第六章 第3节 测量物质的密度—2020秋人教版八年级物理上册教案

第3节
测量物质的密度
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．通过在测量固体和液体密度过程中，产生误差的角度进行评估，培养学生严谨的科学态度。
教学重、难点
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：测量不规则固体的密度。
新课学习
一、引入新课
故事引入：前几天，邻居王大妈在路边捡了一条金灿灿的项链，她不知道这条项链是不是金的，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。
二、新课学习
（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.课本第117页图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，两次的差就是项链的体积。
老师引导学生分析：上面的步骤能测出项链的体积。但是，有几个问题还需要仔细思考：
1.要把项链从量筒中取出，最好先在项链上拴好细线。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，二是减小误差。
2.向量筒中倒水时，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.对于以上的三个问题，应怎样改进实验步骤？
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。
（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．在量筒中加入适量的水，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的密度，并把数据记录在下面的表格中。
小石块质量m（g）
量筒中水的体积V1（cm3）
放入小石块后的总体积V2（
cm3）
小石块体积V（cm3）
小石块密度ρ（g/cm3）
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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.用天平称出石蜡的质量m；
2.在量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1；
3.把石蜡放入量筒中，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，求出石蜡的密度。
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、细线、金属块、石蜡。
步骤：1.用天平称出石蜡的质量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。
（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.将盐水倒入烧杯，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评估：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？
对于上述因素，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）
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三、课堂小结
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。