6.4 密度与社会生活 教学设计（表格式）

课题 密度与社会生活
教学目标
教学目标： 知识目标：通过分析实例，理解密度是物质的一种性质，并能运用密度知识鉴别物质。 通过学习温度对密度的影响，知道密度对生产生活的重要作用，能解释密度与社会生活相关 的简单问题。 能力目标：通过观察实验，培养学生分析实验现象的能力；通过对各实验现象的归纳培 养学生从实验中总结能力规律的能力和实事求是的科学态度；通过观看实验、视频，培养学 生的分析实验的能力、培养民族自信。 情感目标：通过运用密度知识解决实际问题，让学生认识理论与实际的密切联系，培养 理论联系实际的学习方式。体现“从生活走向物理，从物理走向社会 ”的理念。 教学重点： 利用密度鉴别物质；密度与温度的关系；利用密度知识解释生活中的问题 教学难点： 密度与温度的关系
教学过程
时 间 教学环节 主要师生活动
引入 【点 PPT3】通过前面的学习我们了解了密度的概念，知道了 密度是某种物质组成的物体，其质量与体积之比。密度是物质 的一种基本性质，每种物质都有自己的密度。像通过颜色、气 味可以区分水和酒精、酱油和醋一样，我们也可以通过测量、 比较密度，来区分和鉴别物质。
利用密度 鉴别、区分 物质 【点 PPT4】体育课上常会用到铅球，经测量可知：铅球的质 量是 4kg，体积是 0.57dm3。它是用铅制成的吗？如何鉴别它是 不是纯铅的呢？我们可以求出这个铅球的密度，再与纯铅的密 度进行比较。根据公式ρ=m/V 带入数据可以算出这个铅球的密 度为 7.0 × 103kg/m3 【点 PPT5】通过查阅密度表可知，铅的密度是 11.3 × 103kg/m3。 由于ρ球 <ρ铅 ，所以此铅球不是纯铅制成的，实际上，我们现在 常用的铅球大多是由不锈钢或者碳钢合金制成的。 【点 PPT6】同学们听过阿基米德鉴别王冠的故事吗？国王让 阿基米德在不破坏王冠的前提下鉴别王冠是否为纯金阿基米 德在洗澡时获得灵感其实就是利用我们上节课学习的排液法 测出其体积，再与相同体积的纯金比较质量完成鉴别的，这与 我们对铅球的鉴别，其实原理是一样的。 密度在我们的社会生活中还有很多重要的应用。 【点 PPT7】例如对样品密度等信息的采集可以对其优劣进行 区分。牛奶的密度约是 1.015~ 1.040 × 103kg/m3。在奶中掺水后， 每增加 10%的水，密度会降低 0.003× 103kg/m3 。因此牛奶的密 度是检验牛奶优劣的常用指标。 【点 PPT8】农业上人们也利用密度的知识进行选种。我们通 过一个视频来了解一下。 【播放视频】 通过这种方法，农民伯伯就能够确定自己播种的每一颗种 子都是饱满的。 【点 PPT9】在工业上的材料选取中密度知识的应用也很广泛。 例如制造飞机，一架飞机要想安全的飞上天空，那么制造飞机 的材料就要有一定的硬度，而且为了尽量减少飞机的质量，材 料的密度也要比较小。因此，在飞机的制造上，常常采用铝、 钛合金等高硬度低密度的材料。 【点 PPT10】而坚若磐石的机床底座则需要用钢、聚合混凝土
密度与温 度 这样硬度较大，密度也较大的材料。 【点 PPT11】随着人类科学不断的进步，科学家们又制造出了 很多新的材料，例如气凝胶。 【点 PPT12 播放视频】气凝胶是一种密度极低的材料，它的密 度约为 3kg/m3 ，我们对比一下空气的密度 ，空气的密度是 1.3kg/m3 ，气凝胶明明是一种固体，而它的密度已经十分接近 气体了 ， 相比之下 ， 在飞机制造中常用到的铝密度为 2.7 × 103kg/m3 ，其密度比气凝胶的密度大了近千倍。气凝胶不 仅密度极低，而且有非常好的隔热性。用酒精灯给气凝胶加热， 我们看到气凝胶并没有发生什么变化。将一片易燃的枯树叶放 在气凝胶上，我们看到漏出于气凝胶之外的枯树叶的两端被烧 焦了，可是在气凝胶上的部分看不出什么变化。再将与没有气 凝胶的情况做比较，差别就很明显了。 气凝胶，凭借密度低、隔热性强等特点，在航空航天领域 已经拥有了举足轻重的位置。 【点 PPT13】二十世纪开始，各种新材料的出现和广泛应用， 把人类由工业社会推向信息社会。 【点 PPT14】越来越多新材料的出现让人们的生活有了更多的 可能性，对新材料的研究也越来越重要，同学们你对哪种新材 料感兴趣呢？可以通过课后阅读了解更多关于新材料的知识。 人们利用每种物质都有自己的密度这种特征，让不同的材 料在生活中的各个领域大放异彩。 【点 PPT15】但从密度表上的这项条件我们可以看出其实同一 种物质的密度也不是固定不变的，会受到温度的影响而发生变 化。对于密度的这种变化，人们是如何利用和防止呢？下面我 们就一起来了解密度与温度的关系。 【点 PPT16】正月十五元宵节是我国的传统节日，在这一天人 们会赏花灯、猜灯谜。 【点 PPT17】而在种类繁多的花灯中，有一种特殊的灯叫做走
马灯。走马灯不需要人力来推动，点亮后自己就能转动起来。 【点 PPT18】在中国科技馆也有一件巨大的走马灯展品，我们 一起来看一下。 【播放视频】 那么，它们为什么会转动呢？ 【点 PPT19】请同学们和老师一起来做一个实验。 【播放视频】将一个瓶口套有气球的烧瓶放入热水中，观 察气球的变化，我们看到气球鼓起，过一会再将其放入冰水中， 我们看到气球变瘪 同学们都知道物体有热胀冷缩的性质，在我们常见的物质 中，气体的热胀冷缩最为显著。 【点 PPT20】我们再来一起做一个实验。 【播放视频】点燃酒精灯后，酒精灯上方的原本静止的风 车转动了起来。熄灭酒精灯后风车又停止了转动。 请同学们想一想是什么推动了风车？ 是风。 那么风是怎么来的呢？ 在这个实验中 ，手掌上方的空气受热膨胀 。根据密度 ρ =m/V，可知，一定质量的气体，体积变大，密度变小。空气 因受热 体积膨胀，密度变小而上升。热空气上升后，冷空气 就从四面八方流过来，从而形成了风。气体密度与温度有关， 像刚才转动起来的小风车一样，走马灯就是被加热的空气向上 流动形成的风带动，才能转动起来的。别看走马灯只是一个玩 具，它可是中国古代劳动人民智慧的产物，是现代燃气轮机的 雏形。 【点 PPT21】此外，日常生活中也有很多地方利用了这个 原理。例如，正月十五有些地方人们还保留着放飞孔明灯的习 俗，孔明灯的原理与走马灯有相似之处，我们一起来了解一下。 【点 PPT22 播放视频】孔明灯也叫许愿灯，据说是三国时
期的诸葛孔明发明的，它的内部用竹片扎成圆筒状，再在外面 裹上一层薄纸，开口朝下，孔明灯内部用细绳绑着一块粘有燃 料的粗布，点燃燃料，燃烧会使得灯内空气温度升高，密度变 小，热空气就带着灯一起飞起来了。不过要注意的是，孔明灯 带有明火，飞到高空后如遇风向不稳或撞到建筑时容易坠落， 若落到草丛、加油站等易燃处极易发火灾，后果不堪设想。 你的许愿灯可能会成为别人的灾难灯，所以为了避免火灾 很多地方已经命令禁止放飞许愿灯了。 【点 PPT23】说到火灾，我们必须要学习一些自救知识， 如遇火灾，当我们顺着安全通道逃生时，我们应当用沾湿的毛 巾或手绢捂住口鼻，并弯腰或匍匐前进。这是为什么呢？ 那是因为，在发生火灾时，火焰处的热空气密度较小，会 夹杂着燃烧产生的烟尘往上飘，而干净的冷空气密度较大，会 处在下方，为了呼吸干净的空气，我们就需要弯腰或者匍匐前 进了。 通过前面的实验和生活中的实例分析我们了解到了气体 的密度与温度有关。 【点 PPT24】液体的密度也与温度有关，虽然液体的热胀 冷缩并不像气体那样明显，但我们也可以通过实验来了解。 【点 PPT25 播放视频】在两个广口瓶中分别装满冷水和热 水。用玻璃板盖住装满热水的广口瓶并将其倒扣在装满冷水的 广口瓶上。抽走玻璃板，观察现象，我们看到热水仍处于冷水 上方，热水与冷水之间的界限较为清晰。如果我们颠倒两瓶水 的位置，会看到什么现象呢。我们观察到冷水与热水很快相互 混合。 由这个实验可知，热水的密度比冷水的密度小，液体的密 度也会随着温度的变化而变化。那么同学们有没有想过，水密 度的变化到了冬天可能会给湖里的鱼带来危险。 【点 PPT26 播放视频】一般来说，液体的温度越高密度越小，
那么按照这个规律，在冬天气温非常低的时候，靠近湖面的水 温度先降低，密度增大，然后下沉，而底部温度相对较高的水 因为密度较小会上升到水面从而再被降温，如此往复的话，很 快整湖水都将结冰，湖中的鱼也将被冰封在其中全部冻死。 但是，事实是这样吗？ 【点 PPT27】相信一定有同学见过冬天在冰面上钓鱼的人， 他们会在冰面上打开一个洞，将鱼钩放下，仔细观察会发现， 冰层下的水并未结冰。 【点 PPT28】原来水在 0~4℃的体积变化比较特殊，有反 常膨胀现象。 我们通过一个实验来了解一下。 【播放视频】 用冰块为装满水的长试管降温，在试管口的橡胶塞上插入 温度计和玻璃管。待 试管中的水温度将到 0℃时，标记玻璃管 中液面位置。取出玻璃管，将其固定在铁架台上，让试管内的 水自然升温，观察温度计和玻璃管内液面的变化情况。随着水 的温度逐渐升高，我们观察到玻璃管内的液面开始下降，这说 明水的体积在缩小，密度在变大。当温度超过 4℃后，水继续 升温，玻璃管内的液面开始上升，说明水的体积变大，密度变 小。 因此 4℃的水密度最大。 【点 PPT29】正是由于水的这种特性，湖里的鱼就得救了。 当湖里的水低于 4℃时，湖面的水温继续降低，密度会开始变 小，因此这些温度较低的水会一直处于上方。而当最上层的湖 水结冰后，冰又像大被子一样，减慢了湖水与外界的热量传递。 这样，湖底的水就有可能保持 4℃的水温，鱼儿仍然可以自由 自在的游动。 【点 PPT30】水是生命之源，鱼儿离不开水，人类也离不 开水，现代的自来水系统为人们的饮水用水提供了非常大的便
课堂小结+ 布置作业 利，但我们也要注意保护水管。 【点 PPT31】尤其是冬天，如果没有对水管进行有效的保护就 有可能看到像这样破裂的水管，这是什么原因呢？ 【点 PPT32】从密度表中我们可以看到，冰的密度比水的 密度小。水凝固成冰后，质量不变、体积增大，就把水管胀裂 了。 【点 PPT33】因此在我国北方常能见到像这样穿着棉衣的 水管，有些地方则直接使用带有保温防护层的水管。同学们也 要注意，不要把玻璃瓶装饮料放入冰箱的冷冻室，否则，玻璃 瓶也可能会胀裂。 【点 PPT34】固体的密度也与温度有关。我们在乘坐普通 列车时，常会听到咣当咣当的声音，实际上列车驶过铁轨间的 缝隙发出的声音。为什么铁轨间会有缝隙呢？那时因为铁轨在 温度升高时体积会膨胀，如果铁轨之间没有缝隙，相互挤压发 生形变会导致列车发生事故。因此铁轨间的缝隙是必要的。 但是，我们乘坐高铁时，听不到这种声音，也感觉不到由 此带来的震动，这是怎么回事呢。 【点 PPT35 播放视频】 【点 PPT36】今天这节课我们了解到了利用密度知识可以 对物质种类进行鉴别、可以对生活中或农业上的产品品质 进 行鉴定、还可以对工业制造的材料选取 提供依据。我们还知 道了密度与温度有关，通过观察实验以及联系生活实例，我们 认识到，气体密度、液体密度、固体密度都会随着温度的变化 而变化，这些变化与人们的生活密切相关。 【点 PPT37】今天的作业：1.基础性作业：完成“学生资源” 中的课后练习。2. 阅读“ 学生资源” 中的拓展材料《对流》，并回 答相关问题。