第三節(jié)測(cè)量物質(zhì)密度

1、總第_課時(shí) 主備教師：劉大盛第六章 質(zhì)量和密度第三節(jié) 測(cè)量物質(zhì)密度一、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步理解密度的物理意義。2學(xué)會(huì)用量筒測(cè)固體和液體的體積。3學(xué)會(huì)用天平和量筒測(cè)固體和液體的密度。（二）過(guò)程與方法1通過(guò)探究活動(dòng)學(xué)會(huì)測(cè)量液體和固體的密度。2學(xué)會(huì)利用物理公式間接地測(cè)定一個(gè)物理量的科學(xué)方法。（三）情感態(tài)度和價(jià)值觀1養(yǎng)成物理知識(shí)與實(shí)際相聯(lián)系的意識(shí)和習(xí)慣，在實(shí)際物理情境中體會(huì)物理過(guò)程，學(xué)習(xí)物理知識(shí)。2通過(guò)對(duì)測(cè)量固體和液體密度過(guò)程中，從產(chǎn)生誤差的角度進(jìn)行評(píng)估，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。二、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：用量筒測(cè)物體的體積，測(cè)量固體和液體的密度。教學(xué)難點(diǎn)：測(cè)量固體和液體的密度實(shí)驗(yàn)中，

2、從產(chǎn)生誤差的角度進(jìn)行評(píng)估。三、教學(xué)策略在學(xué)本節(jié)課之前，學(xué)生對(duì)質(zhì)量有了初步的認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)了測(cè)量質(zhì)量的工具天平的使用方法，對(duì)密度概念與計(jì)算公式已有所了解。因?yàn)橐呀?jīng)熟練掌握了溫度計(jì)的讀數(shù)方法，可以直接通過(guò)觀察結(jié)構(gòu)得出用量筒測(cè)液體體積的方法，學(xué)生觀察思考就能操作，重點(diǎn)是引導(dǎo)學(xué)生觀察水面的形狀，水面是凹形的，讀數(shù)時(shí)視線要以凹形液面的最低處相平。對(duì)于測(cè)量固體和液體的密度，同學(xué)們也能設(shè)計(jì)出大致方案，但在該實(shí)驗(yàn)中如何減小實(shí)驗(yàn)誤差、制定最佳測(cè)量方案，學(xué)生不是很容易注意到，所以教學(xué)時(shí)要注重引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果從產(chǎn)生誤差的角度進(jìn)行評(píng)估。實(shí)際進(jìn)行測(cè)量固體或液體密度實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，教師可以利用畫簡(jiǎn)圖的方

3、法，把設(shè)計(jì)方案畫出了，先不作評(píng)價(jià)，然后引導(dǎo)學(xué)生分析哪一步驟會(huì)造成物理量增大或減小，從而得出最佳方案。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體課件、天平、砝碼、量筒、小石塊、鹽水等。五、教學(xué)過(guò)程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入新課（5分鐘）故事引入：前幾天，鄰居王大媽在路邊撿了一條金燦燦的項(xiàng)鏈，她不知道這項(xiàng)鏈?zhǔn)遣皇墙鸬?，想讓老師幫她鑒定一下。同學(xué)們，怎樣鑒定這條項(xiàng)鏈?zhǔn)遣皇墙鸬?？你能不能幫老師想一個(gè)辦法？講解：從密度表可知，各種物質(zhì)的密度是一定的，不同物質(zhì)的密度一般不同，要知道一個(gè)物體是什么物質(zhì)做的，就要測(cè)量出它的密度，再把測(cè)得的密度跟密度表對(duì)照一下就知道該物質(zhì)是什么了。那么，如何測(cè)量物質(zhì)的密度呢？今天我們就一

4、起來(lái)學(xué)習(xí)測(cè)量物質(zhì)密度的方法。思考：根據(jù)我們學(xué)過(guò)的密度公式，要想測(cè)量物質(zhì)的密度需要測(cè)量哪些物理量？需要哪些測(cè)量工具？項(xiàng)鏈的形狀不規(guī)則，怎樣測(cè)量它的體積呢？這需要利用量筒。學(xué)生交流、討論后回答：金的密度與其他物質(zhì)不同，可以測(cè)量項(xiàng)鏈的密度，看它是否與金的密度相等。學(xué)生回答：根據(jù)密度公式，要測(cè)量物質(zhì)的密度需要測(cè)量物體的質(zhì)量和體積。測(cè)量質(zhì)量需要天平，測(cè)量長(zhǎng)方體的體積可以利用刻度尺測(cè)量長(zhǎng)、寬、高，然后計(jì)算出體積。通過(guò)故事創(chuàng)設(shè)情景，引出密度測(cè)量問(wèn)題。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。新課教學(xué)（30分鐘）一、量筒的使用請(qǐng)學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的量筒，思考下面幾個(gè)問(wèn)題：（1）利用量筒能測(cè)量什么物理量？（2）這個(gè)量筒是以什么單位標(biāo)度

5、的？毫升（mL）和立方厘米（cm3）之間是什么換算關(guān)系？（3）該量筒的最大測(cè)量值（量程）是多少？量筒的分度值是多少？（4）課本圖6.3-1中畫出了使用量筒讀數(shù)時(shí)的幾種做法。請(qǐng)指出哪種做法正確，哪種錯(cuò)誤，它們分別錯(cuò)在哪里？學(xué)生練習(xí)使用量筒測(cè)量一下燒杯里水的體積。向量筒內(nèi)倒入適量的水，觀察水面的形狀，讀出它的示數(shù)。思考：怎樣用量筒測(cè)出形狀不規(guī)則的項(xiàng)鏈的體積？先說(shuō)出具體的步驟，然后實(shí)際操作。學(xué)生能夠想到的步驟：（1）把項(xiàng)鏈放進(jìn)量筒，倒進(jìn)一些水，讀出總體積；（2）再把項(xiàng)鏈拿出，讀出剩下水的體積，兩個(gè)的差就是項(xiàng)鏈體積。老師引導(dǎo)學(xué)生分析：上面的步驟能測(cè)出項(xiàng)鏈的體積。不過(guò)，有幾個(gè)問(wèn)題還需要仔細(xì)思考：（1）要

6、把項(xiàng)鏈從量筒取出，最好先在項(xiàng)鏈上拴好細(xì)線。拴細(xì)線同樣能讓項(xiàng)鏈輕輕滑入量筒，避免損壞儀器。就是說(shuō)實(shí)驗(yàn)還要注意安全，包括人身安全和儀器安全。為什么要用細(xì)線？一是便于放進(jìn)去，取出來(lái)，二是誤差小。（2）向量筒水時(shí)，倒進(jìn)多少水比較合適？（3）把項(xiàng)鏈取出時(shí)，項(xiàng)鏈上會(huì)不會(huì)沾有水，這樣會(huì)使測(cè)量的體積偏大還是偏?。浚?）注意到上面的三條，怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)步驟？引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出測(cè)量固體體積的正確步驟：（1）在量筒中加入適量的水，讀出水的體積V1；（2）用細(xì)線拴好固體，輕輕放入量筒中，讀出總體積V2；（3）計(jì)算出固體體積V=V2-V1。學(xué)生討論后回答：（1）利用量筒能測(cè)量液體和固體的體積。（2）一般量筒是以毫升為單位標(biāo)度

7、，1毫升=1立方厘米。（3）量筒的最大測(cè)量值是100mL，量筒的分度值是1mL。（4）甲正確，乙、丙錯(cuò)誤。乙會(huì)使讀數(shù)偏大，丙會(huì)使讀數(shù)偏小。 學(xué)生操作并讀數(shù)。    水不能太少，要能把項(xiàng)鏈浸沒(méi)；也不能太多，水面超過(guò)量筒最大刻度沒(méi)法測(cè)體積。 項(xiàng)鏈要帶走一些水，使剩下水的體積變小。這樣會(huì)使測(cè)得的體積偏大。   學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。  有了前面學(xué)習(xí)的溫度計(jì)、刻度尺作基礎(chǔ)，學(xué)生能夠順利完成對(duì)量筒的知識(shí)遷移。     培養(yǎng)學(xué)生測(cè)量過(guò)程中的誤差意識(shí)，為

8、下面測(cè)量固體和液體密度中也要注意測(cè)量誤差做鋪墊。二、測(cè)量小石塊的密度先讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟：1調(diào)節(jié)好天平，用天平測(cè)量出小石塊的質(zhì)量m；2在量筒中裝入適量的水，讀出水的體積V1；3把用細(xì)線吊著的小石塊浸入到量筒的水中,讀出水的體積V2；4利用公式計(jì)算出小石塊的密度。針對(duì)上面的實(shí)驗(yàn)步驟，引導(dǎo)學(xué)生思考：（1）能不能先測(cè)小石塊的體積，然后測(cè)量它的質(zhì)量？（2）測(cè)量小石塊的體積時(shí)，能不能先測(cè)量總體積，再測(cè)量水的體積？讓學(xué)生按上面的步驟測(cè)量小石塊密度，并把數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中。石塊質(zhì)量m（g）量筒中水的體積V1（cm3）放入石塊后的總體積V2（ cm3）石塊體積V（cm3）石塊密度（g/cm3）

9、0;    思考：蠟塊不沉入水中，也能用天平和量筒測(cè)出蠟塊的密度嗎？想想有什么好辦法？方法一：實(shí)驗(yàn)：測(cè)定密度比水小的石蠟的密度。方法：壓入法測(cè)體積。器材：天平、量筒、水、細(xì)鐵絲、石蠟。步驟：用天平稱出石蠟塊質(zhì)量m；在量筒中倒入適量的水，記下水的體積V1；把石蠟放入量筒水里，用一根細(xì)鐵絲把石蠟壓入水中，記下這時(shí)量筒中水面達(dá)到的刻度值V2，兩次讀數(shù)之差VV2V1；根據(jù)公式，求出石蠟密度。方法二：實(shí)驗(yàn)：測(cè)定密度比水小的石蠟的密度。方法：懸垂法測(cè)體積。器材：天平、量筒、水、金屬塊、石蠟。步驟：用天平稱出石蠟塊質(zhì)量m；在量筒中倒入適量的水，在細(xì)線上系上石蠟和金屬塊

10、，先把金屬塊沉入水中測(cè)出金屬塊和水的總體積V1；把上面石蠟也沉入水中，測(cè)出水、金屬塊、石蠟的總體積V2，兩次讀數(shù)之差VV2V1；根據(jù)公式，求出石蠟密度。     學(xué)生可能會(huì)設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)步驟，先讓他們說(shuō)出來(lái)或者寫出來(lái)。一會(huì)兒教師引導(dǎo)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟做出評(píng)估。     學(xué)生思考并回答：（1）如果先測(cè)小石塊的體積，則小石塊上會(huì)沾有水，測(cè)量它的質(zhì)量會(huì)偏大。（2）測(cè)量小石塊的體積時(shí)，如果先測(cè)量總體積，則把小石塊從水中取出時(shí)會(huì)沾水，使測(cè)量的小石塊體積偏大。  在測(cè)量固體密度實(shí)驗(yàn)中，從產(chǎn)

11、生誤差的角度進(jìn)行評(píng)估，培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)有控制誤差的意識(shí)和能力。三、測(cè)量鹽水的密度學(xué)生自己用鹽和水配制一杯鹽水，利用天平和量筒測(cè)量所配制的鹽水的密度，先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。多數(shù)學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）用天平測(cè)出空燒杯的質(zhì)量m1；（2）將鹽水倒進(jìn)燒杯，用天平測(cè)出裝有鹽水的燒杯的總質(zhì)量m2；（3）將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積V；（4）計(jì)算出鹽水的密度：。引導(dǎo)學(xué)生對(duì)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行了評(píng)估：實(shí)驗(yàn)原理正確，實(shí)驗(yàn)器材使用恰當(dāng)，操作過(guò)程規(guī)范，讀數(shù)準(zhǔn)確，計(jì)算無(wú)誤，得出的鹽水密度也是不準(zhǔn)確的。因?yàn)樵诓僮鬟^(guò)程中，燒杯中的鹽水不可能全部倒入量筒中，多多少少會(huì)有一點(diǎn)兒鹽水沾在燒杯內(nèi)壁上。

12、應(yīng)該怎么辦呢？注意到了上述因素，有同學(xué)提出了改進(jìn)方案：（1）用天平測(cè)出量筒的質(zhì)量m1；（2）將適量的鹽水倒入量筒中，測(cè)出鹽水的體積V；（3）用天平測(cè)出鹽水和量筒的質(zhì)量m2；（4）計(jì)算出鹽水密度。單純從減小誤差的角度來(lái)考慮，上述步驟是正確的。但上述步驟忽略了另一重要因素安全性。因?yàn)榱客灿旨?xì)又高，底座面積又小，放在晃晃悠悠的天平上，一不留神就會(huì)翻倒。安全性包括人身安全和實(shí)驗(yàn)儀器安全，應(yīng)是實(shí)驗(yàn)者考慮的首要因素。既然燒杯中的水無(wú)法全部倒入量筒，我們不妨讓它多剩一些，測(cè)出燒杯和剩下的鹽水的質(zhì)量，可知倒出去的鹽水質(zhì)量，倒出去的鹽水體積可由量筒直接測(cè)出，這樣就可算出倒出去的鹽水的密度。正是這樣經(jīng)歷多次設(shè)計(jì)，

13、多次評(píng)估，考慮到各種因素，確定了測(cè)量鹽水密度的最佳方案：（1）將適量的鹽水倒入燒杯中，測(cè)出燒杯和鹽水的質(zhì)量m1。（2）把燒杯中的一部分鹽水倒入量筒中，用天平測(cè)出燒杯和剩余鹽水的質(zhì)量m2。（3）測(cè)出量筒內(nèi)鹽水的體積V。（4）計(jì)算出量筒中的鹽水密度（與配制的鹽水密度相同）。這種方法避免了因鹽水沾在容器壁上所引起的誤差，保證m1、m2測(cè)量準(zhǔn)確，V讀數(shù)準(zhǔn)確。讓學(xué)生按上面的步驟測(cè)量鹽水的密度，并把數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中。燒杯和鹽水總質(zhì)量m1（g）剩余鹽水和燒杯總質(zhì)量m2（g）倒出鹽水的質(zhì)量m（g）倒出鹽水的體積V（m3）倒出鹽水的密度（g/cm3）       學(xué)生可能會(huì)設(shè)計(jì)出不同的實(shí)驗(yàn)步驟，先讓他們說(shuō)出來(lái)或者寫出來(lái)。一會(huì)兒教師引導(dǎo)他們對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟做出評(píng)估。    學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。    學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行最終設(shè)計(jì)。            在測(cè)量固體密度實(shí)驗(yàn)中，從產(chǎn)生誤差的角度進(jìn)行評(píng)估，培養(yǎng)學(xué)生在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)有控制誤差的意識(shí)和能力。    培養(yǎng)學(xué)生安全操作實(shí)驗(yàn)儀