第3节
科学探究：物质的密度
第一课时
密度的计算
★【知识与技能】
1．通过实验探究活动，探究同种物质的质量与体积成正比的关系．
2．知道密度定义公式和单位，理解密度的物理意义，会查密度表．
3.灵活运用密度公式求解物质的密度．
★【过程与方法】
通过形象化的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念.
★【情感、态度与价值观】
建立密度的概念，加深对密度的认识.
★【重点】
1.密度的理解.
2.密度的应用.
★【难点】
建立密度的概念
知识点一
物体质量与体积的关系
★
【合作探究】
演示一
探究物体质量与体积的关系
实验一
取适量纯水，测出其体积和质量，思考并完成下列问题：
（1）实验探究的问题是什么？
答：实验是为了探究同一种物质，它的质量与体积有什么关系.
（2）猜想：同一种物质，它的质量与体积成正比．
（3）设计实验：
①进行实验：用天平测出水和烧杯的总质量
m总，部分倒入量筒内测出其体积V，再用天平测出剩余水和烧杯的总质量，求出质量与体积的比值；按以上方法再测不同体积水的质量和体积然后求出比值．
②画出实验表格；
③以体积V为横坐标，质量m为纵坐标，在方格纸上描点，再把这些点连起来．
2.分别用水、铁块、铜块、铝块作实验样品，分别测出它们的质量和体积，计算其质量与体积的比值，完成实验表格．
观察所作的图像并对比实验数据，可以得出什么结论？
答：（1）同种物质的质量跟体积的比值一定，即质量与体积成正比.（2）不同物质，其质量与体积的比值一般不同．
★
【教师点拨】
1．实验步骤中不能把烧杯中的水全部倒入量筒，否则烧杯有残余的水，所测体积偏小，使所测质量与体积的比值偏大．
2．描坐标点时，选取合适的单位长度可以降低作图难度；在原点的数据是否有意义，会引起画法的不同．
3．相同物质质量与体积的比值相同，不同物质质量与体积的比值一般不同，质量与体积的比值反映了物质的一种特性．
知识点二
密度
★
【自主学习】
阅读课本P94-95,完成以下问题：
1.在物理学中，把由某种物质组成的物体的质量与其体积的比叫做这种物质的密度，定义式是ρ=，其中m表示质量，V表示体积，ρ表示密度.
2.密度的国际单位是千克每立方米，用符号表示是kg/m3，常用的密度单位还有克每立方厘米，符号是g/cm3.
3.1g/cm3=103kg/m3.
★
【合作探究】
1.通过自主学习对密度有了一定的认识，密度的物理意义是什么？
答：表示单位体积是某种物质的质量，如水的密度ρ水=1×103kg/m3，代表的物理含义是：每1m3水的质量为1000kg.
2.理解密度和应用密度公式时，应该注意哪些问题？
答：（1）密度是物质的一种特性.每种物质都有一定的密度，不同物质密度一般不同.物质的密度ρ与物体的质量、体积、形状无关，但密度随温度、压强、状态的改变而改变.（2）公式表示密度在数值上等于物体单位体积的质量.此式是物质密度大小的计算公式，而不是物质密度的决定式.（3）由同种物质组成的物体，体积大的质量大，物体的质量跟它的体积成正比，质量和体积的比是一个定值（即密度不变）.因此，不能认为物质的密度跟质量成正比，跟体积成反比，即当ρ一定时，.（4）由不同物质组成的物体，在体积相同的情况下，密度大的质量大，物体的质量跟它的密度成正比.即当V一定时，.（5）由不同物质组成的物体，在质量相同的情况下，密度大的体积反而小，物体的体积跟它的密度成反比.即当m一定时，.
3.密度公式及变形式的应用：
（1）计算物体密度.
（2）计算质量.
利用公式m=ρV，对于不便直接测量的物体质量，只要知道这个物体是由什么物质组成的，从密度表中查出这种物质的密度，再设法测出其体积，便可计算出这个物体的质量.
（3）计算体积.
对于难于直接测量的物体体积，只要知道这个物体是由什么物质组成的，从密度表中查出这种物质的密度，再设法测出其质量，便可计算出这个物体的体积.
★
【教师点拨】
1．密度的单位是复合单位．
2.不同物质的密度一般不同，平时习惯说“铁比棉花重”是指铁的密度大于棉花的密度，故在相同体积的情况下，铁的质量大于棉花的质量.
3．密度是物质的一种特性，公式ρ＝是密度的定义式，它反映的是密度与质量和体积的比值之间的定量关系，但不能说物质的密度与质量成正比，与体积成反比．
★【跟进训练】
1．一把切菜刀，使用了两年后，没发生改变的物理量是(C)
A．菜刀质量
B．菜刀体积
C．菜刀密度
D．无法判断
2．氧气瓶内装有气态氧，现有一瓶氧气正在使用，氧气瓶内氧气的质量减小，体积不变，氧气的密度减小．
3.一质量为54
g、体积为20
cm3的金属块，它的密度是多少？可能是哪一种金属？当截去5
cm3后，剩下的金属块密度为多少？
解：金属块的密度ρ＝＝＝2.7g/cm3＝2.7×103
kg/m3；可能是金属铝．因为密度是物质本身的一种特性，与物体的质量和体积无关，所以剩下的金属块密度仍为2.7×103
kg/m3.
1.质量与体积的关系
（1）同种物质的质量与体积成正比
（2）同种物质的质量与体积比相等
（3）不同种物质的质量与体积比一般不同
2.密度(ρ)
质量和体积的比值
ρ＝
完成本课对应训练.
教学视频见课件.第3节
科学探究：物质的密度
第2课时
密度的测量
★【知识与技能】
通过动手实验来掌握测密度的方法.
★【过程与方法】
通过形象化的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念.
★【情感、态度与价值观】
1.建立密度的概念，加深对密度的认识.
2.培养学生严谨的科学态度，实事求是的科学作风.
3.通过了解密度知识与社会生活的联系，促进科学技术与社会紧密结合，使科学技术应用于社会、服务社会.
★【重点】
液体密度的测量.
★【难点】
固体密度的测量.
知识点一
固体密度的测量
★
【合作探究】
演示一
测量矿石的密度
1.实验器材：天平、砝码、量筒、水、细线、待测矿石.
2.方法步骤
①天平调节平衡；
②用天平称出矿石的质量为m；
③向量筒内倒入一定量的水，记录水的体积为V1；
④将矿石用细线系住全部浸没在水中，记录水和矿石的总体积为V2；
⑤矿石的密度ρ=m/(V2-V1)；
⑥整理实验器材.
注意：对于形状不规则的固体，因用刻度尺根本无法测出其体积.这时只能用量筒利用排水法进行测量.轻轻放入水中，读出此时读数.
知识拓展
探究怎样用量筒测量密度小于水的不规则固体的体积.
①压入法:用一根细而长的铁丝将蜡块压入水中.蜡块投进量筒和压入水中后量筒中水面所对的刻度的差值就是蜡块的体积.
②沉锤法:用细线将一个钩码系在蜡块下面,用细线吊着蜡块和钩码放入量筒,钩码先浸没在水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V1,然后钩码和蜡块一起浸入水中,记下此时量筒中水面所对应的刻度值V2,V2与V1的差值就是蜡块的体积.
★
【教师点拨】
1.测量不规则固体密度的步骤是：一测质量，二测体积，三计算.
2.测量形状不规则的固体的密度时应先测质量后测体积，若先测量体积，则会由于固体表面有水，使得测出的质量大于实际质量，造成计算出的密度偏大.
★【跟进训练】
如图所示，小军用托盘天平和量筒测量一小石块的密度，甲是调节天平前分度盘指针位置的情形，乙是天平调平后测量石块质量时天平右盘中砝码和游码的情形，丙是测量石块体积的情形.下列说法正确的是（ C ）
A．测量前应将天平的平衡螺母向右调
B．石块的质量是52.2g
C．石块的体积是20cm3
D．石块的密度是2.61g/cm3
知识点二
液体密度的测量
★
【合作探究】
演示二
用天平和量筒如何测量盐水密度？
答：方案一：(1)实验器材：天平、量筒、烧杯、足量盐水.
(2)原理是：ρ=m/V
.
(3)方法步骤：
①用天平测烧杯和适量盐水的总质量m1；②把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，读出量筒内盐水体积V；③称出烧杯和剩余盐水的总质量m2；④计算出量筒内盐水的质量m=m1-m2；⑤求出盐水的密度ρ=(m1-m2)/V.
方案二：(1)实验器材：天平、量筒、烧杯、足量盐水.
(2)原理是：ρ=m/V
.
(3)方法步骤：
①在量筒内倒入适量的被测液体，读出体积为V；②取一空烧杯，并用天平测量空烧杯的质量为m1；③将量筒内的液体全部倒入烧杯内，并用天平测量烧杯和液体的总质量m2；④根据密度公式计算出液体的密度.
★
【教师点拨】
1.测量时尽量通过合理的实验顺序来减小实验数据的误差.方案二的测量比方案一的测量误差大.
2.测量液体密度的主要步骤：
★【跟进训练】
1.某同学用天平和量筒测某液体的密度，并用得到的数据绘成如图所示图象，量筒的质量和液体的密度分别是（
A ）
A．30g?
0.8g/cm3
B.75g?
lg/cm3
C．75g
0.8g/cm3
D．30g
lg/cm3
2.小明同学为了测量“天立”陈醋的密度，进行以下实验：
（1）把天平放在水平桌面，将游码移至标尺的零刻度处，然后调节
平衡螺母，使天平横粱平衡.
（2）接下来进行以下操作：
A．用天平测量空烧杯质量m0；
B．用天平测量烧杯和剩余陈醋的总质量m1；
C．将烧杯中的一部分陈醋倒入量筒，测出这部分陈醋的体积V，
D．将待测陈醋倒入烧杯中，用天平测出烧杯和陈醋的总质量m2
小明同学想出了两种方法测量，操作误差小的方法正确顺序是
DCB（填字母序号）.
（3）由图可得陈醋的体积为
40cm3，陈醋的密度是
1.125×103kg/m3.
（4）如果用误差较大的另一种方法计算密度，其测量密度值比真实值偏
大.
完成本课对应训练.
教学视频见课件.
