杯内装有质量是55g、密度为1.1×10³kg/m³的盐水，盐水的体积是多大？

三、课堂小结

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。