资源简介

6.4 密度的应用（教学设计）
年级 八年级 授课时间
课题 6.4 密度的应用
教学 目标 1. 正确理解密度是物质的一种特性，能运用密度鉴别物质。 2. 能联系实际运用密度公式进行计算，会计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的物体的体积。 3. 通过学习密度知识的应用，认识到物理理论在解决实际问题中的重要作用。
教材 分析 在学习了密度概念及其测量的基础上，本节让学生进一步学习如何利用密度知识来解决实际问题。 用密度鉴别物质是密度知识的一个重要应用。教材通过分析一个实心铅球是否是纯铅制造的问题，给出了用密度鉴别物质的方法。教材还进一步介绍了密度知识在生产和生活中的其他广泛应用，以此引导学生重视密度与社会生活的联系。 不同的材料，因为物理性质不同，在生活中有不同的应用。教材在《科学·技术·社会·环境》“材料与社会发展”中简单提到了一些材料的属性，展现了材料科学对社会发展的促进作用。
学情分析 学生在此之前已经学习了密度及其测量，对于密度的计算以及公式的变形都能很好的掌握，但是对于密度在生活中的一些应用还不能很好理解。 在《科学·技术·社会·环境》“材料与社会发展”中提到的一些材料的属性，学生有的接触到（如手机屏幕），有的没有接触到，也不能全面理解。 因此，在教学中，尽量通过大量的生活场景、事例进行讲解，让学生从生活走向物理，从物理走向社会，体验密度知识的应用。
教学重点 密度知识的应用。
教学难点 密度知识的应用。
教学器材 多媒体ppt，包含视频：《温度与物质鉴别》。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑，碑身高37.94 m，由413块花岗岩石块砌成。碑心石由一整块花岗岩经多次加工而成，当这块花岗岩被加工成长14.7 m、宽2.9 m、厚1.0 m的长方体巨石时，它的质量约为多少 思考问题，进入情境。
学习新课 一、利用密度求出质量 【提出问题】如上面《导入新课》所述问题，怎样求出不易直接称量质量的庞大物体的质量？ 【共同分析】根据密度公式ρ=m /V，可以推导出m=ρV。物体的质量等于它的密度与体积的乘积。 因此，知道了物体的体积，查出组成物质的密度，就可以算出物体的质量。对于不易直接称量质量的庞大物体，这种办法很方便。 【例题1】矗立在天安门广场的人民英雄纪念碑碑身高37.94 m，由413块花岗岩石块砌成。碑心石是一块整的花岗岩，长14.7m、宽2.9m、厚1.0m，它的质量约为多少 【分析】碑心巨石的质量不能直接称量。如果从密度表中查出花岗岩的密度，再用密度乘以碑心石的体积，就能得到碑心石的质量。 【解析】碑心石的长、宽、厚l1、l2、l3已经给出，碑心石的体积： V＝l1l2l3＝14.7 m×2.9 m×1.0 m＝42.6 m3 查表，取花岗岩的密度 ρ＝2.8×103 kg/m3 由公式ρ=m/V 得到 m＝ρV 把数值代入，可以得到碑心石的质量约为 m＝ρV＝2.8×103 kg/m3×42.6 m3＝119.3×103 kg＝119.3 t 此题告诉我们，我们可以用密度的知识计算不便称量的物体的质量。 思考并回答问题，知道利用密度求出质量的原理。 通过例题1，知道利用密度求出质量的具体方法。
学习新课 二、利用密度求出体积 【提出问题】对于形状不规则或不便于直接测量体积的物体，怎样求出它的体积？ 【分析】根据密度公式ρ=m /V，可以推导出公式V=m /ρ。利用这个公式，知道了物体的质量，查出组成物质的密度，就可以算出物体的体积。 对于形状不规则或不便于直接测量体积的物体，这是一种很方便的求体积的办法。 【例题2】修缮某文物需要使用厚度为0.15μm的金箔，这种金箔主要由黄金制成。假设没有损耗，那么10g的黄金能修缮多大面积 【答案】3.5m2。 【解析】查表，黄金的密度 ρ＝19.3×103kg/m3 代入公式，可以得到10g黄金的体积 由于所用金箔的厚度d=0.15μm，则能修缮的面积 【例题3】在学习了密度的知识后，小明和班上的同学想探究一张木制课桌的体积，于是他们用台秤测出了一张课桌的质量为14.4kg，到木工房找了一小块和课桌材质相同的木块作样本，用天平测出小木块的质量为32.4g，用量筒测出小木块的体积为45cm3。则： （1）小木块的密度为多少 （2）木制课桌的体积为多少 【答案】（1）；（2）0.02m2。 【解析】（1）小木块的质量为m1=32.4g，小木块的体积为V1=45cm3，小木块的密度为 （2）课桌的质量为m2=14.4kg，木制课桌的体积为: 思考并回答问题，知道利用密度求出体积的原理。 通过例题2与3，知道利用密度求出体积的具体方法。
学习新课 三、利用密度鉴别物质 1. 鉴别物质的种类 【提出问题】如何鉴别一枚金牌是不是用纯金做成的 【分析】物质的密度是物质的特性，同种物质密度是相同的，不同物质的密度一般是不同的。所以可用密度鉴别物质。 先根据ρ=m/V测出物质的密度值，再查密度表确定是哪种物质，运用密度值即可鉴别商品真伪。如果测量值和理论值吻合，材料可能为真，不吻合则说明材料有假。 【例题4】体育锻炼用的一个实心“铅球”的质量是4kg，经测量知道它的体积是0.57dm3。这个球是用纯铅制造的吗 【答案】不是。 【解析】要想知道制造铅球的材料是否为纯铅，可以先求出它的密度，再与纯铅的密度进行比较。 此铅球的密度 查表可知铅的密度是，可见这个铅球不是纯铅制成的。 【想想议议】用密度鉴别物质，这种鉴别方法是不是绝对可靠？ 【分析】不同物质的密度可以是相同的，例如酒精和煤油的密度都是0.8×103kg/m3。在知道密度的基础上，通过对两者气味的比较，可以鉴别酒精和煤油。一些混合物的密度和一些物质的密度相等。要准确的鉴别物质，既要看密度，还要看颜色、气味、硬度等，常常需要多种方法并用。 2. 密度在社会生活中的一些应用 （1）商业中鉴别牛奶的质量、酒的品质。 （2）测量密度，确定矿藏种类。 勘探队员在野外勘探时，通过采集的样品的密度等信息，可以确定矿藏的种类及经济价值。 （3）根据密度，鉴别产品优劣。 例如用盐水选种，把种子放到盐水里，饱满的种子因为密度大而沉到盐水底。瘪壳和杂草的种子因为密度小而浮在盐水表面。 （4）根据密度大小选择合适的材料。 根据m=ρV可知，在体积相同时，密度越小，质量越小，密度越大，质量越大。 【提出问题】 ①交通工具、航空器材中，为什么常采用高强度、低密度的合金、玻璃钢等复合材料？ ②机器底座、压路机的滚筒都比较重，常常选用密度大的材料来制作，这是为什么？ 【分析归纳】交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度的合金、玻璃钢等复合材料，可以减小自身的质量。机器底座的作用是为了增加稳度，压路机的滚筒是对路面的压力大。这些情况下，要求它们的质量大一些，所以人们就常常选用坚固、密度大的材料来制作。 飞机采用高强度、低密度材料 压路机滚筒 ③拍摄影视剧中房屋倒塌砸伤人的特技镜头时，要求道具的质量要小，人们常选用密度很小的泡沫塑料做道具。 在产品包装中，常采用密度很小的泡沫塑料作填充物，减小质量，同时起到防震作用，便于运输，价格低廉。 【播放视频】——《密度与物质鉴别》 【例题5】如图所示是我国自行研制的C919大型喷气客机。工程师将一质量是将一质量是7.9kg钢制零件改用等体积的第三代铝锂合金替换，该零件的体积是____m3，用铝锂合合制成的新零件质量为____kg。可见，用第三代铝锂合金替换钢制零件可以减小自身的 。（钢的密度为7.9×103kg/m3，铝锂合金的密度为2.4×103kg/m3） 【答案】1×10-3；2.4；质量。 【解析】该零件的体积是 V＝==1×10-3 m3 锂合合制成的新零件质量为 m=ρV ＝2.4×103kg/m3×10-3m3 ＝2.4kg 用第三代铝锂合金替换钢制零件可以减小自身的质量。 【例题6】如图所示是一把宜兴茶壶。小明同学想知道茶壶这种材料的密度，于是他用天平测出壶盖的质量为44. 4g，再把壶盖放入装满水的溢水杯中，并测得溢出水的质量是14. 8g。（已知茶壶材料是实心的不浸水） （1）溢出水的体积是多少？ （2）请你帮小明算出这种材料的密度是多少？ （3）若测得整个空茶壶的质量为159g，则该茶壶所用材料的体积为多大？ 【答案】（1） （2）3×10-3kg/m3；（3）53。 【解析】（1）溢出水的体积即为壶盖的体积 （2）这种材料的密度是 （3）该茶壶所用材料的体积为 3. 材料与社会发展 （1）材料的物理性质 我们周围的生活用品是由各种材料制成的：金属、陶瓷、玻璃、塑料，等等。一般来说，不同的材料具有不同的物理性质。除密度不同外，材料的导电性、磁性、弹性、硬度、延展性等也往往各不相同。在生产生活中，人们利用各种材料的特性，设计出所需的物品。 某一种新材料的问世及其应用，往往会引起人类社会的重大变革。 （2）材料的发展历程 在旧石器时代，人类通过简单加工获得石器，用来狩猎，维持生存。随着石器加工制作水平的提高，人类社会进入了新石器时代，出现了原始手工业，如制陶和纺织。青铜器的出现大大促进了农业和手工业的发展。青铜是由铜、锡等元素组成的合金，它的熔点低、硬度高、耐用性强。 我国是世界上冶铁业出现较早的国家之一。春秋战国时代，由铁制作的农具、手工工具及各种兵器得以广泛应用。铁器时代的到来，大大促进了社会的发展。随着钢铁、水泥等材料的出现和广泛应用，人类社会从农业和手工业社会进入了工业社会：随着我国工业技术的发展，目前，我国自主研发的“手撕钢”比纸还要薄，被不断应用到许多高新技术领域。 百炼钢做成了绕指柔 气凝胶 （3）新材料——气凝胶 20世纪，各种新材料层出不穷。例如，气凝胶是当今世界上密度最小的固体。这种新材料具有隔热、耐高温等性能，在新能源汽车、航空航天等领域有多种用途。而半导体等新材料的出现和广泛应用，则把人类社会由工业社会推向信息社会。基于材料对社会发展的作用，人们将信息、能源和材料并列为现代文明的三大支柱。在这三大支柱中，材料又是能源和信息的基础。 【例题7】气凝胶是一种很轻的固体，如图所示。它是将硅胶快速萃取水分，随后与二氧化碳替换而成，其99%的成分是由气体组成的。气凝胶能经受超过1300℃的高温；18mm厚的一层气凝胶足以保护宇航员抵御零下130℃的低温；气凝胶又被称为“最佳海绵”，可以完全吸收水中的污染物质。下列说法错误的是（　　） A．气凝胶的隔热性较差 B．气凝胶的密度很小 C．气凝胶能耐高温 D．气凝胶可用来净化水 【答案】A 【详解】A．由题目中“抵御零下130℃的低温”可知，其隔热性能很好，故A错误，符合题意； B．由“气凝胶是一种很轻的固体”“其99%的成分是由气体组成的”可知其密度很小，故B正确，不符合题意； C．由“能经受超过1300℃的高温”可知其耐高温，故C正确，不符题意； D．由“可完全吸收水中的污染物质”可知其可用来净化水，故D正确，不符合题意。 故选A。 思考并回答问题，知道鉴别物质种类的原理。 通过例题4，知道利用密度鉴别物质的具体方法。 思考讨论并回答。知道鉴别物质时，常常需要多种方法并用。 知道密度在社会生活中的一些应用。在解决实际问题中的重要作用。 思考并回答2个问题。感受密度知识在社会生活中的应用。 做题并进行解析，加深理解密度知识在社会生活中的应用。 阅读课本第157页，了解材料对社会发展的促进作用。 以气凝胶为例，介绍新材料的一些物理属性。 做例题7，知道新材料的一些物理属性。
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1. 密度是物质的重要特性，利用密度可以鉴别物质，但对物质的鉴别，我们还可以应用其他科学知识，做进一步的鉴定。从密度表上我们知道，一些不同物质的密度是相同的。例如，酒精和煤油都是液体，它们的密度都是0.8×103kg/m3。下列关于鉴别物质的方法中不正确的是（　　） A．通过它们的气味不同鉴别 B．通过它们的颜色、透明度鉴别 C．通过它们能否燃烧、硬度等性质的差异鉴别 D．通过它们的质量大小鉴别 【答案】D。 【解析】ABC. 通过物质的气味不同；通过它们的颜色、透明度；通过它们能否燃烧、硬度等性质的差异都可以鉴别物质。 D. 通过它们的质量大小不能鉴别。 故选D. 2. 如图所示，为冬奥会的金、银、铜牌，三种奖牌的设计均以中国古代玉石同心圆玉璧为基础，圆环代表着奥林匹克精神以及团结，他们的形状、大小及花纹等完全一致。奖牌虽不是纯金属制成，但可以通过一些方法鉴别奖牌的种类，下列措施中合理的是（　　） A．观察金牌的颜色 B．测量金牌的质量 C．测量金牌的体积 D．测量金牌的密度 【答案】D。 【解析】ABC．不同物质可能有相同的颜色、质量和体积，所以不能通过观察金牌的颜色、测量金牌的质量和测量金牌的体积来鉴别金牌的种类；ABC错误，不符题意； D．不同物质的密度一般不同，利用物质的密度可以鉴别物质，所以可以通过测量金牌的密度，然后与相应的物质的密度对比，以确定金牌是哪一种物质；故D正确，符合题意。 故选D. 3. 我国浙江大学研制出了一种超轻气凝胶——“全碳气凝胶”。刷新了目前世界上最轻材料的纪录。其内部由碳纳米管和石墨稀共同支撑起无数个孔隙，充斥着空气，因此极为轻盈，密度仅为0.16×10 3g/cm3，合 kg/m3。如图所示，由气凝胶制成约8cm3的“碳海绵”亭亭玉立地静止在桃花的花蕊上，这块“碳海绵”的质量为 g。 【答案】0.16；1.28×10 3 【解析】因为1 g/cm3=103kg/m3 所以 0.16×10 3 g/cm3=0.16kg/m3 这块“碳海绵”的质量为 m=ρV=0.16×10 3g/cm3×8 cm3=1.28×10-3 g 4．物理知识与生活联系非常紧密，下列关于密度的一些说法正确的是（　　） A．1kg水和1kg冰的密度相同 B．可以利用密度来鉴别物质，因为不同物质的密度一定不同 C．发生火灾时，受困人员常采取弯腰腿至爬行的姿势撒离，这是因为含有有害物质的空气温度较高，密度较小，大量聚集在房间的上方 D．为减轻质量，航空器材常采用强度高、密度大的合金或新型合成材料 【答案】C 【解析】A．1kg水和1kg冰的质量相同，但是水凝固成冰后体积增大，根据ρ=m/V可知，冰的密度变小，故A错误； B．不同物质的密度一般不同，所以可以利用密度来鉴别物质，但也有个别密度相同的不同物质，例如酒精和煤油密度相同，故B错误； C．发生火灾时，温度较高，室内有毒气体体积膨胀，密度减小，根据物体的浮沉条件，密度小的有毒气体大量聚集在房间的上方，所以为了避免吸入有毒气体，受困人员应该采取弯腰腿至爬行的姿势撒离火场，故C正确； D．航空器材的体积一定，由m=ρV可知，材料的密度越小，航空器材的质量越小，所以航空器材常采用强度高、密度小的合金或新型合成材料制造，D错误。 所以选C。 5. 在加油站加油时，合格汽油的密度应该为0.71×103 kg/m3，如果汽油的成分中含重油偏大，就是不合格产品，重油的密度大于汽油的密度，不合格的汽油的密度会偏大。有的加油站通常使用密度瓶来检验汽油的密度，如果密度瓶空瓶的质量为120 g，装满水后质量为320 g，若装满汽油质量为266 g，试判断该汽油是否合格？ 【答案】汽油的密度0.73×103kg/m3 ，所以不合格。 【解析】（1）瓶中水的质量为：m水=320g-120g =200 g
（2）装满汽油，汽油质量 m油=266g-120g =146g， （3）汽油的密度 ρ汽油＝m/V=146g/200cm3=0.73g/cm3=0.73×103kg/m3 ρ汽油＞0.71×103 kg/m3，所以不合格。 6．如图，冰墩墩是2022年北京冬奥会的吉祥物，它将熊猫形象与富有超能量的冰晶外壳相结合，装饰彩色光环，整体形象酷似航天员，若测得某个空心陶瓷冰墩墩纪念品质量为115g，总体积为100cm3。（ρ陶瓷＝2.3×103kg/m3，ρ石蜡＝0.8×103kg/m3） （1）该“冰墩墩”所用陶瓷的体积为多少？ （2）该“冰墩墩”空心部分体积多大？ （3）若用石蜡打造一个实心的外形相同的“冰墩墩”纪念品，则石蜡冰墩墩的质量是多少？ 【答案】（1）50cm3；（2）50cm3；（3）80g 【详解】（1）陶瓷的密度为ρ陶瓷＝2.3×103kg/m3＝2.3g/cm3 由ρ=m/V可得 （2）该“冰墩墩”空心部分体积为 V空＝V冰墩墩﹣V陶瓷＝100cm3﹣50cm3＝50cm3 （3）石蜡的密度为 ρ石蜡＝0.8×103kg/m3＝0.8g/cm3 若用石蜡打造一个实心的外形相同的“冰墩墩”纪念品，则石蜡冰墩墩的质量为 m石蜡＝ρ石蜡V石蜡＝ρ石蜡V冰墩墩＝0.8g/cm3×100cm3＝80g 答：（1）该“冰墩墩”所用陶瓷的体积为50cm3； （2）该“冰墩墩”空心部分体积50cm3； （3）若用石蜡打造一个实心的外形相同的“冰墩墩”纪念品，则石蜡冰墩墩的质量是80g。
板书 设 计 6.4 密度的应用 1. 利用密度求出质量 根据密度公式 ，可以推导出m= ρV。 2. 利用密度求出体积 根据密度公式 ，可以推导出公式 。 3. 利用密度鉴别物质 根据ρ=m/V测出物质的密度值，再查密度表确定是哪种物质。 4. 密度在社会生活中的一些应用 鉴别牛奶的质量、酒的品质；测量密度，确定矿藏种类；根据密度大小选择合适的材料。
课 堂 小 结 6.4 密度的应用
作 业

展开更多......

收起↑