測量液體和固體的密度【教學(xué)目標】物理觀念維度，學(xué)生要掌握密度概念，理解密度公式ρ=m/V，明確通過測量質(zhì)量和體積能算出物質(zhì)密度。借助生活中鑒別鉆石真?zhèn)?、鹽水選種等實例，深化對密度應(yīng)用的認知。科學(xué)思維層面，通過實驗設(shè)計與操作，學(xué)生學(xué)會利用公式間接測量物理量，體會等量替代等科學(xué)方法。在測量不規(guī)則固體體積時，采用排水法，用排開液體體積等效固體體積，提升邏輯思維與問題分析能力。科學(xué)探究上，學(xué)生需進一步熟悉天平、量筒等儀器的使用，自主設(shè)計實驗步驟、記錄數(shù)據(jù)并處理，完成液體和固體密度測量。例在測量鹽水密度時，討論不同實驗方案（先測總質(zhì)量再倒出部分測剩余質(zhì)量，或先測空燒杯質(zhì)量等），對比誤差，選擇最優(yōu)方案，提高實驗操作與探究能力?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任方面，強調(diào)實記錄數(shù)據(jù)，培養(yǎng)嚴謹科學(xué)態(tài)度。學(xué)生在小組合作中，認識到交流與合作的重要性，增強團隊協(xié)作意識。【教學(xué)重難點】該部分重點在于掌握用天平和量筒測量液體、固體密度的實驗方法，包括量筒的正確讀數(shù)等操作。難點是實驗原理的透徹理解、實驗方案設(shè)計及實驗誤差分析與控制。像測量液體密度時，何減少液體殘留導(dǎo)致的誤差；測量固體密度時，先測質(zhì)量還是體積能減小誤差等，都是需要學(xué)生深入思考與攻克的要點?！窘虒W(xué)過程】一、導(dǎo)入新課教師：同學(xué)們，在日常生活中，我們經(jīng)常會接觸到各種各樣的物質(zhì)，比如水、鐵塊、木塊等。大家有沒有想過，這些物質(zhì)除了顏色、形狀等外觀特征不同之外，還有什么本質(zhì)的區(qū)別呢？學(xué)生：（可能回答）它們的重量不同、有的輕有的重。教師：沒錯，不同的物質(zhì)重量可能不同，但僅僅用重量來描述物質(zhì)還不夠全面。其實，每一種物質(zhì)都有自己獨特的一種性質(zhì)，叫做密度。密度是物質(zhì)的一種重要特性，它反映了物質(zhì)在單位體積內(nèi)所含質(zhì)量的多少。那么，我們?nèi)绾蝸頊y量物質(zhì)的密度呢？今天，我們就一起來學(xué)習(xí)測量液體和固體的密度。設(shè)計意圖：通過生活實例引入新課，引發(fā)學(xué)生的思考，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時自然過渡到本節(jié)課的主題——測量液體和固體的密度。二、新課教學(xué)（一）密度的概念回顧教師：在正式測量之前，我們先來回顧一下密度的概念。密度的計算公式是什么？學(xué)生：（齊聲回答）ρ=m/V，其中ρ表示密度，m表示質(zhì)量，V表示體積。教師：非常好。密度的單位有哪些呢？學(xué)生：（可能回答）千克每立方米（kg/m3）、克每立方厘米（g/cm3）。教師：對，這兩個單位是比較常用的。并且，1g/cm3=1×103kg/m3。大家要牢記這些單位換算關(guān)系。設(shè)計意圖：回顧密度的概念和單位，為后續(xù)測量密度做好知識鋪墊，強化學(xué)生對密度基礎(chǔ)知識的理解和記憶。（二）測量固體的密度1.實驗原理教師：我們測量固體密度的原理就是密度的計算公式ρ=m/V。所以，要測量固體的密度，我們需要測量出固體的質(zhì)量和體積。設(shè)計意圖：明確實驗原理，讓學(xué)生清楚知道測量固體密度的理論依據(jù)，為后續(xù)實驗步驟的講解奠定基礎(chǔ)。2.實驗器材教師：測量固體質(zhì)量我們用什么工具呢？學(xué)生：（齊聲回答）天平。教師：對，天平可以準確測量物體的質(zhì)量。那么，測量固體體積呢？對于一些形狀規(guī)則的固體，我們可以用刻度尺測量它的長、寬、高，然后根據(jù)體積公式計算出體積；但對于一些形狀不規(guī)則的固體，比如小石塊，我們該怎么辦呢？學(xué)生：（可能回答）可以用量筒，通過排水法來測量體積。教師：非常棒！所以，測量固體密度的實驗器材有天平、量筒、水、細線、小石塊（或其他形狀不規(guī)則的固體）。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生思考實驗器材的選擇，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和對實驗器材的認識。3.實驗步驟教師：下面我們來詳細講解一下實驗步驟。步驟一：用天平測量固體的質(zhì)量m（教師演示天平的使用方法，強調(diào)調(diào)節(jié)天平平衡、正確放置物體和砝碼、讀數(shù)等注意事項）設(shè)計意圖：通過教師演示，讓學(xué)生掌握天平的正確使用方法，確保測量質(zhì)量的準確性。步驟二：向量筒中倒入適量的水，記錄水的體積V?教師：什么是“適量”的水呢？就是既要能浸沒固體，又不能超過量筒的量程。大家想一想，如果水太少或太多會有什么影響？學(xué)生：（可能回答）水太少，固體浸沒后水會溢出；水太多，放入固體后總體積可能會超過量筒的量程，無法準確讀數(shù)。教師：非常正確。所以，我們要合理控制水的量。記錄此時水的體積V?。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生理解“適量”的含義，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。步驟三：用細線拴住固體，輕輕放入量筒中，使其浸沒在水中，記錄此時水和固體的總體積V?教師：注意要輕輕放入固體，避免濺出水。同時，要確保固體完全浸沒在水中。記錄總體積V?。設(shè)計意圖：強調(diào)實驗操作的規(guī)范性，保證測量體積的準確性。步驟四：計算固體的體積V=V?V?教師：根據(jù)排水法的原理，固體的體積就等于它排開水的體積，即V=V?V?。設(shè)計意圖：讓學(xué)生理解排水法測量體積的原理，掌握計算固體體積的方法。步驟五：根據(jù)密度公式ρ=m/V，計算固體的密度ρ教師：將測量得到的質(zhì)量m和體積V代入密度公式，就可以計算出固體的密度ρ。設(shè)計意圖：讓學(xué)生運用密度公式進行計算，鞏固所學(xué)知識。4.實驗數(shù)據(jù)記錄與處理教師：下面我們來設(shè)計一個實驗數(shù)據(jù)記錄表格。物理量質(zhì)量m（g）水的體積V?（cm3）水和固體的總體積V?（cm3）固體體積V（cm3）固體密度ρ（g/cm3）測量值教師：大家按照表格記錄實驗數(shù)據(jù)，并進行計算。在計算過程中，要注意單位的統(tǒng)一。設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗表格、記錄和處理數(shù)據(jù)的能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。5.誤差分析教師：在實驗過程中，可能會產(chǎn)生一些誤差。大家想一想，哪些因素會導(dǎo)致測量結(jié)果不準確呢？學(xué)生：（可能回答）天平測量質(zhì)量時，砝碼生銹或磨損；量筒讀數(shù)時，視線沒有與凹液面底部相平；固體表面沾有水，導(dǎo)致測量的體積偏大等。教師：非常好。我們要盡量減小這些誤差，提高測量的準確性。比如，使用天平前要檢查砝碼是否準確；量筒讀數(shù)時要注意視線與凹液面底部相平；用細線拴住固體后，要輕輕擦干表面的水再放入量筒中等。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生分析實驗誤差，培養(yǎng)學(xué)生的實驗分析能力和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。（三）測量液體的密度1.實驗原理教師：測量液體密度的原理同樣是ρ=m/V。我們需要測量出液體的質(zhì)量和體積。設(shè)計意圖：明確測量液體密度的原理，與測量固體密度的原理進行對比，加深學(xué)生對密度測量原理的理解。2.實驗器材教師：測量液體質(zhì)量我們用什么工具呢？學(xué)生：（齊聲回答）天平、燒杯。教師：對，我們可以先測量燒杯的質(zhì)量m?，再測量燒杯和液體的總質(zhì)量m?，那么液體的質(zhì)量m=m?m?。測量液體體積我們用什么工具呢？學(xué)生：（齊聲回答）量筒。教師：所以，測量液體密度的實驗器材有天平、燒杯、量筒、待測液體。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生思考測量液體密度所需的器材，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和對實驗器材的認識。3.實驗步驟教師：下面我們來講解測量液體密度的實驗步驟。步驟一：用天平測量燒杯的質(zhì)量m?（教師再次強調(diào)天平的使用方法）設(shè)計意圖：鞏固天平的使用方法，確保測量燒杯質(zhì)量的準確性。步驟二：將適量的待測液體倒入燒杯中，用天平測量燒杯和液體的總質(zhì)量m?教師：注意在倒入液體時，要避免液體灑出。記錄總質(zhì)量m?。設(shè)計意圖：強調(diào)實驗操作的規(guī)范性，保證測量總質(zhì)量的準確性。步驟三：將燒杯中的部分液體倒入量筒中，記錄量筒中液體的體積V教師：在倒液體時，要注意量筒要放在水平桌面上，讀數(shù)時視線要與凹液面底部相平。記錄體積V。設(shè)計意圖：讓學(xué)生掌握量筒的正確使用方法，確保測量體積的準確性。步驟四：計算液體的質(zhì)量m=m?m?教師：用總質(zhì)量減去燒杯的質(zhì)量，就可以得到液體的質(zhì)量。設(shè)計意圖：讓學(xué)生理解計算液體質(zhì)量的方法。步驟五：根據(jù)密度公式ρ=m/V，計算液體的密度ρ教師：將測量得到的質(zhì)量m和體積V代入密度公式，計算出液體的密度ρ。設(shè)計意圖：讓學(xué)生運用密度公式進行計算，鞏固所學(xué)知識。4.實驗數(shù)據(jù)記錄與處理教師：我們同樣設(shè)計一個實驗數(shù)據(jù)記錄表格。物理量燒杯質(zhì)量m?（g）燒杯和液體總質(zhì)量m?（g）液體質(zhì)量m（g）液體體積V（cm3）液體密度ρ（g/cm3）測量值教師：大家按照表格記錄實驗數(shù)據(jù)，并進行計算。設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗表格、記錄和處理數(shù)據(jù)的能力。5.誤差分析教師：測量液體密度時，也會產(chǎn)生一些誤差。大家想一想，可能有哪些因素會導(dǎo)致測量結(jié)果不準確呢？學(xué)生：（可能回答）燒杯中的液體沒有全部倒入量筒中，導(dǎo)致測量的體積偏小；量筒讀數(shù)時視線不準確等。教師：非常好。我們要注意這些問題，盡量減小誤差。比如，在將液體從燒杯倒入量筒時，要用玻璃棒引流，確保液體全部倒入；量筒讀數(shù)時要注意視線與凹液面底部相平。設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生分析實驗誤差，培養(yǎng)學(xué)生的實驗分析能力和嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。三、課堂小結(jié)教師：今天，我們學(xué)習(xí)了測量液體和固體的密度。大家回顧一下，我們主要學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？學(xué)生：（可能回答）我們學(xué)習(xí)了測量固體和液體密度的原理都是ρ=m/V；測量固體密度時，用天平測量質(zhì)量，用量筒通過排水法測量體積；測量液體密度時，用天平測量燒杯和液體的總質(zhì)量以及燒杯的質(zhì)量，得到液體的質(zhì)量，用量筒測量液體的體積；還學(xué)習(xí)了實驗數(shù)據(jù)的記錄和處理方法，以及誤差分析。教師：非常好，大家都掌握得不錯。通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們不僅學(xué)會了測量物質(zhì)密度的方法，還培養(yǎng)了實驗操作能力和科學(xué)分析能力。設(shè)計意圖：通過課堂小結(jié)，幫助學(xué)生梳理本節(jié)課的重點知識，加深對所學(xué)內(nèi)容的理解和記憶。四、習(xí)題鞏固習(xí)題1：某同學(xué)用天平測量一塊不規(guī)則的鐵塊的質(zhì)量，天平平衡時，右盤中的砝碼有50g、20g、10g各一個，游碼的示數(shù)為2.4g，則鐵塊的質(zhì)量為多少？答案：82.4g解析：物體的質(zhì)量等于砝碼的總質(zhì)量加上游碼的示數(shù)，即m=50g+20g+10g+2.4g=82.4g。習(xí)題2：在測量小石塊的密度實驗中，某同學(xué)的實驗步驟如下：

a.用天平稱出石塊的質(zhì)量m；

b.將量筒內(nèi)倒入適量的水，記錄水的體積V?；

c.用細線拴住石塊，浸沒在量筒內(nèi)的水中，記錄此時水和石塊的總體積V?；

d.根據(jù)公式ρ=m/(V?V?)，計算石塊的密度ρ。

（1）合理的實驗步驟順序是______（填字母）。

（2）在實驗中，如果石塊表面沾有水，會導(dǎo)致測量結(jié)果______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。答案：（1）abcd；（2）偏大解析：（1）測量固體密度的正確步驟是先測量質(zhì)量，再測量體積，最后計算密度，所以合理的實驗步驟順序是abcd。（2）如果石塊表面沾有水，會導(dǎo)致測量的總體積V?偏大，根據(jù)ρ=m/(V?V?)可知，計算出的密度ρ會偏大。習(xí)題3：小明用天平、量筒和水等器材測干燥軟木塞（具有吸水性）的密度時，進行了下列操作：

①用調(diào)好的天平測出軟木塞的質(zhì)量m?；

②將適量的水倒入量筒中，讀出水面對應(yīng)的示數(shù)V?；

③用細鐵絲將軟木塞浸沒在裝有水的量筒中，過段時間后，讀出水面對應(yīng)的示數(shù)V?；

④將軟木塞從量筒中取出，直接用調(diào)好的天平測出其質(zhì)量m?。

（1）指出小明操作中的不規(guī)范之處：。

（2）對具有吸水性物質(zhì)的體積測量提出一種改進方法：。答案：（1）將潮濕的軟木塞直接放在天平上稱量；（2）將吸水性物質(zhì)放入水中，吸足水后，再放入裝有水的量筒中測出體積解析：（1）用天平時，潮濕的物品和有腐蝕性藥品不能直接放到天平的托盤上，應(yīng)在