八年級物理新人教版上冊 教案：第6章 第3節(jié) 測量物質(zhì)的密度

第3節(jié) 測量物質(zhì)的密度課題測量物質(zhì)的密度課型新授課教學目標知識與技能1.認識量筒，會用量筒測液體體積和小塊不規(guī)則固體的體積.2.進一步熟悉天平的調(diào)節(jié)和使用，能較熟練地用天平、量筒測算出固體和液體的密度. 3.會用一些特殊方法測物質(zhì)的密度.過程與方法1.通過探究活動學會測量液體和固體的密度.2.對利用物理公式間接測定物理量這種科學方法有感性的認識.3.通過探究過程的體驗，使學生對測量性探究方法，從實驗原理、實驗器材的選取和使用、實驗步驟的設(shè)計、數(shù)據(jù)的采集與處理到得出結(jié)果、分析實驗誤差等有初步認識和感受.情感、態(tài)度與價值觀1.通過實驗數(shù)據(jù)記錄、處理的體驗，使學生養(yǎng)成實事求是、嚴謹?shù)目茖W態(tài)度. 2.通過探究活動中的交流與合作體驗，使學生認識交流與合作的重要性，培養(yǎng)主動與他人合作的精神，敢于提出與別人不同的見解，也勇于放棄或修正自己的錯誤觀念.教學重點1.學會用天平和量筒測固體和液體的密度.2.使學生通過實驗能對密度的物理意義加深理解.教具準備天平、量筒、鹽水、鐵塊、塑料塊、水、燒杯、細線、牙簽（或細鐵絲、大頭針）、多媒體課件.教學難點1.用量筒測量不規(guī)則固體體積的方法.2.利用變式實驗測物質(zhì)的密度.教學課時1課時課前預習1.量筒（或量杯）（1）作用：用來測定液體的體積，也可以利用排水法間接測定小固體的體積.（2）使用：使用前應看清量筒的量程及分度值，讀數(shù)時，視線應與筒內(nèi)液體的凸形液面頂部（如水銀面）或凹形液面底部（如水面）相平. 2.測量物質(zhì)密度的原理是=m/V，需測定的物理量分別是質(zhì)量和體積，所需要的最主要的測量儀器是天平和量筒.3.測液體的密度時，要先用天平稱出燒杯和被測液體的總質(zhì)量m1，將燒杯中被測液體倒入量筒中一部分，測出體積V，再用天平稱出剩余液體和燒杯的質(zhì)量m2，則液體密度=(m1-m2)/V,這種測量方法稱之為差值法，目的是減小實驗誤差.4.漂浮物密度的測量以下是小明為測量蠟塊密度而設(shè)計的實驗：（1）用托盤天平測出蠟塊的質(zhì)量m.（2）往量筒中倒入適量的水，記下量筒中水的示數(shù)為V1.（3）將蠟塊輕輕地放入水中，用細鐵絲將蠟塊按入水面下，記下量筒的示數(shù)為V2.（4）蠟塊的密度=m/(V2-V1).鞏固復習教師引導學生復習上一節(jié)內(nèi)容，并講解布置的作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學生對知識的鞏固.新課導入同學們，我們知道物體質(zhì)量可以用天平測量，那體積如何測量呢？師展示長方體的鐵塊和不規(guī)則的塑料塊、一些水，啟發(fā)學生深入思考問題.生1：鐵塊可用刻度尺測量出它的長、寬、高，然后三者相乘即可計算出它的體積.生2：水的體積可以用有刻度的容器量取，如有刻度的水壺、藥瓶量取.同學們回答得很好，測量規(guī)則固體的體積可以用刻度尺測量，但如果是液體的體積和像這個不規(guī)則塑料塊的體積又該如何測量呢？這就是今天這次課我們要討論的內(nèi)容.進行新課 量筒和量杯的使用方法1.量筒和量杯的使用方法教師展示一個量筒（或量杯），告訴學生用這個量筒（或量杯）就可以測量水和塑料塊的體積，然后引導學生觀察量筒（或量杯）的結(jié)構(gòu).生：量筒（或量杯）上有單位毫升（mL）、刻度值.教師提醒：1mL=1cm3.不同量筒（或量杯）的最小刻度值可能不同，大家在使用之前，先要看清楚，以免讀數(shù)時弄錯了.教師用多媒體播放課件“量筒和量杯的使用方法”量筒和量杯的使用方法（多媒體課件）量筒和量杯是用來測液體體積的工具.量筒或量杯的壁上均有刻度，相鄰的兩條刻度線之間的距離為分度值，表示量筒或量杯的精確程度.通常情況下，還標有100mL、200mL或500mL等字樣，這些字樣均表示量筒或量杯的最大量程，即最多能測量的體積是多少毫升.在使用量筒測液體體積時，無論液面下凹還是上凸，測量者讀數(shù)時其視線都應與凹面的底部或凸面的頂部在同一水平線上.好，下面請大家思考，如何用量筒量取體積為50mL的水.請幾位同學上臺給大家演示.學生上臺操作演示，教師和學生評判.教師及時指出存在的問題，并糾正.同時用多媒體課件演示正確和錯誤的讀法讓學生判斷.讀數(shù)時，視線必須與液面的凹液面相平齊（注：如果是凸液面，則視線與凸液面相平齊）.下面請同學們思考乙、丙圖錯在哪里？會對測量結(jié)果有何影響？教師請三位學生演示乙、丙兩種操作，并引導學生分析，然后作出總結(jié)：乙圖讀數(shù)導致測量結(jié)果偏大，丙圖讀數(shù)導致測量結(jié)果偏小.小組問題探討：若是量取特定體積的液體時，仰視、俯視又會造成怎樣的讀數(shù)偏差呢？進行新課板書：1.量筒水平放置在實驗臺上，弄清量筒的最小刻度和最大量程.2.讀數(shù)時，視線應與液面凹面（或凸面）相平齊.【例1】（多媒體展示）現(xiàn)有甲、乙兩種不同規(guī)格的量筒，如圖所示甲的分度值是mL，乙的分度值是 mL，若要量取35mL的水，應該選取 量筒.解析：由圖可知甲的分度值為2mL,乙的分度值為1mL，若要量取35mL的水，應該選取乙量筒.答案：2 1 乙2.如何用量筒測量固體的體積既然量筒可以測量出液體的體積，那么不妨由烏鴉喝水想到利用固體排開液體的方法間接測量出排開液體的體積便知道固體的體積.下面請大家思考如何利用量筒測量出這個不規(guī)則小固體（塑料塊）的體積.學生思考和討論.教師用多媒體播放課件“如何用量筒測量固體的體積”.如何用量筒測量固體的體積（多媒體課件）利用量筒或量杯測量不規(guī)則小固體（塑料塊）的體積（排水法）：用燒杯將適量的水倒入量筒內(nèi)，正確讀出水的體積V1；（如圖甲）將待測小固體用細線拴住，輕輕地浸沒于量筒內(nèi)的水中；正確讀出水面上升后的總體積V2；（如圖乙）計算被測小固體的體積：V=V2-V1.注意：取水要適量，使塑料塊放入后既能完全沒入，同時又不會超出刻度線之上；為了便于操作，用細線系住塑料塊輕輕地放入量筒中，以防水濺出或砸壞量筒；所測固體既不吸水又不溶于水（如海綿、軟木塊、蔗糖塊等不能用排水法測量體積），更不能與水發(fā)生化學反應（如金屬鈉）. 用天平和量筒測量物體的密度測量鹽水(或未知液體)的密度（多媒體課件）(1)實驗原理：=m/V；(2)實驗器材：天平、量筒、燒杯、鹽水；（3）實驗方案：設(shè)計方案（一）：進行新課用天平測出空燒杯的質(zhì)量m1；把鹽水倒入量筒，測出鹽水的體積V；把量筒中的鹽水倒入燒杯，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2.則鹽水密度的表達式=(m2-m1)/V.設(shè)計方案（二）：用天平測出空燒杯的質(zhì)量m1；把鹽水倒入燒杯，測出燒杯和鹽水的總質(zhì)量m2；把燒杯中的鹽水倒入量筒，測出鹽水的體積V.則鹽水密度的表達式=( m2-m1) /V.設(shè)計方案（三）：用天平測出鹽水和燒杯的總質(zhì)量m1；把鹽水倒入量筒，測出鹽水的體積V；測出燒杯和剩余鹽水的總質(zhì)量m2.則鹽水密度的表達式=( m1-m2) /V.教師引導學生就上述方案進行評估.教師參與討論，適時點評.生1：方案（一）、（二）中，由于有一部分鹽水沾在量筒方案（二）沾在燒杯內(nèi)壁上，這樣，盡管我們操作規(guī)范、讀數(shù)準確、計算無誤.但測量的鹽水的質(zhì)量偏小，因此，得到的數(shù)據(jù)還是有誤差，導致計算的結(jié)果偏小.生2：方案（三）相比于方案（一）、（二）更合理，因為盡管少量的鹽水沾在燒杯內(nèi)壁上，但不會影響量筒中鹽水質(zhì)量的測量.因此，測量的結(jié)果更準確.記錄數(shù)據(jù)填入表格1中.（用多媒體展示）【例2】(多媒體展示)（實驗分析題）在“用天平和量筒測量礦泉水密度”的實驗中，小明的實驗步驟如下：（1）調(diào)好天平，測出空燒杯質(zhì)量m1;（2）在量筒中倒入適量礦泉水，讀出礦泉水的體積V；（3）將量筒中礦泉水全部倒入燒杯中，測出礦泉水和燒杯總質(zhì)量m2.則礦泉水密度的表達式礦泉水= .以上操作由于無法將礦泉水從量筒中倒盡，測出的礦泉水密度誤差較大.經(jīng)過思考，小明在仍用步驟（1）、（2）的基礎(chǔ)上，只對步驟（3）進行了改進，提高了測量結(jié)果的準確性，改進后步驟（3）分為兩步，請你寫出改進內(nèi)容： ; .解析：本題考查對實驗信息的分析能力和對實驗誤差的處理方法.任何實驗的完成都可能有多種方法，可實驗總是有誤差的，要減小實驗誤差，就要找到實驗操作的最佳方案.題目中測量的是礦泉水的密度，將量筒中的礦泉水倒出的過程中，量筒壁上會沾上礦泉水，誤差較大.解決這一問題的方法是將量筒中的礦泉水倒出一部分，這樣測得的體積會更準確.答案：(m2-m1)V將量筒中部分礦泉水倒入燒杯中，測出礦泉水和燒杯的總質(zhì)量m2讀出量筒中剩余礦泉水的體積V下面請大家閱讀教材P118“科學世界”.進行新課學生交流、討論、發(fā)表看法.教師可讓學生談?wù)剰闹杏惺裁锤惺埽@樣有利于培養(yǎng)學生實事求是的科學探究精神.最后，請同學在課后思考下面兩個問題：（1）冬天，下雪了，小明看到屋頂上的積雪，他想測量雪的密度，請你幫助他一起完成測量.（2）給你一個托盤天平，一個墨水瓶和足量的水，如何測出牛奶的密度？寫出實驗步驟，并寫出牛奶的計算表達式 漂浮物密度的測量上節(jié)課我們學習了用天平和量筒測量固體和液體的密度，但對于漂浮于水面和易溶于水或其他特殊的物質(zhì)我們該如何測量呢？生思考、討論、交流.下表是漂浮物密度（即不能沉入水底）的特殊測量法“沉墜法”：那如果塑料塊較大，不能放入量筒又該如何測量呢？生思考、討論、交流.可以借助一個大容器，先將大容器裝滿水（水齊瓶口），放入固體，用另一個容器承接溢出的水，然后用量筒測量出水的體積即為固體的體積.這種特殊測量法叫做“溢水法”.測量形狀不規(guī)則塑料塊（不吸水）的密度（多媒體課件）(1)實驗原理：=m/V；(2)實驗器材：天平、量筒、細線、水、塑料塊；(3)實驗方案：設(shè)計方案（一）：用天平測出塑料塊的質(zhì)量m；向量筒中加入適量的水，并測出水的體積V1；用細線系住塑料塊，并輕放入量筒水中，測出塑料塊和水的總體積V2；則塑料塊的密度表達式=m/( V2-V1).設(shè)計方案（二）：向量筒中加入適量的水，并測出水的體積V1；用細線系住塑料塊，并輕放入量筒中，測出塑料塊和水的總體積V2；提起塑料塊，用天平測出塑料塊的質(zhì)量m；則塑料塊的密度表達式=m/(V2-V1).特別提醒：采用“溢水法”測密度，一般適用于測量體積較大的物體（不能直接放入量筒內(nèi)），此時需要借助溢水杯間接測量其體積，從而計算其密度.由于燒杯內(nèi)不免有水殘留，故測量的物體體積會偏小，導致測量出的密度偏大.進行新課學生就上述方案進行評估，教師參與討論，適時點評.生：方案（一）合理，方案（二）不合理.因為方案（二）中提起塑料塊時，由于塑料塊上沾有水，這樣不僅測量塑料塊的質(zhì)量偏大，而且不便于直接放在天平托盤上測量（會腐蝕托盤），這樣測量有誤差，導致計算的結(jié)果偏大.【例3】（多媒體展示）下面是高興同學設(shè)計的采用“壓入法”測一塊不吸水的泡沫塑料塊的體積的實驗方案：A.將泡沫塑料塊輕放入水中，讀出水面的示數(shù)V1B.在量筒內(nèi)注入適量的水，讀出水面的示數(shù)V2C.用小針將泡沫塑料塊壓入水中恰好浸沒，讀出水面的示數(shù)V3（1）你認為以上實驗步驟 是多余的，合理的實驗順序為 （填字母代號）.（2）上面實驗方案C步驟中要求：“用小針將泡沫塑料塊壓入水中恰好浸沒.”下列關(guān)于這一要求的說法中，正確的是（ ）A.此步可改為：用手指將泡沫塑料塊壓入水中B.此步應改為：用長鐵絲將泡沫塑料塊壓入量筒底部C.小針有體積，小針浸入水的體積不能過大解析：根據(jù)測量形狀不規(guī)則塑料塊（不吸水）的密度的步驟來分析，答題.答案：(1)A BC (2)C 易溶物密度的測量如果固體溶于水或吸水，又該如何呢？生1：用其他的液體，如油代替水，測量排開油的體積.生2：可以用面粉、沙子之類小顆粒物品，測量排開面粉、沙子的體積.教師總結(jié)：同學們分析得很好.對于在水中會溶解的固體（如糖、鹽等），我們還可以用薄薄的塑料膜將其緊緊包住后浸沒水中；而同學們剛才所提到的“用其他液體代替水”，實際是采用了“飽和溶液法”（此處無需多講解，學生了解即可），但實驗過程不能太長，否則會導致誤差過大.有些固體會吸水，則應在表面做防水處理后再測量（例如涂上防水材料等），而同學們剛才所提到的“用面粉、沙子代替水”，實際是采用了“等效替代法”.總之具體問題還得具體分析，以找出解決的辦法.【例4】某小組測量一種易溶于水的形狀不規(guī)則的固體小顆粒物質(zhì)的密度，測量的部分方法和結(jié)果如圖所示.（1）將天平放在水平桌面上，將游碼移至標尺的 處，然后調(diào)節(jié) ，使天平平衡.接著，用天平測量適量小顆粒的質(zhì)量.當天平重新平衡時，砝碼質(zhì)量和游碼位置如圖所示，則稱量的顆粒質(zhì)量是 g.進行新課(2)因顆粒易溶于水，小組同學采用圖示的方法測量體積，所稱量的顆粒的體積是 cm3.(3)該物質(zhì)的密度是 g/cm3.解析：（1）天平放在水平桌面上，將游碼移到零刻度線處，然后調(diào)節(jié)平衡螺母，使天平平衡.稱量顆粒的質(zhì)量100g+20g+20g+5g+2.6g147.6g.(2)由圖2可知，細鐵砂的體積為100cm3，所以顆粒的體積為160mL-100mL60mL60cm3.（3）該物質(zhì)密度m/V147.6g/60cm32.46g/cm3.答案：（1）零刻度線 平衡螺母 147.6（2）60 （3）2.46 等效替代法測密度到目前為止，測量物質(zhì)的密度首先得測出其質(zhì)量和體積，前面我們已經(jīng)學了針對不同物質(zhì)，其體積的測量方法.同學們現(xiàn)在思考一個問題，若沒有量筒（杯），我們該怎么去測體積呢？生思考，討論、交流.好！接下來我們通過一道例題來學習下.【例3】張磊同學想通過實驗測出他家中醬油的密度，但他沒有量筒和燒杯，只有天平、帶有蓋子的玻璃瓶和適量的水，請你與他一起來完成實驗.（水的密度用水來表示）（1）將天平放在水平桌面上，并將游碼移到稱量標尺的 處，再調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡.（2）在測量空玻璃瓶的質(zhì)量時，實驗操作如圖所示，張雷操作的錯誤之處是： .改正錯誤后，他又一次進行了如下操作：測出空玻璃瓶的質(zhì)量m；測出玻璃瓶裝滿醬油后的總質(zhì)量m1；倒出瓶中的醬油，將玻璃瓶清洗干凈后，裝滿水，并將瓶外部擦干，測出玻璃瓶裝滿水后的總質(zhì)量m2；（3）根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)，可知醬油密度的表達式為：醬油 .解析：（1）使用天平測量物體的質(zhì)量前，要將天平放在水平桌面上，將游碼移到標尺左端的零刻度線處，調(diào)節(jié)平衡螺母使天平平衡. (2)張磊操作的錯誤之處是：稱量物體質(zhì)量時，移動平衡螺母. （3）已知空瓶的質(zhì)量和裝滿醬油后的總質(zhì)量，則醬油的質(zhì)量：m醬油m1-m,由m/V得，瓶的容積：V(m2-m)/水，則醬油密度技巧點撥：正常情況下，測量物體或液體質(zhì)量用天平，測量體積用量筒.如果測量液體密度時缺少量筒，可以借助一個瓶子及水來完成體積的測量，裝滿水后間接測出水的質(zhì)量，可以根據(jù)m/V計算出水的體積，即瓶子的容積，在灌滿另一種液體后，液體體積就知道了，再測量出液體質(zhì)量，就可以根據(jù)密度公式Vm/計算出液體密度了.小組問題探討：若只給出以下器材：水、滴管、無砝碼的天平、大小相同的量筒，怎樣去測醬油的密度？進行新課表達式：醬油(m1-m)/(m2-m)水.答案：零刻度線（2）稱量物體質(zhì)量時，調(diào)節(jié)平衡螺母（3）(m1-m)/(m2-m)水.教學板書課堂小結(jié)大家通過這節(jié)課的學習，我們理解并動手操作了密度的測量，知道測量密度的原理：=m/V，用天平測出物體的質(zhì)量，用量筒測出物體的體積，當然如果是規(guī)則物體的體積還可以用刻度尺測量.實驗中關(guān)鍵是設(shè)法測量物體的體積，同時為了減小誤差，考慮實驗方法的合理性很重要，盡量做到使測量值與真實值接近為好.總之，密度的測量是初中物理中的重要實驗，是考試的重要內(nèi)容之一，請大家加強練習，熟悉固體、液體密度的測量方法.好，謝謝大家！教材習題解答【教材P117“想想做做”】量筒的使用方法觀察你所用的量筒，思考下面幾個問題.1.量筒是以什么單位標度的？是毫升（mL）還是立方厘米（cm3）？2.量筒的最大測量值（量程）是多少？教材習題解答3.量筒的分度值是多少？4.圖中畫出了使用量筒讀數(shù)時的幾種做法.請指出哪種做法正確，哪種錯誤，錯在哪里.解：14問考查的是量筒的使用方法.使用前，應先觀察量筒的量程和分度值.1.圖中所示量筒，是以mL標度的，雖然1mL=1cm3，但mL是容積單位，而cm3是體積單位；2.量筒的最大測量值為100mL；3.分度值是1mL；4.讀數(shù)時，要平視液面，使用量筒時眼睛俯視或是仰視都是錯誤的，只有甲圖正確.若液面是凹面(如水面)，應讀液面最低處的對應刻度；若液面是凸面(如水銀面)，應讀液面最高處所對的刻度.【教材P119“動手動腦學物理”】1.一塊長方形的均勻鋁箔，用天平和尺能不能求出它的厚度？如果能，說出你的辦法.解：先用天平測出鋁箔的質(zhì)量m鋁，再利用公式求出體積V鋁=m鋁/鋁，然后用尺量出寬a，長b，可得厚度h=V鋁/(ab).2.建筑工地需用沙石400m3，若用載重4t的卡車運送，需運多少車（沙=2.6103kg/m3）？解：先求出砂石的質(zhì)量：m=沙V=2.6103kg/m3400m3=1.04106kg=1.04103t.需運的車數(shù) n=1.04103t/4t=260（車）.3.長江三峽水庫的容量約為3.931010m3，這個水庫最多能蓄水多少噸？解：m=/V=1.0103kg/m33.931010m3=3.931013kg=3.931010t.4.為確定某種金屬塊的密度，首先用天平測量金屬塊的質(zhì)量.當天平平衡時，放在右盤中的砝碼和游碼的位置如圖甲所示，則金屬塊的質(zhì)量m為 g.然后，用量筒測量金屬塊的體積.將水倒入量筒，液面達到的位置如圖乙所示，再把金屬塊完全浸沒在量筒的水中，水面升高，如圖丙所示，則該金屬塊的體積V為 cm3.根據(jù)測量結(jié)果可知該金屬塊的密度為 g/cm3，相當于 kg/m3.解：39 5 7.8 7.8103難題解答【例6】（2019山西）小明媽媽為家里自釀了很多紅葡萄酒，小明想知道自釀葡萄酒的密度.于是和學習小組的同學們一起利用天平、量筒進行測量.它們的操作如下：（1）將天平放在 上，游碼撥至標尺左端 處，并調(diào)節(jié)天平平衡.（2）用天平測量空燒杯的質(zhì)量，如圖甲是小明測量過程中的情景，他的錯誤是 .糾正錯誤后，測得空燒杯的質(zhì)量是41