资源简介

密度的测量与应用 教学设计
教学设计表
上课班级 - 讲授内容 密度的测量与应用
上课日期 - 主讲教师 -
教学内容分析 （1）本节课的主要教学内容是密度的测量与应用。 （2）本节课主要介绍了量筒和量杯的使用、测量固体和液体密度的实验方法等知识点。通过实践操作，学生不仅学会了如何用天平和量筒测量不同物质的密度，也掌握了等量替换和间接测量物理量的技巧。 （3）通过学习本节课，学生能够提高实验操作技能，增强解决实际问题的能力。例如，通过测量小石块和食盐水的密度，学生们不仅加深了对密度概念的理解，还能将学到的知识应用于日常生活中，比如估算未知物体的材质或鉴别物质的真实性。此外，课程中关于误差分析的讨论有助于培养学生严谨的科学态度和批判性思维能力。
重点难点 教学重点：
（1）通过实验操作，学生能够掌握使用天平和量筒测量固体和液体密度的基本方法，并理解密度在物质鉴别中的应用。 （2）在真实情境中，学生能够运用密度知识解决实际问题，如计算物体的质量或体积，培养科学探究能力和解决实际问题的能力。
教学难点：
（1）学生难以掌握使用量筒准确测量不规则固体体积的方法，特别是在操作过程中如何确保固体完全浸没且不吸水、不溶于水。 （2）学生在利用变式实验测量物质密度时，对于实验步骤的准确执行和实验误差的分析处理存在困难。
教学目标
（1）物理观念：通过实验操作，学生能够理解密度的概念及其在物质鉴别中的应用，掌握密度、质量和体积之间的关系。 （2）科学思维：学生能够运用等量替换的方法，通过实验数据分析和推理，得出固体和液体的密度，培养逻辑推理和问题解决能力。 （3）科学探究：学生能够独立设计并完成测量固体和液体密度的实验，熟悉天平和量筒的使用，规范实验操作步骤，提升实验探究能力。 （4）科学态度与责任：在实验过程中，学生能够培养严谨的科学态度，尊重实验数据，反思实验误差，形成实事求是的科学精神。
教学资源
（1）实验器材：包括天平、量筒、盐水、铁块、塑料块、水、烧杯、细线、牙签（或细铁丝、大头针）、不规则小石块等。确保所有器材完好无损，天平校准准确，量筒清晰可见刻度。 （2）多媒体课件：准备关于量筒和量杯的使用方法、如何用量筒测量固体的体积、测量小石块的密度等教学内容的多媒体课件。确保课件内容准确无误，动画演示清晰易懂。 （3）实验指导书：为学生提供详细的实验指导书，包括实验目的、原理、步骤、注意事项及数据记录表格。确保指导书内容完整，步骤详细，便于学生理解和操作。
教学过程设计
师生互动过程 二次备课
一、新课引入 教师先展示一块长方体的铁块和一个不规则形状的塑料块，以及一些水。通过这些实物引导学生思考如何测量物体的体积。 师：同学们，我们都已经知道质量可以通过天平来测量，那你们知道怎样测量物体的体积吗？ （生 1：铁块可以用刻度尺测量它的长、宽、高，然后相乘得到体积。生 2：液体的体积可以用带刻度的容器来量取，比如量杯或药瓶。） 师：非常好！对于规则形状的固体，我们可以直接用刻度尺测量其尺寸再计算体积，但对于液体和不规则形状的固体呢？我们应该怎么测它们的体积呢？这正是我们今天要讨论的问题。 二、密度的测量 1. 量筒和量杯的使用方法 教师拿出一个量筒（或量杯），向学生介绍这是用来测量液体和某些固体体积的工具。接着，让学生观察这个量筒（或量杯）的特点。 生：量筒（或量杯）上有表示毫升（mL）的单位以及标有数字的刻度线。 师：很好！我们要记住1 mL 等同于 1 cm 。不同容量的量筒（或量杯）的最小刻度可能不同，请大家在实际操作前先检查清楚，以防读数错误。 随后，播放一段关于 “量筒和量杯使用方法” 的多媒体课件帮助学生更好地理解。 知识点补充：量筒与量杯是测量液体体积的标准器皿，上面标记了最大量程如 100 mL、200 mL 等字样，指示能测的最大体积。正确读数时需确保视线与液面凹槽底部（或凸起顶部）水平一致。 师：现在，谁能上台示范一下如何准确地用量筒量取 50 mL 水？ （几位学生被邀请到讲台上操作演示，其他同学及老师共同评判。教师及时指出并改正存在的问题，并利用多媒体展示正确与错误的读数方法供大家一起判断。） 师：记得读数时应使眼睛与凹液面底部保持同一水平线。下面请看乙、丙图，哪位同学能分析出错在哪里以及对结果产生的影响是什么？ （由三位学生分别表演乙、丙两种情景下的操作方式，最后经过集体讨论得出结论：乙图会使读数偏大，而丙图则会导致数值偏低。） 2. 测量固体的密度 （1）如何用量筒测量固体的体积 a. 形状规则固体体积的测量 师：同学们，你们还记得如何测量正方体的体积吗？ 生：用刻度尺测量每条边的长度，再立方即可得体积。 师：对了！同样地，其他规则形状的物体也有相应的公式，比如长方体 V = abc；圆柱体 V = πr h。 b. 形状不规则固体体积的测量 师：既然我们知道量筒可以测量液体的体积，那么能否借鉴乌鸦喝水的故事，利用固体排开水的方法间接算出固体体积呢？大家思考一下具体步骤吧。 （学生们分组讨论后提出自己的方法。） 教师再次播放相关视频讲解如何通过排水法测量不规则物体的体积： 首先，将适量清水倒入量筒内记录下初始体积 V ； 然后，将待测小固体用细绳固定好，缓慢浸入水中直到完全淹没； 此时重新读取水面上升后的总体积 V ； 最终根据差值 (V - V ) 即得该固体的体积。 注意事项：加水量要适中，确保放入样品后不会溢出同时又能完全浸泡；使用细绳固定物品以防止溅洒或损坏量具；所测试样本不能吸水或溶于水且不应发生化学反应。 师：对于浮在水面的小物体怎么办？ 生：可以用针压下去让它完全进入水中。 师进一步解释：对于那些会漂浮起来或者特殊性质（如易溶于水）的物质，则需要采用更复杂的替代手段，例如埋沙法来进行测量。 师：如果要测定一个非常大的石头体积，又该如何操作呢？ 生：可以将其放入装满水的桶里并通过溢出部分计算体积。 （2）测量小石块的密度 接下来，师生共同完成一项实验 —— 测量小石块的密度，并填写表格： 实验项目数据记录质量 (m)体积 (V)密度 (ρ)
提醒学生注意实验中的误差来源： 如果先用水排出法测得了体积再去称重，则由于表面残留水珠导致测得的质量略大于实际值，从而密度结果偏高。 反之，先称完干质量再测体积也会因为难以彻底沥干造成体积偏大，密度偏低。 例题 2 案例背景：溧阳市发现了疑似古老文物的石箭头。请小组同学参考教材 P14 相关内容开展密度检测工作。 将托盘天平置于平稳桌面上，调整游码至零位，调节平衡螺母直至指针居中。 在左侧盘放置待检石箭头，右侧盘放置标准砝码至天平平衡，记下总质量 57.6 克。 使用不可渗透细线固定石箭头，使其充分浸没于已知量筒内，读取两次水面位置变化，计算出其体积约为 20 立方厘米。 根据公式 ρ=m/V 求得最终密度为 2.88 克 / 立方厘米。 分析得出石箭头具有轻微吸湿性，这会导致实测密度略微超过真实值。 三、测量液体的密度 探讨完固体之后，教师开始引导学生转向液体密度的测定。 师：同学们，你们认为测量食盐水密度的过程跟之前学过的固体测量方法相同吗？ 生：不相同。 继续播放另一段视频详细介绍 “如何测量液体的体积” 流程： 把电子天平摆放在稳固的平台上启动校准。 向干净杯子中加入一定量的盐水，称量整体重量 m 并写下来。 从杯子转出部分盐水进量筒内，再次称空杯子加剩余盐水的重量 m 。 依据公式 m=m -m 计算出转移出去了多少盐水的质量。 直接读取量筒上显示的容积 V 数值。 最后应用公式 ρ=m/V 换算出食盐水的密度。 生们按照上述指导步骤亲手操作，完成各自实验数据表单填写任务。 注意点说明： 若一开始先测空杯子的自重，后续再加液体一起称重，最终转移到量筒里的过程中难免有些许液体残留在原容器中，使得测量得到的体积变小，从而让密度看起来比实际更大。 反过来，若先是量取好固定体积的液体再倒进杯子去称重，则同样存在少量液体滞留在量筒里面的问题，导致称出来的重量减少，进而估算出的密度会稍微偏低。 例题 3 多媒体展示题目要求如下： 设置天平归零位，记录空烧杯净重 m 。 准备足够多的矿泉水，倒入量筒测量其体积 V。 将所有矿泉水转移到烧杯里，复核总重量 m 。 基于差值方法计算出所需矿泉水确切质量 m。 查阅量筒上标注的对应体积 V 进行对照确认。 应用公式 ρ=m/V 得出矿泉水的实际密度。 通过以上一系列实践活动，帮助学生们牢固掌握有关密度测量的基础知识与技能，同时也培养了他们的动手能力和科学探究精神。
课后作业
（1）请根据所学内容，设计一个实验方案来测量一块不规则石头的密度，并记录实验过程及结果。 （2）分析实验过程中可能出现的误差及其原因，并讨论如何改进实验方案以减少这些误差。

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