《密度與社會生活》教案教學目標教學目標：知識目標：通過分析實例，理解密度是物質(zhì)的一種性質(zhì)，并能運用密度知識鑒別物質(zhì)。通過學習溫度對密度的影響，知道密度對生產(chǎn)生活的重要作用，能解釋密度與社會生活相關的簡單問題。能力目標：通過觀察實驗，培養(yǎng)學生分析實驗現(xiàn)象的能力；通過對各實驗現(xiàn)象的歸納培養(yǎng)學生從實驗中總結能力規(guī)律的能力和實事求是的科學態(tài)度；通過觀看實驗、視頻，培養(yǎng)學生的分析實驗的能力、培養(yǎng)民族自信。情感目標：通過運用密度知識解決實際問題，讓學生認識理論與實際的密切聯(lián)系，培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的學習方式。體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念。教學重點：利用密度鑒別物質(zhì)；密度與溫度的關系；利用密度知識解釋生活中的問題教學難點：密度與溫度的關系教學過程時間教學環(huán)節(jié)主要師生活動引入利用密度鑒別、區(qū)分物質(zhì)密度與溫度課堂小結+布置作業(yè)【點PPT3】通過前面的學習我們了解了密度的概念，知道了密度是某種物質(zhì)組成的物體，其質(zhì)量與體積之比。密度是物質(zhì)的一種基本性質(zhì)，每種物質(zhì)都有自己的密度。像通過顏色、氣味可以區(qū)分水和酒精、醬油和醋一樣，我們也可以通過測量、比較密度，來區(qū)分和鑒別物質(zhì)?！军cPPT4】體育課上常會用到鉛球，經(jīng)測量可知：鉛球的質(zhì)量是4kg，體積是0.57dm3。它是用鉛制成的嗎？如何鑒別它是不是純鉛的呢？我們可以求出這個鉛球的密度，再與純鉛的密度進行比較。根據(jù)公式ρ=m/V帶入數(shù)據(jù)可以算出這個鉛球的密度為7.0×103kg/m3【點PPT5】通過查閱密度表可知，鉛的密度是11.3×103kg/m3。由于ρ球＜ρ鉛，所以此鉛球不是純鉛制成的，實際上，我們現(xiàn)在常用的鉛球大多是由不銹鋼或者碳鋼合金制成的?！军cPPT6】同學們聽過阿基米德鑒別王冠的故事嗎？國王讓阿基米德在不破壞王冠的前提下鑒別王冠是否為純金阿基米德在洗澡時獲得靈感其實就是利用我們上節(jié)課學習的排液法測出其體積，再與相同體積的純金比較質(zhì)量完成鑒別的，這與我們對鉛球的鑒別，其實原理是一樣的。密度在我們的社會生活中還有很多重要的應用?！军cPPT7】例如對樣品密度等信息的采集可以對其優(yōu)劣進行區(qū)分。牛奶的密度約是1.015~1.040×103kg/m3。在奶中摻水后，每增加10%的水，密度會降低0.003×103kg/m3。因此牛奶的密度是檢驗牛奶優(yōu)劣的常用指標?！军cPPT8】農(nóng)業(yè)上人們也利用密度的知識進行選種。我們通過一個視頻來了解一下。【播放視頻】通過這種方法，農(nóng)民伯伯就能夠確定自己播種的每一顆種子都是飽滿的?！军cPPT9】在工業(yè)上的材料選取中密度知識的應用也很廣泛。例如制造飛機，一架飛機要想安全的飛上天空，那么制造飛機的材料就要有一定的硬度，而且為了盡量減少飛機的質(zhì)量，材料的密度也要比較小。因此，在飛機的制造上，常常采用鋁、鈦合金等高硬度低密度的材料?！军cPPT10】而堅若磐石的機床底座則需要用鋼、聚合混凝土這樣硬度較大，密度也較大的材料?！军cPPT11】隨著人類科學不斷的進步，科學家們又制造出了很多新的材料，例如氣凝膠。【點PPT12播放視頻】氣凝膠是一種密度極低的材料，它的密度約為3kg/m3，我們對比一下空氣的密度，空氣的密度是1.3kg/m3，氣凝膠明明是一種固體，而它的密度已經(jīng)十分接近氣體了，相比之下，在飛機制造中常用到的鋁密度為2.7×103kg/m3，其密度比氣凝膠的密度大了近千倍。氣凝膠不僅密度極低，而且有非常好的隔熱性。用酒精燈給氣凝膠加熱，我們看到氣凝膠并沒有發(fā)生什么變化。將一片易燃的枯樹葉放在氣凝膠上，我們看到漏出于氣凝膠之外的枯樹葉的兩端被燒焦了，可是在氣凝膠上的部分看不出什么變化。再將與沒有氣凝膠的情況做比較，差別就很明顯了。氣凝膠，憑借密度低、隔熱性強等特點，在航空航天領域已經(jīng)擁有了舉足輕重的位置?！军cPPT13】二十世紀開始，各種新材料的出現(xiàn)和廣泛應用，把人類由工業(yè)社會推向信息社會?！军cPPT14】越來越多新材料的出現(xiàn)讓人們的生活有了更多的可能性，對新材料的研究也越來越重要，同學們你對哪種新材料感興趣呢？可以通過課后閱讀了解更多關于新材料的知識。人們利用每種物質(zhì)都有自己的密度這種特征，讓不同的材料在生活中的各個領域大放異彩?！军cPPT15】但從密度表上的這項條件我們可以看出其實同一種物質(zhì)的密度也不是固定不變的，會受到溫度的影響而發(fā)生變化。對于密度的這種變化，人們是如何利用和防止呢？下面我們就一起來了解密度與溫度的關系。【點PPT16】正月十五元宵節(jié)是我國的傳統(tǒng)節(jié)日，在這一天人們會賞花燈、猜燈謎。【點PPT17】而在種類繁多的花燈中，有一種特殊的燈叫做走馬燈。走馬燈不需要人力來推動，點亮后自己就能轉(zhuǎn)動起來?！军cPPT18】在中國科技館也有一件巨大的走馬燈展品，我們一起來看一下?！静シ乓曨l】那么，它們?yōu)槭裁磿D(zhuǎn)動呢？【點PPT19】請同學們和老師一起來做一個實驗?！静シ乓曨l】將一個瓶口套有氣球的燒瓶放入熱水中，觀察氣球的變化，我們看到氣球鼓起，過一會再將其放入冰水中，我們看到氣球變癟同學們都知道物體有熱脹冷縮的性質(zhì)，在我們常見的物質(zhì)中，氣體的熱脹冷縮最為顯著?！军cPPT20】我們再來一起做一個實驗。【播放視頻】點燃酒精燈后，酒精燈上方的原本靜止的風車轉(zhuǎn)動了起來。熄滅酒精燈后風車又停止了轉(zhuǎn)動。請同學們想一想是什么推動了風車？是風。那么風是怎么來的呢？在這個實驗中，手掌上方的空氣受熱膨脹。根據(jù)密度ρ=m/V，可知，一定質(zhì)量的氣體，體積變大，密度變小?？諝庖蚴軣狍w積膨脹，密度變小而上升。熱空氣上升后，冷空氣就從四面八方流過來，從而形成了風。氣體密度與溫度有關，像剛才轉(zhuǎn)動起來的小風車一樣，走馬燈就是被加熱的空氣向上流動形成的風帶動，才能轉(zhuǎn)動起來的。別看走馬燈只是一個玩具，它可是中國古代勞動人民智慧的產(chǎn)物，是現(xiàn)代燃氣輪機的雛形?！军cPPT21】此外，日常生活中也有很多地方利用了這個原理。例如，正月十五有些地方人們還保留著放飛孔明燈的習俗，孔明燈的原理與走馬燈有相似之處，我們一起來了解一下?！军cPPT22播放視頻】孔明燈也叫許愿燈，據(jù)說是三國時期的諸葛孔明發(fā)明的，它的內(nèi)部用竹片扎成圓筒狀，再在外面裹上一層薄紙，開口朝下，孔明燈內(nèi)部用細繩綁著一塊粘有燃料的粗布，點燃燃料，燃燒會使得燈內(nèi)空氣溫度升高，密度變小，熱空氣就帶著燈一起飛起來了。不過要注意的是，孔明燈帶有明火，飛到高空后如遇風向不穩(wěn)或撞到建筑時容易墜落，若落到草叢、加油站等易燃處極易發(fā)火災，后果不堪設想。你的許愿燈可能會成為別人的災難燈，所以為了避免火災很多地方已經(jīng)命令禁止放飛許愿燈了?！军cPPT23】說到火災，我們必須要學習一些自救知識，如遇火災，當我們順著安全通道逃生時，我們應當用沾濕的毛巾或手絹捂住口鼻，并彎腰或匍匐前進。這是為什么呢？那是因為，在發(fā)生火災時，火焰處的熱空氣密度較小，會夾雜著燃燒產(chǎn)生的煙塵往上飄，而干凈的冷空氣密度較大，會處在下方，為了呼吸干凈的空氣，我們就需要彎腰或者匍匐前進了。通過前面的實驗和生活中的實例分析我們了解到了氣體的密度與溫度有關?！军cPPT24】液體的密度也與溫度有關，雖然液體的熱脹冷縮并不像氣體那樣明顯，但我們也可以通過實驗來了解?！军cPPT25播放視頻】在兩個廣口瓶中分別裝滿冷水和熱水。用玻璃板蓋住裝滿熱水的廣口瓶并將其倒扣在裝滿冷水的廣口瓶上。抽走玻璃板，觀察現(xiàn)象，我們看到熱水仍處于冷水上方，熱水與冷水之間的界限較為清晰。如果我們顛倒兩瓶水的位置，會看到什么現(xiàn)象呢。我們觀察到冷水與熱水很快相互混合。由這個實驗可知，熱水的密度比冷水的密度小，液體的密度也會隨著溫度的變化而變化。那么同學們有沒有想過，水密度的變化到了冬天可能會給湖里的魚帶來危險。【點PPT26播放視頻】一般來說，液體的溫度越高密度越小，那么按照這個規(guī)律，在冬天氣溫非常低的時候，靠近湖面的水溫度先降低，密度增大，然后下沉，而底部溫度相對較高的水因為密度較小會上升到水面從而再被降溫，如此往復的話，很快整湖水都將結冰，湖中的魚也將被冰封在其中全部凍死。但是，事實是這樣嗎？【點PPT27】相信一定有同學見過冬天在冰面上釣魚的人，他們會在冰面上打開一個洞，將魚鉤放下，仔細觀察會發(fā)現(xiàn)，冰層下的水并未結冰?！军cPPT28】原來水在0~4℃的體積變化比較特殊，有反常膨脹現(xiàn)象。我們通過一個實驗來了解一下?！静シ乓曨l】用冰塊為裝滿水的長試管降溫，在試管口的橡膠塞上插入溫度計和玻璃管。待試管中的水溫度將到0℃時，標記玻璃管中液面位置。取出玻璃管，將其固定在鐵架臺上，讓試管內(nèi)的水自然升溫，觀察溫度計和玻璃管內(nèi)液面的變化情況。隨著水的溫度逐漸升高，我們觀察到玻璃管內(nèi)的液面開始下降，這說明水的體積在縮小，密度在變大。當溫度超過4℃后，水繼續(xù)升溫，玻璃管內(nèi)的液面開始上升，說明水的體積變大，密度變小。因此4℃的水密度最大?！军cPPT29】正是由于水的這種特性，湖里的魚就得救了。當湖里的水低于4℃時，湖面的水溫繼續(xù)降低，密度會開始變小，因此這些溫度較低的水會一直處于上方。而當最上層的湖水結冰后，冰又像大被子一樣，減慢了湖水與外界的熱量傳遞。這樣，湖底的水就有可能保持4℃的水溫，魚兒仍然可以自由自在的游動。【點PPT30】水是生命之源，魚兒離不開水，人類也離不開水，現(xiàn)代的自來水系統(tǒng)為人們的飲水用水提供了非常大的便利，但我們也要注意保護水管。

【點PPT31】尤其是冬天，如果沒有對水管進行有效的保護就有可能看到像這樣破裂的水管，這是什么原因呢？【點PPT32】從密度表中我們可以看到，冰的密度比水的密度小。水凝固成冰后，質(zhì)量不變、體積增大，就把水管脹裂了。【點PPT33】因此在我國北方常能見到像這樣穿著棉衣的水管，有些地方則直接使用帶有保溫防護層的水管。同學們也要注意，不要把玻璃瓶裝飲料放入冰箱的冷凍室，否則，玻璃瓶也可能會脹裂。【點PPT34】固體的密度也與溫度有關。我們在乘坐普通列車時，常會聽到咣當咣當?shù)穆曇簦瑢嶋H上列車駛過鐵軌間的縫隙發(fā)出的聲音。為什么鐵軌間會有縫隙呢？那時因為鐵軌在溫度升高時體積會膨脹，如果鐵軌之間沒有縫隙，相互擠壓發(fā)生形變會導致列車發(fā)生事故。因此鐵軌間的縫隙是必要的。但是，我們乘坐高鐵時，聽不到這種聲音，也感覺不到由此帶來的震動，這是怎么回事呢。【點PPT35播放視頻】【點PPT36】今天這節(jié)課我們了解到了利用密度知識可以對物質(zhì)種類進行鑒別、可以對生活中或農(nóng)業(yè)上的產(chǎn)品品質(zhì)進行鑒定、還可以對工業(yè)制造的材料選取提供依據(jù)。我們還知道了密度與溫度有關，通過觀察實驗以及聯(lián)系生活實例，我們認識到，氣體密度、液體密度、固體密度都會隨著溫度的變化而變化，這些變化與人們的生活密切相關?！军cPPT37】今天的作業(yè)：1.基礎性作業(yè)：完成“學生資源”中的課后練習。2.閱讀“學生資源”中的拓展材料《對流》，并回答相關問題。課后·知能演練一、基礎鞏固1.四個完全相同的容器,分別盛有質(zhì)量相同的水銀、水、酒精、汽油(ρ水銀>ρ水>ρ酒精>ρ汽油),如圖所示,其中盛酒精的容器是()2.學校營養(yǎng)午餐給學生們發(fā)放了牛奶,牛奶盒如圖所示,某同學想測量牛奶的密度,于是找來天平測出盒中牛奶的質(zhì)量為260g。該同學所測牛奶的密度為()A.1×103kg/m3 B.1.04×103kg/m3C.1.04kg/m3 D.1.04×10-3g/cm33.甲、乙兩個物體質(zhì)量之比為3∶2,體積之比為1∶3,那么它們的密度之比為()A.9∶2 B.2∶1C.2∶9 D.1∶24.貴陽市黔靈湖水質(zhì)清澈,湖光山色,靜雅宜人,黔靈湖蓄水量達106m3,蓄水質(zhì)量約為__________kg。

二、能力提升5.如圖所示,由不同物質(zhì)制成的甲、乙兩種實心球體積相等,此時天平平衡,則制成甲、乙兩種球的物質(zhì)的密度之比是()A.3∶1 B.1∶3C.3∶5 D.5∶36.(多選)通過實驗,得到了a、b、c三種物質(zhì)的m-V圖像如圖所示,分析圖像可知()A.a物質(zhì)的密度最小B.b物質(zhì)的密度是c的兩倍C.c物質(zhì)的密度是0.5×103kg/m3D.同種物質(zhì)組成的物體,體積越大,密度越大7.為了測量黃河水的含沙量(每立方米水中含沙的質(zhì)量),某人取了10L的黃河水,稱得其質(zhì)量是10.18kg(已知ρ沙=2.5×103kg/m3),則黃河水的含沙量為()A.0.3kg/m3 B.3kg/m3C.30kg/m3 D.300kg/m38.建筑工地需要400m3的沙石,為了估測沙石的密度,用一只空桶裝滿沙石,測得桶中的沙石的質(zhì)量為52kg,再用這只空桶裝滿水,測得桶中水的質(zhì)量為20kg,ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg。(1)桶的容積是多少?(2)沙石的密度是多少?三、思維拓展9.課外科技活動中,小麗等同學將一定質(zhì)量的水放在一個加蓋的量筒中,探究水的體積隨溫度變化的情況,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出體積(V)—溫度(t)圖像(如圖所示),請根據(jù)圖像中的信息回答問題。(1)隨著溫度上升,水的體積的變化的情況是____________________。

(2)在0~4℃間溫度升高,水的密度__________,超過4℃之后,溫度上升,水的密度__________。(均選填“變大”“變小”或“不變”)

(3)根據(jù)前面的探究可以發(fā)現(xiàn),常用的液體溫度計不用水作為測溫物質(zhì)的原因是______________________________。

(4)小麗等同學在探究時,量筒里水的質(zhì)量為g。(4℃時水的密度為1.0×103kg/m3)

【課后·知能演練】1.A解析:因為四種液體的質(zhì)量相等,且ρ水銀>ρ水>ρ酒精>ρ汽油,所以根據(jù)V=mρ可知,V水銀<V水<V酒精<V汽油又因為四個容器完全相同,所以h水銀<h水<h酒精<h汽油,故盛酒精的容器是A。2.B解析:由盒子可知牛奶的體積為V=250mL=250cm3,牛奶的質(zhì)量為m=260g,則牛奶的密度為ρ=mV=260g250cm3=1.04g/cm3=1.04×故選B。3.A解析:由題意可知,m甲∶m乙=3∶2,V甲∶V乙=1∶3,由ρ=mV可得,ρ甲ρ乙4.109解析:湖水的總體積V=106m3,湖水的總質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×106m3=109kg。5.A解析:由天平平衡可知,天平左右兩側的質(zhì)量相等,根據(jù)公式m=ρV可得,2ρ甲V+ρ乙V=ρ甲V+4ρ乙V,整理得ρ甲∶ρ乙=3∶1。故選A。6.BC解析:由圖可知,在體積相同時,a物質(zhì)的質(zhì)量最大,由ρ=mV可知,a物質(zhì)的密度最大,故A錯誤。由圖可知,當三種物質(zhì)的體積為2cm3時,b物質(zhì)的質(zhì)量是2g,c物質(zhì)的質(zhì)量是1g,由ρ=mV可知,b物質(zhì)的密度是c的2倍,故B正