第五章 第三节 科学探究：物质的密度 导学案（含答案）

第三节 科学探究：物质的密度
【教学目标】
知识与技能
1．了解常见物质的密度大小；
2．通过测定密度的实验进一步巩固物质密度的概念；
3．学会量简的使用方法，即用量简测量液体体积的办法，以及用量筒测不规则形状的物体体积的办法；
4．通过使用天平，加深对某些题目的理解．
过程与方法
1． 通过探究活动学会测量液体和固体的密度，学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法；
2．初步掌握通过实验研究物理规律的方法．
情感、态度与价值观
1．通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，培养学生实事求是的科学态度；
2．鼓励学生积极参与探究活动；
3．密切联系实际，提高科学技术应用于日常生活和社会的意识．
【教学重点】
用天平和量筒测固体、液体的密度．通过实验探究，进一步巩固物质密度的概念．
【教学难点】
用密度知识解决简单的问题．
导学学案
教学流程
我会自学
1．在通常情况下，氧气的密度是1.43 ，玻璃的密度是2.5 ，铁的密度是7.9×103 ．（填上合适的单位）
2．在横线上填出下列物质的质量、体积、密度的变化情况（填“增大”、“减小”或“不变”）：
（1）一瓶汽油用去一半后，剩余汽油的密度____________；
（2）一块铁制成铁锅后，铁的密度____________；
（3）一瓶氧气病人用掉一半，剩在钢瓶中的氧气质量____，体积_______，密度_________；
（4）冰熔化成水时质量_________，体积____________，密度____________．
3． 测量物质的密度时，用????? ?????测出 ??????????，用?? ????????测出??? ?????，根据???? ?????计算出物质的密度．
我能参与
1．薛悟理同学在实验宝里用托盘天平和量筒测某种矿石的密度．采取了如下的实验操作：
A．将矿石用细线系好后慢慢地放入量筒中并记下总的体积．
B．把游码放在标尺的零刻度线处，调节横梁上的螺母，使横梁平衡
C．把天平放在水平桌面上．
D．将矿石放在左盘中．将砝码放在右盘中并移动游码直至横梁平衡
E．在量筒中倒入一定量的水并记下水的体积．
(1)正确的实验操作顺序是 (只填标号)
(2)在调节天平时，发现指针如图甲所示偏向分度盘的右侧，此时应将平衡螺母向 调．
(3)用天平称矿石的质量，把矿石放在天平的左盘．天平平衡时．放在右盘中的砝码和游码在标尺上的位置如图乙所示；量筒量出矿石的体积如图丙所示，由此可知，矿石的密度ρ= kg/m3．
2．某同学在“用天平和量筒测定盐水密度”的实验中：
（1）采用如下步骤，将步骤补充完整：
a．用天平测出烧杯和盐水的总质量m1 ，
b． ，
c． ，
d．根据公式计算得出密度．表达式 。
（2）实验数据如下表，将表格补充完整：
烧杯和盐水的总质量m1（g）
剩余盐水和烧杯的质量m2（g）
盐水的质量m= m1- m2（g）
盐水的体积为V（cm3）
盐水的密度ρ
（g/cm3）
20
42
21
我能解决
例1： 在“用天平和量筒测定固体密度”的实验中，某同学正确测得石块质量为48g,体积如图甲为________cm3，石块的密度是_______________kg/m3 ，图乙是个别同学在实验操作过程中的情况；图丙是部分同学实验结束离开实验室后留下的情景．指出图中违反实验操作规则和实验不规范之处．
图乙：____________________________________________．
图丙：___________________________________________．

例2：一个瓶子的质量为20g，装满水时，用天平测得总质量为120g，若用这个瓶子装密度为1．8×103kg /m3的硫酸最多可装多少kg?
我会解决
1．一个瓶子最多能装下500g水，则这个瓶子能装下500g的下列哪种物质（　　）
A．浓硫酸 B．酒精
C．煤油 D．汽油
2．人体的密度约等于水的密度，则一名中学生的体积最接近下列数值中的（ ）
A．0．005m3 B．0．05m3
C．0．5m3 D．5m3
3．两个实心物体,它们的质量比是3∶2,体积之比是1∶3,则这两个物体的密度之比是（ ）
A．1∶2 B．2∶1 C．2∶9 D．9∶2
4．实验室有下列器材：A、天平；B、砝码；C、铝块；D、盐水；E、量筒；F、刻度尺 G、水；H、烧杯；I、三角板．
（1）若要测盐水的密度需选用的器材有_____ __
（ 填序号）
（2）实验步骤有：a．把天平放在水平台上，并使天平平衡；b．用量筒测出盐水的体积V1；c．用天平称剩余盐水和烧杯的质量m1；d．用量筒测出铝块的体积V2；e．用天平测出盐水和烧杯的总质量m2；f．用天平测出铝块的质量m3；g．用量筒测出水的体积V3．
（3）若要测盐水的密度，则其合理必要的步骤是_________________（填序号）
（4）根据步骤，写出盐水密度的式子ρ=_______________．
（5）若要测铝块的密度，则其合理必要的步骤是_________________（填序号）
5． “五·一”黄金周，征征和妈妈到无锡旅游，买了一只宜兴茶壶，如图所示．她听说宜兴茶壶是用宜兴特有的泥土材料制成的，很想知道这种材料的密度．于是她用天平测出壶盖的质量为44．4g，再把壶盖放入装满水的溢水杯中，并测得溢出水的质量是14．8g．
（1）请你帮征征算出这种材料的密度是多少？
（2）若测得整个空茶壶的质量为159g，则该茶壶所用材料的体积为多大？




我会总结：
我能迁移
1．晓松在参观一个容积为5×103m3粮仓时，想知道这粮仓能装多少质量的稻谷．于是他取一小包稻谷作样品，进行了以下实验：
(1)调节天平平衡时，发现天平的指针偏向分度标尺的右侧．此时，应将平衡螺母向 调(选填“左”或“右”)，直至天平平衡．
(2)取适量稻谷倒入左盘，在右盘中加减砝码，并移动称量标尺上的 ，使天平重新平衡．所用的砝码和游码的位置如图所示，则稻谷质量为 g．将这些稻谷倒人量筒中压实，测出它的体积为40cm3．

(3)稻谷的密度为 g／crn3，这个粮仓大约能装 kg的稻谷．
创设情景
小明去某古镇旅游时发现，米酒是当地的一种特产．小店卖米酒和卖酱油都用竹筒状的容器来量取，但量取相同质量的米酒时所用的器具比量取酱油的要大一点，如图所示．请你利用所学的物理知识对这种现象作出解释．

自主学习
出示导学提纲，
指导学生自主学习．
合作共建
测量物质的密度
问题一：测小石块的密度
1．组织学生制定计划并设计实验方案：
（1）实验原理及实验的测量仪器分别是什么？怎样测出密度？
（2）如何测出石块的体积？
（3）如何设计实验的表格？
（4）实验中排水法测石块的体积，是先测石块的质量还是先测石块的体积，为什么？
小结：采用体积差的方法测它的体积：即先用量简量取一定量的水，记下示数V1，将物块全部浸入水中，再记下这时的示数V2．所以囱块的体积即为V2-V1．如果是采用第二种方法测体积，则必须先测质量，后测体积．因为如果采用后排水法测体积，则石块要沾上水，我们知道，天平在使用时是不能沾上水的，同时石块沾上水后质量有可能会变大，增大误差，因此应测质量后测体积．
2．引导学生进行分组实验
（1）注意天平及量筒的使用
（2）先测石块的质量再测体积
（3）将实验数据填表
（4）实验完毕要求整理器材
3．引导学生分析实验现象
（1）测量过程中如何减小误差？
（2）写出测量的石块密度的表达式．
问题二：测盐水的密度
1．组织学生制定计划并设计实验方案：
（1）组织学生讨论分析测量盐水的密度与测石块的密度的实验方案一样吗？说出你的方案．
（2）引导全体同学讨论分析下面两种实验方案，你认为哪种好，为什么？
方案一：可以先用天平测一个空烧杯的质量m1，然后将盐水倒入烧杯，测出烧杯和盐水的总质量m2,那么盐水的质量m=m2-m1．将烧杯内盐水倒入量筒内，读出盐水的体积为V．这样水的质量和体积已全部测出来了，二者一除即可得密度．
方案二：可以先用天平测出烧杯和盐水的总质量m1，将烧杯内适量的盐水倒入量筒内，读出盐水的体积为V，然后测剩余盐水和烧杯的质量m2,那么盐水的质量m= m1- m2．这样水的质量和体积已全部测出来了，二者一除即可得密度．
小结：方案二可以减小误差．方案一中的“将烧杯内盐水倒入量筒内，读出盐水的体积为V”因烧杯内的盐水不能全部倒入量筒内，而使所测盐水的体积偏小导致误差过大．
2．引导学生进行分组实验
（1）演示将烧杯内的盐水倒入量筒的方法．
（2）注意测量顺序
（3）将实验数据填表
3．引导学生分析实验现象
（1）测量过程中如何减小误差？
（2）写出盐水密度的表达式．
利用密度公式及其变形公式计算
问题三：一个瓶子的质量为20g，装满水时，用天平测得总质量为120g，若用这个瓶子装密度为1．8×103kg /m3的硫酸最多可装多少kg?
小组同学互相讨论，找出计算质量的方法．要求瓶子最多可以装多少硫酸？硫酸的密度是已知的，只需知道硫酸的体积，而硫酸的体积等于瓶子容积，求出瓶子的容积是关键，根据装满水时水的质量和水的密度求出瓶的容积，就可求出最多能多少千克硫酸了．教师搜集学生学习的信息后，让学生进行展示交流，重点在单位的换算过程及公式变形，必要时教师要板书并讲解计算方法．
知能应用
出示题目，学生讨论、交流，寻找方法．
诊断评价
出示评价试题，学生独立完成，同时根据反馈的情况进行补偿．
教学反思
参考答案：
我会自学
1．kg/m3 g/cm3 kg/m3
2． （1）不变（2）不变 （3）减小 不变 减小（4） 不变 增大 减小
3． 天平 质量 量筒 体积
我能参与
1．（1）CBDEA （2）左 （3）3100 【解析】矿石的质量是62g，矿石的体积是80cm3-60cm3=20cm3， 矿石的密度是
2．（1）b将烧杯内适量的盐水倒入量筒内，读出盐水的体积为V
c．测剩余盐水和烧杯的质量m2,那么盐水的质量m= m1- m2
d． （2）22 1.05
我能解决
例1 20 称物体质量时又重新调节平衡螺母 离开实验室前没有把器材整理好
解析：从甲图可以看出V水=60mL，水和石块的总体积V总=80mL，则V石=60 mL；利用天平测量质量时，在称量时不能调节平衡螺母，实验完成后应该整理好器材．
例2解： 根据水的质量m水=120g-20g=100g=0.1kg和水的密度=1.0×103 kg/m3
求出水的体积为：
则硫酸的体积为V硫酸=V容=V水
m硫酸=ρ硫酸·V硫酸=1．8×103 kg/m3×1×10-4m3 =0．18kg
我会解决
1．A 2．B 3．D
4．（1）A、B、D、E、H （3）a. e. b. c （4）（5）a.f.d
5．解：（1）壶盖的体积即溢出水的体积：
材料的密度：
（2）茶壶的体积：
我能迁移
（1）左 （2）游码 48 （3）1.2 6×106
【解析】稻谷的密度：
稻谷的质量：m=ρV=1200kg/m3×5×103m3=6×106kg