测量物质密度教学设计

《测量物质密度》教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1．通过实验进一步理解密度的物理意义。
2．学会用量筒测固体和液体的体积。
3．学会用天平和量筒测固体和液体的密度。
（二）过程与方法
1．通过探究活动学会测量液体和固体的密度。
2．学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。
（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．通过对测量固体和液体密度过程中，从产生误差的角度进行评估，培养学生严谨的科学态度。
二、教学重难点
本节内容是学生在学习了质量和密度的概念以 ( http: / / www.21cnjy.com )及密度计算公式后进行，具体包括了量筒的使用、测量固体的密度和液体的密度这些知识。让学生掌握利用密度公式间接测量物质的密度，培养实验操作能力，本节课起到了巩固前面所学内容的作用，是密度知识在生活中应用的体现，也有助于以后压强、浮力知识的学习。测量物质的密度是初中阶段的一个重要实验，对培养学生的实验能力有重要作用。在这个实验中，要求学生在前面学习质量、密度概念的基础上，进一步熟悉天平的使用，并学会量筒的使用方法。学会利用物理公式间接地测定某个物理量的方法。在实验过程中规范操作步骤，培养严谨的科学态度。要能理解实验原理、注意实验仪器的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集、根据数据得出结果以及对实验结果从产生误差的角度进行评估，这些对学生实验能力的培养是十分重要的。
教学重点：用量筒测物体的体积，测量固体和液体的密度。
教学难点：测量固体和液体的密度实验中，从产生误差的角度进行评估。
三、教学策略
在学本节课之前，学生对质量有了初步的认识， ( http: / / www.21cnjy.com )学习了测量质量的工具──天平的使用方法，对密度概念与计算公式已有所了解。因为已经熟练掌握了温度计的读数方法，可以直接通过观察结构得出用量筒测液体体积的方法，学生观察思考就能操作，重点是引导学生观察水面的形状，水面是凹形的，读数时视线要以凹形液面的最低处相平。对于测量固体和液体的密度，同学们也能设计出大致方案，但在该实验中如何减小实验误差、制定最佳测量方案，学生不是很容易注意到，所以教学时要注重引导学生对实验结果从产生误差的角度进行评估。实际进行测量固体或液体密度实验时，可以让学生自主设计实验步骤，教师可以利用画简图的方法，把设计方案画出了，先不作评价，然后引导学生分析哪一步骤会造成物理量增大或减小，从而得出最佳方案。
四、教学资源准备
多媒体课件、天平、砝码、量筒、小石块、盐水等。
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：前几天，邻居王大妈在路边捡了一条 ( http: / / www.21cnjy.com )金灿灿的项链，她不知道这项链是不是金的，想让老师帮她鉴定一下。同学们，怎样鉴定这条项链是不是金的？你能不能帮老师想一个办法？讲解：从密度表可知，各种物 ( http: / / www.21cnjy.com )质的密度是一定的，不同物质的密度一般不同，要知道一个物体是什么物质做的，就要测量出它的密度，再把测得的密度跟密度表对照一下就知道该物质是什么了。那么，如何测量物质的密度呢？今天我们就一起来学习测量物质密度的方法。思考：根据我们学过的密度公式，要想测量物质的密度需要测量哪些物理量？需要哪些测量工具？项链的形状不规则，怎样测量它的体积呢？这需要利用量筒。 学生交流、讨论后回答：金的密度与其他物质不同，可以测量项链的密度，看它是否与金的密度相等。学生回答：根据密度公式，要测量物质的密度需要测量物体的质量和体积。测量质量需要天平，测量长方体的体积可以利用刻度尺测量长、宽、高，然后计算出体积。 通过故事创设情景，引出密度测量问题。激发学生的学习兴趣。
新课教学（30分钟） 一、量筒的使用请学生观察实验台上的量筒，思考下面几个问题：（1）利用量筒能测量什么物理量？（2）这个量筒是以什么单位标度的？毫升（mL）和立方厘米（cm3）之间是什么换算关系？（3）该量筒的最大测量值（量程）是多少？量筒的分度值是多少？（4）课本图6.3-1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，它们分别错在哪里？学生练习使用量筒测量一下烧杯里水的体积。向量筒内倒入适量的水，观察水面的形状，读出它的示数。思考：怎样用量筒测出形状不规则的项链的体积？先说出具体的步骤，然后实际操作。学生能够想到的步骤：（1）把项链放进量筒，倒进一些水，读出总体积；（2）再把项链拿出，读出剩下水的体积，两个的差就是项链体积。老师引导学生分析：上面的步骤能测出项链的体积。不过，有几个问题还需要仔细思考：（1）要把项链从量筒取出，最好先在项链 ( http: / / www.21cnjy.com )上拴好细线。拴细线同样能让项链轻轻滑入量筒，避免损坏仪器。就是说实验还要注意安全，包括人身安全和仪器安全。为什么要用细线？一是便于放进去，取出来，二是误差小。（2）向量筒水时，倒进多少水比较合适？（3）把项链取出时，项链上会不会沾有水，这样会使测量的体积偏大还是偏小？（4）注意到上面的三条，怎样改进实验步骤？引导学生总结出测量固体体积的正确步骤：（1）在量筒中加入适量的水，读出水的体积V1；（2）用细线拴好固体，轻轻放入量筒中，读出总体积V2；（3）计算出固体体积V=V2-V1。 学生讨论后回答：（1）利用量筒能测量液体和固体的体积。（2）一般量筒是以毫升为单位标度，1毫升=1立方厘米。（3）量筒的最大测量值是100mL，量筒的分度值是1mL。（4）甲正确，乙、丙错误。乙会使读数偏大，丙会使读数偏小。 学生操作并读数。 水不能太少，要能把项链浸没；也不能太多，水面超过量筒最大刻度没法测体积。 项链要带走一些水，使剩下水的体积变小。这样会使测得的体积偏大。 学生设计实验步骤。 有了前面学习的温度计、刻度尺作基础，学生能够顺利完成对量筒的知识迁移。 培养学生测量过程中的误差意识，为下面测量固体和液体密度中也要注意测量误差做铺垫。
二、测量小石块的密度先让学生自行设计实验步骤：1．调节好天平，用天平测量出小石块的质量m；2．在量筒中装入适量的水，读出水的体积V1；3．把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中,读出水的体积V2；4．利用公式计算出小石块的密度。针对上面的实验步骤，引导学生思考：（1）能不能先测小石块的体积，然后测量它的质量？（2）测量小石块的体积时，能不能先测量总体积，再测量水的体积？让学生按上面的步骤测量小石块密度，并把数据记录在下面的表格中。石块质量m（g）量筒中水的体积V1（cm3）放入石块后的总体积V2（cm3）石块体积V（cm3）石块密度ρ（g/cm3） 思考：蜡块不沉入水中，也能用天平和量筒测出蜡块的密度吗？想想有什么好办法？方法一：实验：测定密度比水小的石蜡的密度。方法：压入法测体积。器材：天平、量筒、水、细铁丝、石蜡。步骤：①用天平称出石蜡块质量m；②在量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1；③把石蜡放入量筒水里，用一根细铁丝把石蜡压入水中，记下这时量筒中水面达到的刻度值V2，两次读数之差V＝V2－V1；④根据公式，求出石蜡密度。方法二：实验：测定密度比水小的石蜡的密度。方法：悬垂法测体积。器材：天平、量筒、水、金属块、石蜡。步骤：①用天平称出石蜡块质量m；②在量筒中倒入适量的水，在细线上系上石蜡和金属块，先把金属块沉入水中测出金属块和水的总体积V1；③把上面石蜡也沉入水中，测出水、金属块、石蜡的总体积V2，两次读数之差V＝V2－V1；④根据公式，求出石蜡密度。 学生可能会设计出不同的实验步骤，先让他们说出来或者写出来。一会儿教师引导他们对实验步骤做出评估。 学生思考并回答：（1）如果先测小石块的体积，则小石块上会沾有水，测量它的质量会偏大。（2）测量小石块的体积时，如果先测量总体积，则把小石块从水中取出时会沾水，使测量的小石块体积偏大。 在测量固体密度实验中，从产生误差的角度进行评估，培养学生在设计实验时有控制误差的意识和能力。
三、测量盐水的密度学生自己用盐和水配制一杯盐水，利用天平和量筒测量所配制的盐水的密度，先设计实验步骤然后进行实验。多数学生设计的实验步骤如下：（1）用天平测出空烧杯的质量m1；（2）将盐水倒进烧杯，用天平测出装有盐水的烧杯的总质量m2；（3）将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V；（4）计算出盐水的密度：。引导学生对上述实验过程进行了评估： ( http: / / www.21cnjy.com )实验原理正确，实验器材使用恰当，操作过程规范，读数准确，计算无误，得出的盐水密度也是不准确的。因为在操作过程中，烧杯中的盐水不可能全部倒入量筒中，多多少少会有一点儿盐水沾在烧杯内壁上。应该怎么办呢？注意到了上述因素，有同学提出了改进方案：（1）用天平测出量筒的质量m1；（2）将适量的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V；（3）用天平测出盐水和量筒的质量m2；（4）计算出盐水密度。单纯从减小误差的角度来考虑，上述步 ( http: / / www.21cnjy.com )骤是正确的。但上述步骤忽略了另一重要因素──安全性。因为量筒又细又高，底座面积又小，放在晃晃悠悠的天平上，一不留神就会翻倒。安全性──包括人身安全和实验仪器安全，应是实验者考虑的首要因素。既然烧杯中的水无法全部倒入量筒，我们不妨让它 ( http: / / www.21cnjy.com )多剩一些，测出烧杯和剩下的盐水的质量，可知倒出去的盐水质量，倒出去的盐水体积可由量筒直接测出，这样就可算出倒出去的盐水的密度。正是这样经历多次设计，多次评估，考虑到各种因素，确定了测量盐水密度的最佳方案：（1）将适量的盐水倒入烧杯中，测出烧杯和盐水的质量m1。（2）把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2。（3）测出量筒内盐水的体积V。（4）计算出量筒中的盐水密度（与配制的盐水密度相同）。这种方法避免了因盐水沾在容器壁上所引起的误差，保证m1、m2测量准确，V读数准确。让学生按上面的步骤测量盐水的密度，并把数据记录在下面的表格中。烧杯和盐水总质量m1（g）剩余盐水和烧杯总质量m2（g）倒出盐水的质量m（g）倒出盐水的体积V（m3）倒出盐水的密度ρ（g/cm3） 学生可能会设计出不同的实验步骤，先让他们说出来或者写出来。一会儿教师引导他们对实验步骤做出评估。 学生对实验步骤进行改进设计。 学生对实验步骤进行最终设计。 在测量固体密度实验中，从产生误差的角度进行评估，培养学生在设计实验时有控制误差的意识和能力。 培养学生安全操作实验仪器的意识。 在测量液体密度实验中，从产生误差的角度进行评估，培养学生在设计实验时有控制误差的意识和能力。
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。