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6.3测量液体和固体的密度 教学设计
一、核心素养目标
1.物理观念：深化对密度的理解，明确测量密度的核心原理是ρ=m/V；掌握固体（规则与不规则）和液体密度的测量方法，理解不同状态物质测量思路的差异；建立“实验测量与理论公式结合”的认知，知道测量误差对结果的影响。
2.科学思维：通过设计测量方案，培养“依据原理选择仪器、针对对象设计步骤”的逻辑思维；在误差分析中，学会从“仪器精度、操作规范”等角度分析误差来源，提升批判性思维；通过数据处理，掌握“先记录后计算、规范运算”的定量思维。
3.科学探究：熟练掌握天平、量筒的规范操作，能独立完成固体和液体密度的测量；在探究“不同测量方法的优劣”活动中，主动设计对比实验、记录数据、分析结论，培养实验操作、数据处理和合作探究能力。
4.科学态度与社会责任：通过规范操作仪器和尊重实验数据，养成严谨求实的科学态度；结合密度测量在生活（如食品密度检测）、工业（如材料质检）中的应用，认识实验技能的实用价值；在小组合作中，培养沟通协作的团队意识和爱护仪器的责任意识。
二、教学重难点
1.教学重点
测量原理与仪器选择：明确测量密度的核心原理是ρ=m/V，能根据测量对象选择天平（测质量）和量筒（测体积）。固体密度测量：掌握不规则固体（如石块）密度的测量步骤——天平测质量、量筒排水法测体积、代入公式计算；了解规则固体（如正方体木块）可通过刻度尺测体积。液体密度测量：掌握“差值法”测量液体密度的步骤——测空杯质量、测杯和液体总质量、测液体体积、计算密度。实验操作规范：熟练掌握天平（调平、称量、读数）和量筒（读数、排水法）的规范操作，减少实验误差。
2.教学难点
不规则固体体积测量：对“排水法”的适用条件理解不清，无法处理漂浮固体（如木块）的体积测量（需辅助沉坠法）；操作时易出现固体沾水后测质量导致误差。液体密度测量的误差控制：采用“先测体积再测质量”时，液体残留导致质量测量偏小；采用“先测质量再测体积”时，倾倒不净导致体积测量偏小，难以判断最优方案。仪器操作细节：天平调平时混淆平衡螺母与游码的作用；量筒读数时视线未与凹液面底部相平，导致读数偏差。实验方案设计：针对特殊固体（如易吸水的海绵），无法设计“防吸水”的测量方案，缺乏灵活运用知识的能力。
三、教学环节设计（融入师生互动）
（一）情境导入：从“实验任务”激发探究欲
展示实验任务情境：实验室收到两份“神秘样品”——一份是形状不规则的矿石（需测密度判断种类），一份是无色透明的液体（需测密度鉴别是否为纯净水）。开展互动提问：“我们已经知道密度是物质的特性，如何通过实验测量这两种样品的密度？需要用到哪些仪器？测量哪些物理量？”学生回顾密度公式ρ=m/V后，明确“需测质量和体积”，教师追问：“矿石和液体的体积测量方法相同吗？液体质量该如何准确测量？”由此引出本节课主题——《测量液体和固体的密度》，激发学生设计实验方案的探究兴趣。
（二）复习铺垫：仪器操作规范“回头看”
为确保实验顺利开展，先通过互动复与量筒的操作：①天平操作：教师出示调平后的天平，提问“若指针偏左，平衡螺母该如何调节？”“称量时发现指针偏左，应如何操作？”学生上台演示，纠正“称量时调节平衡螺母”的错误，强化“称量前调平衡螺母，称量中移游码”的规范。②量筒操作：教师在量筒中倒入适量水，分别演示俯视、仰视、平视读数的场景，让学生判断哪种读数正确，强调“量筒水平放置，视线与凹液面底部相平”的读数要点，并通过“估读练习”——让学生读取量筒示数（如50mL水的凹液面读数），巩固规范。
（三）新课讲授：固体密度的测量——从“规则”到“不规则”
1.规则固体：刻度尺辅助测量
展示正方体铝块，开展互动设计：“如何测量它的密度？”学生提出“用天平测质量，用刻度尺测长宽高算体积”，教师引导计算体积公式V=a （a为边长）。分组实操：学生用天平测铝块质量m，用刻度尺测边长a，计算体积V，代入ρ=m/V得出密度。互动点评：教师展示各小组数据，对比“测量值与铝的标准密度（2.7g/cm ）”，分析误差原因（如刻度尺读数估读偏差），培养误差意识。
2.不规则固体：排水法测体积
以石块为测量对象，组织分组实验，师生互动突破难点：①实验方案讨论：教师提问“石块体积无法用刻度尺测量，该如何解决？”引导学生回忆“排水法”——利用石块浸没水中时排开水的体积等于石块体积。②互动明确步骤：师生共同梳理步骤：a.用天平测出石块质量m，记录数据；b.向量筒中倒入适量水，记录水的体积V ；c.用细线系住石块，缓慢放入量筒中（确保完全浸没，不碰筒壁），记录水和石块的总体积V ；d.计算石块体积V=V -V ，代入公式ρ=m/V计算密度。③实操互动指导：教师巡视，重点关注“细线系法”（避免石块脱落）和“浸没判断”（若石块未完全浸没，需添加适量水），对操作错误的小组进行一对一指导。④特殊情况处理：展示漂浮的木块，开展互动探究“如何测量木块体积？”学生提出“用针压入水中”“绑上重物使其下沉”等方法，教师演示“沉坠法”——先测重物和水的体积V ，再测重物、木块和水的总体积V ，木块体积V=V -V ，拓展测量思路。
（四）新课讲授：液体密度的测量——“差值法”的应用
1.实验方案的争议与优化
提出两种测量方案，开展互动辩论：方案一：先用量筒测液体体积V，再倒入烧杯用天平测质量m，计算ρ=m/V；方案二：先用天平测烧杯和液体总质量m ，倒出部分液体到量筒测体积V，再测烧杯和剩余液体质量m ，计算ρ=(m -m )/V。学生分组讨论两种方案的优劣，教师引导分析：方案一因液体从量筒倒入烧杯残留，导致m偏小，密度测量偏小；方案二残留液体在烧杯中，m -m 是量筒中液体的准确质量，误差更小。通过辩论明确“方案二为最优方案”，理解“差值法”的核心逻辑。
2.分组实验：测量盐水密度
学生按优化后的方案实操，师生互动纠错：①步骤细化：a.用天平测空烧杯质量m ，记录；b.向烧杯中倒入适量盐水，测烧杯和盐水总质量m ，记录；c.将烧杯中部分盐水倒入量筒，测盐水体积V，记录；d.测烧杯和剩余盐水质量m ，记录；e.计算盐水密度ρ=(m -m )/V。②互动强调：教师提醒“倒入量筒的盐水体积不宜过少（避免读数误差），也不宜过多（不超过量筒量程）”，并检查学生“天平读数时是否计入游码示数”“量筒读数是否平视”，及时纠正错误。③数据对比：各小组展示测量结果，对比“不同小组的盐水密度值”，讨论误差来源（如倾倒盐水时残留、天平调平偏差），强化规范操作的重要性。
3.特殊液体测量：易挥发液体的处理
展示酒精（易挥发），开展互动思考：“测量酒精密度时，如何减少挥发导致的误差？”学生提出“快速操作”“加盖测量”等方法，教师补充“先测质量再测体积，缩短测量时间”的技巧，培养灵活应对特殊情况的能力。
（五）新课讲授：实验误差分析与方案改进
1.误差来源大讨论
开展小组互动讨论：“在测量固体和液体密度的实验中，哪些操作会导致测量结果偏大或偏小？”各小组代表发言后，教师总结常见误差：①固体测量：石块沾水后测质量→m偏大→ρ偏大；石块未完全浸没→V偏小→ρ偏大。②液体测量：盐水倾倒不净→V偏小→ρ偏大；量筒读数俯视→V偏大→ρ偏小。通过讨论，让学生理解“操作规范与误差控制”的关联。
2.方案改进实践：测量易吸水固体（海绵）的密度
提出挑战任务：“海绵易吸水，直接用排水法会导致体积测量不准，如何改进方案？”学生分组设计方案，师生互动完善：①方案：先在海绵表面涂一层薄蜡（防止吸水），再用排水法测体积；或用“排沙法”——用量筒装沙测体积，放入海绵后测总体积，计算体积差。②分组实操：学生选择一种方案测量海绵密度，对比不同方案的测量结果，分析“防吸水”措施的有效性，培养创新思维和问题解决能力。
（六）规律应用：实验数据处理与问题解决
展示一组实验数据，开展互动解题：“某小组测量石块密度，记录数据如下：天平测量石块质量时，右盘砝码为50g、20g，游码示数1.4g；量筒中水的体积为30mL，放入石块后总体积为45mL。求石块的密度。”学生分步计算：m=50g+20g+1.4g=71.4g，V=45mL-30mL=15cm ，ρ=71.4g/15cm =4.76g/cm 。教师强调“数据记录要完整，单位换算要统一”的规范，强化公式应用能力。
四、重点知识归纳概括
1.核心测量原理与仪器
测量原理：ρ=m/V（密度=质量/体积），需测量物质的质量m和体积V。核心仪器：天平（测量质量，精度一般为0.2g或0.1g）、量筒（测量液体或不规则固体体积，单位mL，1mL=1cm ）、辅助仪器（刻度尺测规则固体体积、细线系固体、蜡防吸水等）。
2.分类测量步骤与要点
规则固体（如铝块）：①用天平测质量m；②用刻度尺测长宽高，计算体积V=abc；③代入ρ=m/V计算。不规则固体（如石块）：①天平测质量m；②量筒排水法测体积V=V总-V水；③计算ρ=m/V。漂浮固体（如木块）：①天平测质量m；②量筒沉坠法测体积V=V总-V重物水；③计算ρ=m/V。液体（如盐水）：①天平测空杯质量m ；②测杯和盐水总质量m ；③量筒测盐水体积V；④计算ρ=(m -m )/V（m 为杯和剩余盐水质量，或直接用m -m ，但需确保倾倒干净）。
3.操作规范与误差控制
天平规范：放水平→游码归零→调平衡螺母（指针指中线）→左物右码→读数（砝码+游码）→整理仪器。量筒规范：水平放置→视线与凹液面底部相平→读数估读到分度值下一位（如100mL量筒分度值2mL，读数记为50.0mL）。误差控制：固体测量避免沾水后测质量；液体测量用“差值法”减少残留误差；特殊固体（吸水、漂浮）采用辅助方法（涂蜡、沉坠法）。
4.易错点辨析
易错点1：混淆天平调平操作，纠正：称量前调平衡螺母，称量中只能移游码。易错点2：量筒读数视线错误，纠正：凹液面底部为读数基准，俯视读大、仰视读小。易错点3：液体测量方案选择错误，纠正：优先选“先测质量再测体积”的差值法，减少残留误差。易错点4：漂浮固体体积测量遗漏辅助步骤，纠正：用沉坠法或针压法确保完全浸没。
五、教学总结及反思
1.教学总结
本节课以“实验操作”为核心，围绕“测量固体和液体密度”展开，从仪器规范操作复习入手，逐步深入到不同状态物质的测量方法。通过“规则固体→不规则固体→漂浮固体”“普通液体→特殊液体”的梯度设计，让学生掌握密度测量的核心原理和步骤；通过方案辩论、误差分析、方案改进等互动活动，突破了“排水法应用”“误差控制”等难点。整节课注重“做中学、议中悟”，既培养了学生的实验操作技能，又提升了数据处理和问题解决能力，落实了核心素养目标。
2.教学反思
（1）成功之处：采用“问题驱动+分组实验”的教学模式，将实验步骤的学习融入“方案设计—实操验证—误差分析”的过程，避免了机械记忆步骤；通过“方案辩论”“特殊样品测量”等互动活动，激发了学生的探究兴趣，培养了创新思维；对天平、量筒操作的“回头看”复习，夯实了实验基础，减少了实操错误；注重误差分析，让学生理解“规范操作的重要性”，养成严谨态度。
（2）改进方向：部分学生在“沉坠法测漂浮固体体积”时，仍会出现“先测木块再测重物”的顺序错误，后续教学可制作“步骤流程图”贴在实验桌上，强化操作顺序；对于“易吸水固体”的测量，仅提供涂蜡和排沙法不够全面，可补充“保鲜膜包裹法”等更简便的方法，降低操作难度；实验数据处理中，部分学生对“游码读数估读”存在困惑，可通过标尺放大图投影讲解，明确估读要求。
（3）教学启示：密度测量是八年级物理重要的实验课，教学中应突出“学生主体地位”，让学生在自主设计、实操、纠错中掌握技能，而非被动接受步骤；要关注实验中的细节问题（如仪器使用、误差控制），这些细节直接影响实验结果和学生科学态度的养成；同时要联系生活实际，让学生体会“实验技能在解决实际问题中的价值”，提升学习积极性。
六、课堂练习
1.测量某不规则固体的密度时，下列操作会导致测量结果偏大的是（）
A.固体未完全浸没在水中，导致体积测量偏小
B.固体沾水后再用天平测量质量，导致质量测量偏小
C.量筒读数时仰视凹液面底部，导致体积测量偏大
D.天平调平时指针偏右，未调平就开始测量
2.用天平和量筒测量液体密度时，最优的实验方案是（）
A.先测液体体积，再测液体质量，计算密度
B.先测空烧杯质量，再测烧杯和液体总质量，最后测液体体积，用差值法计算密度
C.先测烧杯和液体总质量，再测液体体积，最后测空烧杯质量，计算密度
D.直接将液体倒入天平托盘测量质量，再用量筒测体积
3.某同学测量一块正方体木块的密度，操作步骤如下，其中多余的步骤是（）
A.用天平测量木块的质量
B.用刻度尺测量木块的边长
C.用天平测量空烧杯的质量
D.计算木块的体积和密度
4.完成下列填空：（1）测量密度的基本原理是________，需要测量的两个物理量是________和________。（2）用排水法测量石块体积时，若石块放入量筒后有气泡附着在石块表面，会导致测量的体积________（选填“偏大”“偏小”或“不变”），最终密度测量结果________。（3）用天平测量物体质量时，右盘放有20g、10g、5g的砝码各一个，游码在标尺上对应的刻度值为1.2g，则物体的质量为________g。（4）某液体的密度为0.8g/cm ，合________kg/m ，若其体积为500mL，则其质量为________g。
5.某小组用天平和量筒测量一块金属块的密度，实验数据如下表（部分数据未记录）：①用天平测量金属块质量时，右盘砝码总质量为80g，游码示数为2g，则金属块质量为多少？②向量筒中倒入50mL水，放入金属块后，量筒示数如图所示（假设为60mL），则金属块体积为多少？③计算金属块的密度，并判断该金属可能是什么物质（参考密度表：铁7.9g/cm ，铜8.9g/cm ，铝2.7g/cm ）。
6.一个空瓶，装满水时总质量为320g；装满酒精时总质量为280g。已知水的密度为1.0g/cm ，酒精的密度为0.8g/cm ，求：（1）空瓶的容积是多少？（2）空瓶的质量是多少？（3）若用该瓶装满某种液体时总质量为300g，该液体的密度是多少？
七、练习答案及解析
1.答案：A解析：A正确，体积偏小，根据ρ=m/V，密度偏大；B错误，固体沾水后质量测量偏大，而非偏小；C错误，仰视读数导致体积测量偏小，密度偏大；D错误，天平调平时指针偏右，说明右盘偏重，测量时物体质量会偏小，密度偏小。故选A。
2.答案：B解析：A错误，液体从量筒倒入烧杯残留，质量测量偏小，密度偏小；B正确，差值法测量的是量筒中液体的准确质量，误差最小；C错误，先测总质量再测体积，最后测空烧杯质量，操作顺序混乱，易导致液体挥发；D错误，液体不能直接倒入天平托盘，会腐蚀仪器。故选B。
3.答案：C解析：测量正方体木块密度，需测质量（A）和边长（B），计算体积（边长 ）和密度（D），空烧杯质量（C）与木块密度测量无关，属于多余步骤。故选C。
4.答案：（1）ρ=m/V；质量；体积（2）偏大；偏小（3）36.2（4）0.8×10 ；400解析：（2）气泡附着导致总体积偏大，石块体积测量偏大，密度偏小；（3）物体质量=20g+10g+5g+1.2g=36.2g；（4）0.8g/cm =0.8×10 kg/m ，质量m=ρV=0.8g/cm ×500cm =400g。
5.答案：①金属块质量m=80g+2g=82g；②金属块体积V=60mL-50mL=10cm ；③金属块密度ρ=m/V=82g/10cm =8.2g/cm 。该金属密度接近铜（8.9g/cm ），可能是含杂质的铜或铜合金。解析：天平读数为砝码质量加游码示数，量筒读数为体积差，结合密度表判断物质种类时，需考虑实验误差。
6.答案：设空瓶质量为m ，容积为V。（1）装满水时：m +ρ水V=320g；装满酒精时：m +ρ酒精V=280g。联立方程：①m +1.0g/cm ×V=320g；②m +0.8g/cm ×V=280g。用①-②得：0.2g/cm ×V=40g，解得V=200cm 。（2）将V=200cm 代入①，得m =320g-1.0g/cm ×200cm =120g。（3）装满液体时，液体质量m=300g-120g=180g，液体体积V=200cm ，密度ρ=m/V=180g/200cm =0.9g/cm =0.9×10 kg/m 。解析：利用“空瓶容积不变”建立方程，求解空瓶质量和容积，再用差值法计算液体质量和密度，体现方程思想在密度计算中的应用。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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