【高效备课】人教版物理八(上) 第六章 质量与密度 第3节 测量物质的密度 优质教案

第3节 测量物质的密度
课题 测量物质的密度 课型 新授课
教学目标 知识目标 1.认识量筒，会用量筒测液体体积和小块不规则固体的体积.2.进一步熟悉天平的调节和使用，能较熟练地用天平、量筒测算出固体和液体的密度. 3.会用一些特殊方法测物质的密度.
能力目标 1.通过探究活动学会测量液体和固体的密度.2.对利用物理公式间接测定物理量这种科学方法有感性的认识.3.通过探究过程的体验，使学生对测量性探究方法，从实验原理、实验器材的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集与处理到得出结果、分析实验误差等有初步认识和感受.
素养目标 1.通过实验数据记录、处理的体验，使学生养成实事求是、严谨的科学态度. 2.通过探究活动中的交流与合作体验，使学生认识交流与合作的重要性，培养主动与他人合作的精神，敢于提出与别人不同的见解，也勇于放弃或修正自己的错误观念.
教学重点 1.学会用天平和量筒测固体和液体的密度.2.使学生通过实验能对密度的物理意义加深理解. 教具准备 天平、量筒、盐水、铁块、塑料块、水、烧杯、细线、牙签（或细铁丝、大头针）、多媒体课件.
教学难点 1.用量筒测量不规则固体体积的方法.2.利用变式实验测物质的密度. 教学课时 1课时
课前预习 1.量筒（或量杯）（1）作用：用来测定液体的体积，也可以利用排水法间接测定小固体的体积.（2）使用：使用前应看清量筒的量程及分度值，读数时，视线应与筒内液体的凸形液面顶部（如水银面）或凹形液面底部（如水面）相平.
2.测量物质密度的原理是ρ=m/V，需测定的物理量分别是质量和体积，所需要的最主要的测量仪器是天平和量筒.
3.测液体的密度时，要先用天平称出烧杯和被测液体的总质量m1，将烧杯中被测液体倒入量筒中一部分，测出体积V，再用天平称出剩余液体和烧杯的质量m2，则液体密度ρ=(m1-m2)/V,这种测量方法称之为差值法，目的是减小实验误差.
4.漂浮物密度的测量以下是小明为测量蜡块密度而设计的实验：（1）用托盘天平测出蜡块的质量m.（2）往量筒中倒入适量的水，记下量筒中水的示数为V1.（3）将蜡块轻轻地放入水中，用细铁丝将蜡块按入水面下，记下量筒的示数为V2.（4）蜡块的密度ρ=m/(V2-V1).
备课笔记
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 同学们，我们知道物体质量可以用天平测量，那体积如何测量呢？师展示长方体的铁块和不规则的塑料块、一些水，启发学生深入思考问题.生1：铁块可用刻度尺测量出它的长、宽、高，然后三者相乘即可计算出它的体积.生2：水的体积可以用有刻度的容器量取，如有刻度的水壶、药瓶量取.同学们回答得很好，测量规则固体的体积可以用刻度尺测量，但如果是液体的体积和像这个不规则塑料块的体积又该如何测量呢？这就是今天这次课我们要讨论的内容.
进行新课 量筒和量杯的使用方法1.量筒和量杯的使用方法教师展示一个量筒（或量杯），告诉学生用这个量筒（或量杯）就可以测量水和塑料块的体积，然后引导学生观察量筒（或量杯）的结构.生：量筒（或量杯）上有单位毫升（mL）、刻度值.教师提醒：1mL=1cm3.不同量筒（或量杯）的最小刻度值可能不同，大家在使用之前，先要看清楚，以免读数时弄错了.教师用多媒体播放课件“量筒和量杯的使用方法”量筒和量杯的使用方法（多媒体课件）量筒和量杯是用来测液体体积的工具.量筒或量杯的壁上均有刻度，相邻的两条刻度线之间的距离为分度值，表示量筒或量杯的精确程度.通常情况下，还标有100mL、200mL或500mL等字样，这些字样均表示量筒或量杯的最大量程，即最多能测量的体积是多少毫升.在使用量筒测液体体积时，无论液面下凹还是上凸，测量者读数时其视线都应与凹面的底部或凸面的顶部在同一水平线上.好，下面请大家思考，如何用量筒量取体积为50mL的水.请几位同学上台给大家演示.学生上台操作演示，教师和学生评判.教师及时指出存在的问题，并纠正.同时用多媒体课件演示正确和错误的读法让学生判断.读数时，视线必须与液面的凹液面相平齐（注：如果是凸液面，则视线与凸液面相平齐）.下面请同学们思考乙、丙图错在哪里？会对测量结果有何影响？教师请三位学生演示乙、丙两种操作，并引导学生分析，然后作出总结：乙图读数导致测量结果偏大，丙图读数导致测量结果偏小.
备课笔记
小组问题探讨：
若是量取特定体积的液体时，仰视、俯视又会造成怎样的读数偏差呢？
进行新课 板书：1.量筒水平放置在实验台上，弄清量筒的最小刻度和最大量程.2.读数时，视线应与液面凹面（或凸面）相平齐.【例1】（多媒体展示）现有甲、乙两种不同规格的量筒，如图所示甲的分度值是mL，乙的分度值是 mL，若要量取35mL的水，应该选取 量筒.解析：由图可知甲的分度值为2mL,乙的分度值为1mL，若要量取35mL的水，应该选取乙量筒.答案：2 1 乙2.如何用量筒测量固体的体积既然量筒可以测量出液体的体积，那么不妨由乌鸦喝水想到利用固体排开液体的方法间接测量出排开液体的体积便知道固体的体积.下面请大家思考如何利用量筒测量出这个不规则小固体（塑料块）的体积.学生思考和讨论.教师用多媒体播放课件“如何用量筒测量固体的体积”.如何用量筒测量固体的体积（多媒体课件）利用量筒或量杯测量不规则小固体（塑料块）的体积（排水法）：①用烧杯将适量的水倒入量筒内，正确读出水的体积V1；（如图甲）②将待测小固体用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中；③正确读出水面上升后的总体积V2；（如图乙）④计算被测小固体的体积：V=V2-V1.注意：①取水要适量，使塑料块放入后既能完全没入，同时又不会超出刻度线之上；②为了便于操作，用细线系住塑料块轻轻地放入量筒中，以防水溅出或砸坏量筒；③所测固体既不吸水又不溶于水（如海绵、软木块、蔗糖块等不能用排水法测量体积），更不能与水发生化学反应（如金属钠）.
用天平和量筒测量物体的密度测量盐水(或未知液体)的密度（多媒体课件）(1)实验原理：ρ=m/V；(2)实验器材：天平、量筒、烧杯、盐水；（3）实验方案：设计方案（一）：
进行新课 ①用天平测出空烧杯的质量m1；②把盐水倒入量筒，测出盐水的体积V；③把量筒中的盐水倒入烧杯，测出烧杯和盐水的总质量m2.则盐水密度的表达式ρ=(m2-m1)/V.设计方案（二）：①用天平测出空烧杯的质量m1；②把盐水倒入烧杯，测出烧杯和盐水的总质量m2；③把烧杯中的盐水倒入量筒，测出盐水的体积V.则盐水密度的表达式ρ=( m2-m1) /V.设计方案（三）：①用天平测出盐水和烧杯的总质量m1；②把盐水倒入量筒，测出盐水的体积V；③测出烧杯和剩余盐水的总质量m2.则盐水密度的表达式ρ=( m1-m2) /V.教师引导学生就上述方案进行评估.教师参与讨论，适时点评.生1：方案（一）、（二）中，由于有一部分盐水沾在量筒［方案（二）沾在烧杯］内壁上，这样，尽管我们操作规范、读数准确、计算无误.但测量的盐水的质量偏小，因此，得到的数据还是有误差，导致计算的结果偏小.生2：方案（三）相比于方案（一）、（二）更合理，因为尽管少量的盐水沾在烧杯内壁上，但不会影响量筒中盐水质量的测量.因此，测量的结果更准确.记录数据填入表格1中.（用多媒体展示）【例2】(多媒体展示)（实验分析题）在“用天平和量筒测量矿泉水密度”的实验中，小明的实验步骤如下：（1）调好天平，测出空烧杯质量m1;（2）在量筒中倒入适量矿泉水，读出矿泉水的体积V；（3）将量筒中矿泉水全部倒入烧杯中，测出矿泉水和烧杯总质量m2.则矿泉水密度的表达式ρ矿泉水= .以上操作由于无法将矿泉水从量筒中倒尽，测出的矿泉水密度误差较大.经过思考，小明在仍用步骤（1）、（2）的基础上，只对步骤（3）进行了改进，提高了测量结果的准确性，改进后步骤（3）分为两步，请你写出改进内容： ; .解析：本题考查对实验信息的分析能力和对实验误差的处理方法.任何实验的完成都可能有多种方法，可实验总是有误差的，要减小实验误差，就要找到实验操作的最佳方案.题目中测量的是矿泉水的密度，将量筒中的矿泉水倒出的过程中，量筒壁上会沾上矿泉水，误差较大.解决这一问题的方法是将量筒中的矿泉水倒出一部分，这样测得的体积会更准确.答案：(m2-m1)V将量筒中部分矿泉水倒入烧杯中，测出矿泉水和烧杯的总质量m2读出量筒中剩余矿泉水的体积V′下面请大家阅读教材P118“科学世界”.
进行新课 学生交流、讨论、发表看法.教师可让学生谈谈从中有什么感受，这样有利于培养学生实事求是的科学探究精神.最后，请同学在课后思考下面两个问题：（1）冬天，下雪了，小明看到屋顶上的积雪，他想测量雪的密度，请你帮助他一起完成测量.（2）给你一个托盘天平，一个墨水瓶和足量的水，如何测出牛奶的密度？写出实验步骤，并写出牛奶的计算表达式．
漂浮物密度的测量上节课我们学习了用天平和量筒测量固体和液体的密度，但对于漂浮于水面和易溶于水或其他特殊的物质我们该如何测量呢？生思考、讨论、交流.下表是漂浮物密度（即不能沉入水底）的特殊测量法“沉坠法”：那如果塑料块较大，不能放入量筒又该如何测量呢？生思考、讨论、交流.可以借助一个大容器，先将大容器装满水（水齐瓶口），放入固体，用另一个容器承接溢出的水，然后用量筒测量出水的体积即为固体的体积.这种特殊测量法叫做“溢水法”.测量形状不规则塑料块（不吸水）的密度（多媒体课件）(1)实验原理：ρ=m/V；(2)实验器材：天平、量筒、细线、水、塑料块；(3)实验方案：设计方案（一）：①用天平测出塑料块的质量m；②向量筒中加入适量的水，并测出水的体积V1；③用细线系住塑料块，并轻放入量筒水中，测出塑料块和水的总体积V2；④则塑料块的密度表达式ρ=m/( V2-V1).设计方案（二）：①向量筒中加入适量的水，并测出水的体积V1；②用细线系住塑料块，并轻放入量筒中，测出塑料块和水的总体积V2；③提起塑料块，用天平测出塑料块的质量m；④则塑料块的密度表达式ρ=m/(V2-V1).
特别提醒：
采用“溢水法”测密度，一般适用于测量体积较大的物体（不能直接放入量筒内），此时需要借助溢水杯间接测量其体积，从而计算其密度.由于烧杯内不免有水残留，故测量的物体体积会偏小，导致测量出的密度偏大.
进行新课 学生就上述方案进行评估，教师参与讨论，适时点评.生：方案（一）合理，方案（二）不合理.因为方案（二）中提起塑料块时，由于塑料块上沾有水，这样不仅测量塑料块的质量偏大，而且不便于直接放在天平托盘上测量（会腐蚀托盘），这样测量有误差，导致计算的结果偏大.请同学将记录数据填入表2中.(用多媒体展示)【例3】（多媒体展示）下面是高兴同学设计的采用“压入法”测一块不吸水的泡沫塑料块的体积的实验方案：A.将泡沫塑料块轻放入水中，读出水面的示数V1B.在量筒内注入适量的水，读出水面的示数V2C.用小针将泡沫塑料块压入水中恰好浸没，读出水面的示数V3（1）你认为以上实验步骤 是多余的，合理的实验顺序为 （填字母代号）.（2）上面实验方案C步骤中要求：“用小针将泡沫塑料块压入水中恰好浸没.”下列关于这一要求的说法中，正确的是（ ）A.此步可改为：用手指将泡沫塑料块压入水中B.此步应改为：用长铁丝将泡沫塑料块压入量筒底部C.小针有体积，小针浸入水的体积不能过大解析：根据测量形状不规则塑料块（不吸水）的密度的步骤来分析，答题.答案：(1)A BC (2)C
易溶物密度的测量如果固体溶于水或吸水，又该如何呢？生1：用其他的液体，如油代替水，测量排开油的体积.生2：可以用面粉、沙子之类小颗粒物品，测量排开面粉、沙子的体积.教师总结：同学们分析得很好.①对于在水中会溶解的固体（如糖、盐等），我们还可以用薄薄的塑料膜将其紧紧包住后浸没水中；而同学们刚才所提到的“用其他液体代替水”，实际是采用了“饱和溶液法”（此处无需多讲解，学生了解即可），但实验过程不能太长，否则会导致误差过大.②有些固体会吸水，则应在表面做防水处理后再测量（例如涂上防水材料等），而同学们刚才所提到的“用面粉、沙子代替水”，实际是采用了“等效替代法”.总之具体问题还得具体分析，以找出解决的办法.【例4】某小组测量一种易溶于水的形状不规则的固体小颗粒物质的密度，测量的部分方法和结果如图所示.（1）将天平放在水平桌面上，将游码移至标尺的 处，然后调节 ，使天平平衡.接着，用天平测量适量小颗粒的质量.当天平重新平衡时，砝码质量和游码位置如图所示，则称量的颗粒质量是 g.
进行新课 (2)因颗粒易溶于水，小组同学采用图示的方法测量体积，所称量的颗粒的体积是 cm3.(3)该物质的密度是 g/cm3.解析：（1）天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，然后调节平衡螺母，使天平平衡.称量颗粒的质量＝100g+20g+20g+5g+2.6g＝147.6g.(2)由图2可知，细铁砂的体积为100cm3，所以颗粒的体积为160mL-100mL＝60mL＝60cm3.（3）该物质密度ρ＝m/V＝147.6g/60cm3＝2.46g/cm3.答案：（1）零刻度线 平衡螺母 147.6（2）60 （3）2.46
等效替代法测密度到目前为止，测量物质的密度首先得测出其质量和体积，前面我们已经学了针对不同物质，其体积的测量方法.同学们现在思考一个问题，若没有量筒（杯），我们该怎么去测体积呢？生思考，讨论、交流.好！接下来我们通过一道例题来学习下.【例3】张磊同学想通过实验测出他家中酱油的密度，但他没有量筒和烧杯，只有天平、带有盖子的玻璃瓶和适量的水，请你与他一起来完成实验.（水的密度用ρ水来表示）（1）将天平放在水平桌面上，并将游码移到称量标尺的 处，再调节平衡螺母使天平平衡.（2）在测量空玻璃瓶的质量时，实验操作如图所示，张雷操作的错误之处是： .改正错误后，他又一次进行了如下操作：①测出空玻璃瓶的质量m；②测出玻璃瓶装满酱油后的总质量m1；③倒出瓶中的酱油，将玻璃瓶清洗干净后，装满水，并将瓶外部擦干，测出玻璃瓶装满水后的总质量m2；（3）根据所测得的数据，可知酱油密度的表达式为：ρ酱油＝ .解析：（1）使用天平测量物体的质量前，要将天平放在水平桌面上，将游码移到标尺左端的零刻度线处，调节平衡螺母使天平平衡. (2)张磊操作的错误之处是：称量物体质量时，移动平衡螺母. （3）已知空瓶的质量和装满酱油后的总质量，则酱油的质量：m酱油＝m1-m,由ρ＝m/V得，瓶的容积：V＝(m2-m)/ρ水，则酱油密度
技巧点拨：
正常情况下，测量物体或液体质量用天平，测量体积用量筒.如果测量液体密度时缺少量筒，可以借助一个瓶子及水来完成体积的测量，装满水后间接测出水的质量，可以根据ρ＝m/V计算出水的体积，即瓶子的容积，在灌满另一种液体后，液体体积就知道了，再测量出液体质量，就可以根据密度公式V＝m/ρ计算出液体密度了.
小组问题探讨：
若只给出以下器材：水、滴管、无砝码的天平、大小相同的量筒，怎样去测酱油的密度？
进行新课 表达式：ρ酱油＝(m1-m)/(m2-m)·ρ水.答案：零刻度线（2）称量物体质量时，调节平衡螺母（3）(m1-m)/(m2-m)·ρ水.
教学板书
课堂小结 大家通过这节课的学习，我们理解并动手操作了密度的测量，知道测量密度的原理：ρ=m/V，用天平测出物体的质量，用量筒测出物体的体积，当然如果是规则物体的体积还可以用刻度尺测量.实验中关键是设法测量物体的体积，同时为了减小误差，考虑实验方法的合理性很重要，尽量做到使测量值与真实值接近为好.总之，密度的测量是初中物理中的重要实验，是考试的重要内容之一，请大家加强练习，熟悉固体、液体密度的测量方法.好，谢谢大家！
教材习题解答 【教材P117“想想做做”】量筒的使用方法观察你所用的量筒，思考下面几个问题.1.量筒是以什么单位标度的？是毫升（mL）还是立方厘米（cm3）？2.量筒的最大测量值（量程）是多少？
教材习题解答 3.量筒的分度值是多少？4.图中画出了使用量筒读数时的几种做法.请指出哪种做法正确，哪种错误，错在哪里.解：1~4问考查的是量筒的使用方法.使用前，应先观察量筒的量程和分度值.1.图中所示量筒，是以mL标度的，虽然1mL=1cm3，但mL是容积单位，而cm3是体积单位；2.量筒的最大测量值为100mL；3.分度值是1mL；4.读数时，要平视液面，使用量筒时眼睛俯视或是仰视都是错误的，只有甲图正确.若液面是凹面(如水面)，应读液面最低处的对应刻度；若液面是凸面(如水银面)，应读液面最高处所对的刻度.【教材P119“动手动脑学物理”】1.一块长方形的均匀铝箔，用天平和尺能不能求出它的厚度？如果能，说出你的办法.解：先用天平测出铝箔的质量m铝，然后用刻度尺量出宽a，长b，再依据d=，计算出铝箔的厚度.2.建筑工地需用沙石400m3，若用载重4t的卡车运送，需运多少车（ρ沙=2.6×103kg/m3）？解：先求出砂石的质量：m=ρ沙V=2.6×103kg/m3×400m3=1.04×106kg=1.04×103t.需运的车数 n=1.04×103t/4t=260（车）.3.长江三峡水库的容量约为3.93×1010m3，这个水库最多能蓄水多少吨？解：m=ρ/V=1.0×103kg/m3×3.93×1010m3=3.93×1013kg=3.93×1010t.4.为确定某种金属块的密度，首先用天平测量金属块的质量.当天平平衡时，放在右盘中的砝码和游码的位置如图甲所示，则金属块的质量m为 g.然后，用量筒测量金属块的体积.将水倒入量筒，液面达到的位置如图乙所示，再把金属块完全浸没在量筒的水中，水面升高，如图丙所示，则该金属块的体积V为 cm3.根据测量结果可知该金属块的密度为 g/cm3，相当于 kg/m3.解：39 5 7.8 7.8×103
难题解答 【例6】（2015·山西）小明妈妈为家里自酿了很多红葡萄酒，小明想知道自酿葡萄酒的密度.于是和学习小组的同学们一起利用天平、量筒进行测量.它们的操作如下：（1）将天平放在 上，游码拨至标尺左端 处，并调节天平平衡.（2）用天平测量空烧杯的质量，如图甲是小明测量过程中的情景，他的错误是 .纠正错误后，测得空烧杯的质量是41.6g.
难题解答 （3）取适量的葡萄酒倒入烧杯中，用天平测葡萄酒和烧杯的总质量，天平平衡时，右盘中砝码及游码的位置如图乙所示，其总质量为 g.（4）将烧杯中的葡萄酒全部倒入量筒中（如图丙所示），则量筒中葡萄酒的体积是cm3，根据测量数据计算出葡萄酒的密度是 g/cm3.（5）分析上述方法，测出葡萄酒的密度会偏 （选填“大”或“小”）.解析：（5）将烧杯中的葡萄酒全部倒入量筒中时，烧杯上总要残留少量的葡萄酒，所以倒入量筒中的葡萄酒的体积实际上是偏小的，由密度公式ρ＝m/V可知用此方法测出的葡萄酒的密度会偏大.答案：（1）水平台零刻度线（2）称量时调节平衡螺母（3）81.6（4）40 1（4）大【例4】德化盛产陶瓷，小李同学想测量一块不规则瓷片的密度.（1）把天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，然后调节 使天平平衡.（2）用调节好的天平测量瓷片的质量，所用砝码的质量和游码的位置如图一所示，则瓷片的质量为 g.（3）他发现瓷片放不进量筒，改用如图二所示的方法测瓷片的体积：A.往烧杯中加入适量的水，把瓷片浸没，在水面到达的位置做标记，然后取出瓷片；B.先往量筒装入40mL的水，然后将量筒的水缓慢倒入烧杯中，让水面到达标记处，量筒里剩余水的体积如图乙所示，则瓷片的体积为 cm3.（4）用密度公式计算出瓷片的密度ρ＝ g/cm3.（5）根据以上步骤，你认为小李同学测出的瓷片密度值（选填“偏大”或“偏小”）.解析：（1）天平放在水平桌面上，将游码移到零刻度线处，然后调节平衡螺母，使天平平衡.（2）瓷片的质量是m＝20g+10g+2g=32g.（3）由图乙可知，量筒中液体的体积为26mL，所以瓷片的体积为V＝40mL-26mL=14mL=14cm3.（4）瓷片的密度ρ＝m/V＝32g/14cm3＝2.29g/cm3.(5)量筒壁附着水，使水的测量体积偏大，密度测量值偏小.答案：（1）平衡螺母（2）32（3）14（4）2.29（5）偏小
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.
学反思 1.本节内容属于实验探究，要求学生动手进行实验：用量筒测量液体的体积和固体、液体密度的测量.教师在引导学生学习探究测量的过程中，进行测量方法的归纳.2.本节内容可以从探究的全过程进行：提出问题、（激发学生）猜想与假设、设计实验方案、进行实验、分析论证、评估，教师引导学生交流与合作.学生学会自己设计实验，能够互相交流实验方法，并尝试找出产生误差的原因，说出自己实验的优点与不足，总结经验.教师在教学过程中要善于发现学生的创新，及时表扬.3.冲破教学大纲的教学模式，采用了新的教学理念，运用探究式的教学方法，让学生主动地学习.在教学中，积极地诱导学生猜想、设计、进行实验，营造了浓厚的课堂氛围，学生自主参与课堂教学，从而使学生物理思维和实验能力的潜能得到充分挖掘.4.在处理“想想做做”这部分内容时，教师可大胆放手，让学生自己思考，彼此之间可以进行交流和讨论，这样有利于培养学生的想象力、创造力和综合运用知识的能力.5.通过对身边物品密度的测量，激发学生学习的欲望，把物理知识与实际生活联系了起来，体现物理学科“从生活走向物理，从物理走向社会”的教学理念.
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结
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