6.2 物质的密度 教案

第二节　物质的密度
知识与能力
1．理解密度的物理意义。
2．知道密度公式，能用公式进行计算，能用密度知识解决简单的实际问题。
3．知道密度单位的写法、读法及换算。
过程与方法
1．经历密度概念的建立过程，学习建立科学概念的思维方法。
2．熟悉量筒的使用方法。
情感、态度与价值观
1．通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展。
2．通过量筒、天平使用的技能训练，培养学生严谨的科学态度与协作精神。
重点：理解密度的物理意义；知道密度公式，能用公式进行计算。
难点：对“密度是物质本身所具有的特性”的认识，以及密度单位的写法。
一、导入新课
多媒体投影：2008年北京奥运会自行车比赛用的赛车是用轻质材料制成的，这样可使赛车轻巧灵活，电影中的房屋倒塌压在演员身上，也不会对演员造成伤害等例子。让学生认识到这些都是用一种很轻的特殊材料制成的。如果你是设计师，在设计制造汽车赛车时，你会选择什么样的材料？你为什么选择这样的材料？
说明：通过现实生活中的例子，使学生认识到奥运会自行车比赛的赛车与家中的自行车不同，并认识到电影道具由于轻而不会伤害人，就好比魔术揭秘一样，引起学生的注意，激发学生的进一步探究兴趣。
教师：我们周围有很多物质，如铁块、木块、铜、铝、棉花、泡沫等，生活中我们常说“铁比木头重”、“铁比棉花重”等，这种说法科学吗？
通过讨论一部分学生仍坚持认为铁比木重。
教师出示小刀和大木块，问：哪个质量大？
学生一致回答：木块比小刀质量大。
教师：小刀是铁制的，木块是木制的，显然与我们常说的“铁比木头重”相矛盾，这是怎么回事呢？这节课我们就来研究这个问题。
说明：通过师生对话，使学生的回答前后自相矛盾，引起学生认知上的冲突，为下面提出问题作好铺垫。
二、进行新课。
1．认识密度
“密度”是初中物理的重要内容之一，它在今后学习液体压强、浮力以及高中气态方程等方面都有广泛的应用。同时，“密度”对于初二学生来说，又是一个比较抽象、比较难懂的概念。初二学生由于对此概念弄不清楚，影响了以后有关内容的学习。为了使学生更好地理解密度概念，教材设计了对密度概念建立过程的实验探究，使学生经历“密度”的概念的建立过程。
课堂上，让学生观察两个(一个是铝制的，一个是不锈钢制的)大小、形状一样的勺子。或者观察两杯体积相同的不同液体的质量。很多学生会像小聪一样，提出猜想：体积相同的不同物质可能质量不同。并进一步思考，这里包含有什么道理呢？
(2)制定计划，进行探究
收集日常生活中体积不相同的不同物质比较容易，所以小聪制定了收集生活中的一些小物品，进行探究。
在制定计划时，需要教师引导。首先让学生思考：铁块和木头谁重？怎么比较铁块和木头谁重？由此引导学生得到用天平、刻度尺和量筒测量这些小物品的质量和体积，然后计算1cm3物体的质量的设计方案。
然后让学生分成几个小组，进行探究。对于小物体的体积，学会使用量筒是学生继续探究的前提。可以组织学生阅读课本117页，学习量筒的使用方法。
(3)分析论证，得出结论
每个小组的测量结果数据量少，总结不出规律。必需汇总各小组数据，填入课本118页表中，才能显示出规律性的结论：1立方厘米质量相同的物体都是由相同的材料组成的。
对这个结论，教师要引导学生思考：“1cm3物体的质量”有什么意义？应使学生悟出“1cm3物体的质量”可以区别不同的物质，并进一步认识到这是一个描述物质特性的物理量，由此给出密度的概念。
根据密度的定义，可以推知密度的公式ρ＝m/V。
对于教学的实施过程，需要有以下几点说明。
(1) 密度的公式：密度＝质量/体积(ρ＝m/V)
这个公式的得出实际上是利用了密度的概念和相应的运算法则，也就是要求出单位体积的质量应当用除法，所以同学们对物理知识的学习，尤其是一些物理公式，一定不要死记硬背，要学会运用数学方法研究物理问题。
建立正确的物理模型，明确同种物质密度跟质量不成正比，跟体积不成反比的结论。密度是物质的特性，对同一种物质来说，在一定条件下， 密度是一个常数。密度表示的是单位体积的某种物质的质量，例如铝的密度是2.7×103 kg/m3，它的意义是1立方米的铝的质量是2.7×103 kg。
可见物质的密度是用物质的质量和它的体积的比值求出的，而不是由它质量的多少或它体积的大小所决定的。因此不能说物质的密度跟它的质量成正比，跟它的体积成反比。例如一块铝切去一半，剩下一半的密度是否发生了变化呢？没有，因为当这块铝切去一半时，体积变为原来的二分之一，质量也变为原来的二分之一，但m/V的值即ρ并没有发生变化．
(2)密度是反映物质特性的物理量，物质的特性是指物质本身具有的而又能相互区别的一种性质。密度描述的是：各种物质在体积相同的条件下，所含的质量不相等的特性。各种物质都有一定的密度，不同物质的密度一般不同。物质的密度与该物质组成的物体的质量、体积、形状、运动状态无关。由于物体在温度发生变化时，体积会发生变化(即物体有热胀冷缩的性质)，而质量不变，则物体的密度要随温度的改变而改变，在物质发生物态变化时(例如水结成冰)密度一般有变化．例如一块铁，它的温度升高了，体积会膨胀，但是质量没变，这样根据ρ＝m/V，公式中分子不变，分母变大，分数值应当变小，所以密度会变小。
上边这些变化有时比较小，比如铁块温度升高。在温度变化不太大的情况下，可以不考虑密度的变化，但有些变化较大就必须强调条件，比如气体的密度，在密度表中就限定了条件，是0℃及1个标准大气压下。正是由于这样，我们说密度是物质的特性，并不是说物质的密度是永远不变的，它还是随外界条件的改变而要发生变化的。前面我们讲的质量是物体的属性，属性是不随外界条件的改变而改变的，质量与形状、状态、位置无关。各种物质都有一定的密度，指的是在一定温度和状态下。今后我们讨论的问题，大多是温度变化不大的情况，可以把密度视为定值。
(3)密度的单位是由质量单位千克和体积单位立方米组成，属复合单位。这是教学的难点，有必要特殊强调一下，帮助学生理解和掌握。 对一些常见物质的密度，学生要了解，会查密度表中的密度值。另外教师可再补充介绍一些生活中常见的密度值，宇宙中某些恒星的密度等，同时介绍英国物理学家瑞利发现氩气从而获诺贝尔物理奖的科学史，激发学生的兴趣和求知欲望，并不断探索。
2．密度的应用
在生活和生产中密度的应用很广，我们可以根据密度的大小鉴别物质，通过测定密度，发现新材料，估测矿山、油田的储量等。
第二节　物质的密度
1．认识密度
(1)质量与体积的关系
同种物质质量与体积成正比。
不同物质质量与体积的比值不同。
2．密度
(1)定义：单位体积某种物质的质量叫做这种物质的密度。
(2)公式：ρ＝。
(3)单位：kg/m3，g/cm3，1g/cm3＝1×103kg/m3。
2．密度的应用
(1)根据密度鉴别物质。
(2)可以根据密度来选择材料。
(3)可以发现新物质。
本节课是在探究的基础上构建密度的概念。学生的探究活动能够有序进行，与这两个教学环节有关：
(1)引入时情境的创设，通过多媒体及教师的设疑，引起学生的兴趣，使学生产生认识上的冲突。
(2)在提出问题这个探究环境中，在师生交流讨论的基础上把探究物质的质量与体积的关系进一步细化为：①同种物质质量与体积的关系如何？②不同物质质量与体积的关系如何？以这两个问题，使学生的探究活动目的明确、思路清晰。