1、6.3测量物质的密度教学设计【教材分析】本节内容是学生在学习了质量和密度的概念以及密度计算公式后进行，具体包括量筒的使用、测量固体的密度和液体的密度这些知识。让学生掌握利用密度公式间接测量物质的密度的方法，培养学生实验操作能力，本节课起到了巩固前面所学内容的作用，是密度知识在生活中应用的体现，也有助于以后压强、浮力知识的学习。测量物质的密度是初中阶段的一个重要实验，对培养学生的实验能力有重要作用。在这个实验中，要求学生在前面学习质量、密度概念的基础上，进一步熟悉天平的使用，并学会量筒的使用方法，不规则物体体积的测量。学会利用物理公式间接地测定某个物理量的方法。在实验过程中规范操作步骤，培养严谨
2、的科学态度。要能理解实验原理、注意实验仪器的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集、根据数据得出结果以及对实验结果误差的评估，理解其他测量密度的拓展性实验方法。这些对学生实验能力的培养是十分重要的。【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）情感态度与价值观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.通过对测量固体和液体密度过程中，从产生误
3、差的角度对实验进行评估，培养学生严谨的科学态度。教学重点：（1）学会用天平测质量，用量筒测体积；（2）学会用密度公式间接测量物质的密度。教学难点：实验中误差分析，测量密度的特殊方法。【教学策略】在学本节课之前，学生对质量有了初步的认识，学习了测量质量的工具天平的使用方法，对密度概念与计算公式已有所了解。因为已经熟练掌握了温度计的读数方法，可以直接通过观察结构得出用量筒测液体体积的方法，学生观察思考就能操作，重点是引导学生观察水面的形状，水面是凹形的，读数时视线要以凹形液面的最低处相平。对于测量固体和液体的密度，同学们也能设计出大致方案，但在该实验中如何减小实验误差、制定最佳测量方案，学生不是很
4、容易注意到，所以教学时要注重引导学生对实验结果从产生误差的角度进行评估。实际进行测量固体或液体密度实验时，可以让学生自主设计实验步骤，教师可以利用画简图的方法，把设计方案画出了，先不作评价，然后引导学生分析哪一步骤会造成物理量增大或减小，从而得出最佳方案。本实验属于测量性实验，但是由于考虑到物体沾水后就不能再进行测量质量，所以实验一般情况下只做一次。对于测量固体的密度实验中，固体体积的测量方法很多，那么针对这些拓展性的方法，可以选择在习题中进行讲解，但是在讲解每一种方法时，需要为学生总结方法。液体密度的测量，拓展范围不宽。【思维导航】【器材准备】天平、砝码、量筒、小石块、盐水等。新课过程新课引
5、入知识点一：量筒的使用请学生观察实验台上的量筒，如图1所示，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）如图2所示，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？总结归纳（1）量筒的作用：测量体积。（2）量筒上的标度：单位：量筒上标度单位一般是毫升（ml）；分度值：量筒上相邻两条刻度线之间的体积；最大测量值：量筒上最上面的刻度值。（3）量筒的使用：读数时，量筒要放在水平台上，视线要与液面（凹液面）相平，若
6、液面（例如水面）为凹形，视线应与凹液面的最低处相平。 图1 图2 （4）形状不规则的固体体积测量方法：（排水法）对于形状不规则的固体，因用刻度尺无法测出其体积。这时只能用量筒利用排水法进行测量，如图3所示。具体方法是：先在量筒中倒入适量的水，读出水面所对刻度V1，再将被测物体轻轻放入水中，读出此时读数V2，石块的体积VV2-V1。说明：有关量筒的应用。第一，用于测量液体的体积，那么直接读出对应的数值，单位为ml。第二，用于测量不规则固体的体积，这时候采用的是排水法进行测量。知识点二：测量固体的密度1.实验原理：2.实验器材：天平、量筒、水、烧杯、小石块（密度大于水，且不溶于水）；3.实验步骤测
7、质量：先用天平测出固体物块的质量；测体积：用烧杯将适量的水倒入量筒内，正确读出水的体积V1；将待测小石块用细线拴住，轻轻地浸没于量筒内的水中；正确读出水面上升后的总体积V2；被测小石块的体积：V=V2-V1；计算密度：计算出石块的密度为：4.误差分析：若本实验中，先测量石块体积，再测量质量，由于小石块上沾有水，所以会导致质量测量值偏大，体积不变，密度测量值偏大。拓展实验一：若石块体积较大，不能放入量筒中，那么如何测量石块的体积？从而测出物体的密度？（补水法）方法一：若固体体积较大，放不进量筒中，那么就采用另外一种方式：先将固体放入烧杯中，将液面作标记，再将石块取出，用量筒中的已知体积的水补充烧
8、杯中所下降的体积，通过测量量筒中水的体积减少量来间接测出石块的体积。拓展实验二：溢水法测固体的体积，从而测出体积。溢水法。测量实心固体的体积，不能直接放入量筒中进行测量。使其浸没水中，排开一部分水，排开水的体积就是固体的体积。在烧杯中装满水，在烧杯口下放以小烧杯，将固体放入大烧杯中，溢出液体在小烧杯中，测出小烧杯中水的体积，即为固体体积。通过测量，因此要求排开水的质量。如图所示：由于得到；知识点三：测量液体的密度（剩余法）1.实验原理：2.实验器材：量筒、天平、烧杯、盐水；3.实验步骤：在烧杯中倒入适量的待测盐水，用天平测量烧杯和盐水的总质量；将烧杯中的部分盐水倒入量筒中，用天平测量烧杯和剩余
9、盐水的总质量m2，记录倒入量筒中的盐水的体积为；则盐水密度的表达式：说明：此方法从误差分析角度来说合理性在于满足“同一性”：即质量、体积都是针对同一部分液体而言的，相反，其他实验方法中不合理的原因也是不满足“同一性”这个条件。4.误差分析 本实验哪些地方会出现误差？先测质量，再测体积。烧杯中液体不能全部倒入量筒，有残留（挂壁现象），测量体积偏小，则密度偏大。先测体积，再测质量。量筒中液体不能全部倒入烧杯，有残留（挂壁现象），测量质量偏小，则密度偏小。拓展五量筒不可用（等体积法）解读：核心思想是等体积，即借助水的密度为已知条件，在同一烧杯中装满水和其他液体时，满足：，m1为水和烧杯的总质量，m2
10、为其他液体和烧杯的总质量。因此有：，即：。实验步骤：测出空烧杯质量为m0；将烧杯装满水，测出水和烧杯总质量为m1；将烧杯中的水倒干净，擦干烧杯；将烧杯中装满其他液体，测出烧杯和液体的总质量为m2；得到液体密度的表达式：三、课堂练习1利用天平和量筒测量密度比水小的塑料块的密度，采用下列步骤，其中多余的步骤是（）A用天平测量出塑料块的质量B取一小块铁块，用天平测出它的质量C将铁块浸入盛有水的量筒中，记下水面的高度D把铁块和塑料块系在一起再放入，记下液面的高度差【解析】测量塑料块的密度，要测量塑料块的质量和体积，不用测量下坠铁块的质量，根据上面的分析知，选项B是多余的。故选：B。2小明为了测盐水的密
11、度，制定如下的实验计划：测出空烧杯的质量将烧杯中一部分盐水倒入量筒中测出量筒中盐水的体积根据实验数据计算盐水的密度在烧杯中装入适量盐水，测出它们的总质量测出烧杯和剩余盐水的质量。以上实验步骤安排最合理、误差最小的是（）ABCD【解析】先测空烧杯质量，将液体倒入烧杯测出液体烧杯总质量，再将液体倒入量筒测体积，这种做法因烧杯壁粘液体，测出的体积偏小，算出的密度偏大。因此测盐水等液体密度的实验步骤安排最合理的是：在烧杯中装入适量盐水，测出它们的总质量，将烧杯中一部分盐水倒入量筒中，测出量筒中盐水的体积，测出烧杯和剩余盐水的质量，根据实验数据计算盐水的密度。故选：B。3晓亮同学在做“测量色拉油密度”的
12、实验中，有以下操作：测量出倒完色拉油后烧杯的质量；在烧杯中倒入适量的色拉油，测量出烧杯和色拉油的总质量；将烧杯中的色拉油全部倒入量筒中，测出色拉油的体积；把天平放在水平桌面上，并调节天平平衡；为保证测量的准确性，最佳的操作顺序应是（）ABCD【解析】要测液体的密度，根据密度公式，需测出液体的质量和体积，如果先测量出空烧杯的质量的话，色拉油附着在烧杯上，使得所测体积偏小，质量是全部色拉油的质量，体积偏小，会导致所测密度偏大，因此步骤是：根据测量液体密度的步骤可知，首先将托盘天平放在水平桌面上，调节天平横梁平衡；在烧杯中倒入适量的色拉油，测量出烧杯和色拉油的总质量；烧杯中的色拉油全部全部倒入量筒中
13、，测出色拉油的体积；测量出空烧杯的质量。故合理的顺序是。故选：A。4某同学用托盘天平和量筒测量一小石块的密度，图甲是调节天平时的情形，图乙和图丙分别是测量石块质量和体积时的情形，下列说法错误的是（）A甲图中应将平衡螺母向左调，使横梁平衡B乙图中测石块质量时，天平的读数是44gC由丙图量筒的示数测得石块的体积是20cm3D计算出石块的密度是2.2103kg/m3【解析】A、由图甲知，指针左偏，应将平衡螺母向右调使横梁平衡，A说法错误；B、由图乙知，标尺的分度值为0.2g，石块的质量m20g+20g+4g44g，B说法正确；C、由图丙知，水的体积为60ml，水和石块的总体积为80ml，则石块的体积
14、V80ml60ml20ml20cm3，C说法正确；D、石块的密度2.2g/cm32.2103kg/m3，D说法正确。故选：A。5.为测量某种液体的密度，小明利用天平和量杯测量了液休和量杯的总质量m及液体的体积V，得到几组数据并绘出了m-V图像，如图所示.则量杯质量为_g，该液体的密度为_g/cm3. 【答案】20 1 【解析】根据图像可以看出液体的密度为：=1g/；体积为20的该液体的质量为：，量杯的质量为：6.某辆轿车每行驶100km消耗93号汽油10L，汽油的密度为0.75103kg/m3，则该车行驶100km耗油的质量_kg.汽油具有热胀冷缩的性质，随着气温的上升，汽油密度会_。5月吉林
15、省发改委对省内68月份的汽油价格进行了微调，在每吨汽油的价格不变时，每升汽油的价格会_（选填“上调”或“下调”）。【答案】7.5 变小 下调 【解析】10L=0.01m3汽油的的质量为m=V=0.75103kg/m30.01m3=7.5kg；当温度升高时，汽油的体积变大，质量不变，密度会变小；汽油在出售时都是以体积来计量的，温度升高时，相同体积的汽油质量会变小，所以每升汽油的价格会下调。7.小明想知道酱油的密度，于是他和小华用天平和量筒做了如下实验：（1）将天平放在水平台上，将游码移到零刻度线处时，发现指针指在分度盘的左侧，要使横梁平衡，应将平衡螺母向_（选填“左”或“右”）调；（2）在烧杯中
16、倒入适量的酱油，用天平测出烧杯和酱油的总质量为106g；再将烧杯中的一部分酱油倒入量筒中，测出烧杯和剩余酱油的总质量如图甲所示，量筒中酱油的体积如图乙所示，则酱油的密度为_kg/m3；（3）小华不小心将量筒打碎了，老师说只用天平这一量工具也能粗略测量出酱油的密度。于是小华添加两个完全相同的烧杯和适量的水，设计了如下实验步骤，请你补充完整，并用适当的符号表示相应的物理量。调好天平，用天平测出空烧杯质量为_；将一个烧杯装适量的水，并做标记，_（已知水的密度为水）； ；则酱油的密度表达式=_（用上述步骤中的物理量符号来表示）。【答案】右 1.1103 m0 测出总质量为m1 用另一个空烧杯装酱油至同
17、样标记处，测出烧杯和酱油的总质量m2 【解析】(1)1发现指针指在分度盘的中央零刻度线的左边，说明左侧质量略大，应旋动横梁上的平衡螺母，使之向右移动。(2)2由图甲可知，剩余酱油和烧杯的总质量m2=50g+10g+2g=62g量筒中酱油的质量为m=m1-m2=106g-62g=44g量筒中酱油的体积为V=40mL=40cm3酱油的密度为(3)3调好天平，用天平测出空烧杯质量记为m0。4将一个烧杯装适量的水，并做标记，测出总质量为m1。5已知空烧杯的质量为m0，烧杯和加入水的总质量为m1，所以烧杯中水的质量为m水=m1-m0；根据公式可以求得水的体积为所以这一步的操作是：用另一个空烧杯装酱油至同样标记处，测出烧杯和酱油的总质量m2。6酱油的质量为m酱油=m2-m0烧杯内水的体积等于酱油的体积，则酱油的密度表达式四、课堂小结
