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第六章 质量与密度 第2节 密度
课题 密度 课型 新授课
课时 1课时（45分钟） 教材版本 人教版八年级上册
授课对象 八年级学生 授课时间 年 月 日
教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、图像分析法 教学用具 托盘天平（每组一台）、砝码盒、大小不同的铝块和铁块若干（规则外形）、刻度尺、坐标纸、多媒体课件
一、核心素养目标
1. 物理观念
通过实验探究，理解同种物质的质量与体积成正比，即m/V为定值。
知道密度的定义——某种物质组成的物体的质量与体积之比，符号ρ。掌握公式ρ=m/V及其变形式m=ρV、V=m/ρ。
知道密度的国际单位是kg/m ，常用单位是g/cm ，掌握换算关系：1g/cm =1×10 kg/m 。
知道密度是物质的一种特性，与物质的质量和体积无关，不同物质的密度一般不同；了解密度与温度的关系及水的反常膨胀。
2. 科学思维
通过"探究同种物质的质量与体积的关系"实验，经历"猜想→实验设计→数据采集→描点作图→归纳结论"的科学探究全过程，培养数据处理和图像分析能力。
通过比较铝块和铁块的m-V图像，理解图像斜率即为密度，培养运用图像比较物理量的科学方法。
通过密度定义"比值定义法"的学习，体会利用比值不变来定义物理量的方法——与速度(v=s/t)定义类比，构建知识迁移。
3. 科学探究
小组合作完成"探究铝块（铁块）质量与体积关系"实验：测量不同铝块的质量和体积→记录数据→绘制m-V图像→分析规律。
通过对比铝块和铁块实验数据，发现不同物质的m/V比值不同，引导学生建立密度的概念。
学会查阅密度表，运用密度知识解释生活现象（如水管冻裂、湖面结冰鱼不死等）。
4. 科学态度与责任
通过规范进行实验操作和数据记录，培养严谨求实的科学态度。
通过"图像法"分析数据，感受数学工具在物理研究中的重要作用，增强跨学科意识。
二、教学重点与难点
教学重点：1. 密度的定义和公式：ρ=m/V。理解密度是物质本身的一种特性，与物体的质量、体积无关。 2. 密度单位换算：1g/cm =1×10 kg/m ，能熟练进行单位换算和公式计算。 3. 通过m-V图像理解密度：同种物质的m-V图像是一条过原点的直线，斜率表示密度；斜率越大，密度越大。
教学难点：1. 理解"密度是物质的特性"——质量、体积变化时密度不变（物质种类和状态不变）。学生容易误认为"质量大的物体密度大"。 2. 密度单位换算中kg/m 与g/cm 的转换方法：1g/cm =1000kg/m =1×10 kg/m 。 3. 图像法比较密度大小：m-V图中斜率表示密度，V-m图中斜率表示密度的倒数。
三、教学过程
环节一：情境导入（3-5分钟）
【教师活动】同学们，上节课我们学会了用天平测质量。但有时物体质量很大不便直接测量——比如一根粗大的钢柱，我们能否只测它的体积，就能算出它的质量呢？长度和横截面积都相同的铝柱和钢柱，猜猜哪个质量大？为什么同体积的不同物质质量不同？这背后隐藏着一个重要的物理量——密度。
【学生活动】学生猜想：长度和横截面积相同的铝柱和钢柱哪个质量大？思考：如果体积很大，不直接称质量，能否通过测体积算质量？
【过渡语】要回答这个问题，我们需要先研究"物质的质量与体积之间存在什么关系"——这正是本节课的第一个探究任务。
环节二：新知探究（15-20分钟）
知识点一：物质的质量与体积的关系
【教师活动】[展示实验任务] 猜想：同种物质的质量与体积有什么关系？如果一块铝的体积是另一块的2倍、3倍，它的质量也是2倍、3倍吗？即：同种物质的质量与体积成正比吗？
【讲授】实验设计：①取大小不同、外形规则的若干铝块；②用天平测出不同铝块的质量；③用刻度尺测出边长，计算体积；④记录实验数据，绘制m-V图像。
【学生活动】学生分组实验——探究铝块质量与体积的关系：测出3~4个不同大小铝块的质量和体积，记录数据并描点作图。
【讲授】实验结论①：铝块的质量与体积成正比，即m/V为定值。补充m=0、V=0的点（原点），图像是一条过原点的直线。
【教师活动】[追问] 将铝块换成铁块重复实验，结论相同吗？换不同物质呢？
【讲授】实验结论②：铁块的质量与体积也成正比。但铁块的m-V图像斜率与铝块不同——铁块图像更"陡"，说明相同体积下铁块的质量更大。
【重点辨析】核心结论（图像法）：1.同种物质——质量与体积成正比，m/V为定值（一条过原点的直线）。2.不同物质——m/V的比值不同（直线的斜率不同）。这个比值反映了物质的一种特性——我们把它定义为"密度"！
铝块的m-V关系图像：质量与体积成正比
铁块的m-V关系图像：质量与体积成正比
铝块与铁块m-V图像对比：铁块图像更陡，表明相同体积下铁块质量更大
图像分析要点：m-V图像中：①图像是过原点的直线→m与V成正比。②斜率k=m/V=ρ（密度）。③直线越陡→斜率越大→密度越大→相同体积下质量越大。④比较密度：相同V比m（m大的密度大）；相同m比V（V小的密度大）。
【过渡语】实验证明：同种物质的m/V是定值，不同物质的m/V不同——这个比值具有区分物质的能力！物理学家把它定义为"密度"。
知识点二：密度
【教师活动】比值m/V能反映物质的"疏密"程度——我们把它定义为密度。这与我们学过的速度(v=s/t)一样，都是用"比值"来定义物理量。
【讲授】1. 定义：某种物质组成的物体的质量与它的体积之比，叫作这种物质的密度。符号：ρ。
【讲授】2. 公式：ρ=m/V。变形公式：m=ρV，V=m/ρ。
【讲授】3. 国际单位：kg/m （千克每立方米）。常用单位：g/cm （克每立方厘米）。换算关系：1g/cm = 1×10 kg/m （推导：1g/cm =10 kg/10 m =10 kg/m ）。
【讲授】4. 密度是物质的一种特性：①密度由物质种类和状态决定，与质量、体积多少无关。②同种物质在同一状态下密度相同；不同物质密度一般不同。③一般情况下：ρ固>ρ液>ρ气。存在密度相同的不同物质（如冰和蜡、酒精和煤油）。
【学生活动】学生查阅密度表，完成以下任务：水的密度是多少？冰的密度是多少？为什么冰的密度比水小？铁和铝的密度分别是多少？记住常见密度值。
易错提示：1. "密度大"≠"质量大"——密度大的物体质量不一定大（还要看体积）。2. 密度公式ρ=m/V不是数学上的比例关系——不能简单说"ρ与m成正比，与V成反比"！密度是物质的固有特性，不随m、V改变。3. 1g/cm =1000kg/m ——数字变大了！kg/m 数值是g/cm 数值的1000倍，易记反。
【过渡语】掌握了密度的基本概念后，我们还要进一步研究：密度会不会变化？温度变化时密度怎么变？
环节三：例题精讲（10-15分钟）
例题1：已知铝棒的直径d为100mm，长l为2.5m，铝棒的质量是多少？（铝的密度ρ铝=2.7×10 kg/m ）
【思路分析】先求体积：V=π(d/2) ·l=3.14×(0.05m) ×2.5m=3.14×0.0025×2.5=1.9625×10 m 。再求质量：m=ρV=2.7×10 kg/m ×1.9625×10 m ≈53.0kg。
答案：53.0kg
【变式训练】如果这根铝棒是空心的，外观体积不变，实际质量只有30kg，它的空心部分体积是多少？
解析：实心质量应为53.0kg，实际30kg，差23.0kg→空心部分等效铝的体积=23.0÷(2.7×10 )=8.52×10 m =8.52dm 。
例题2：关于密度公式ρ=m/V，下列说法正确的是（ ）
A. 密度与质量成正比，质量越大密度越大
B. 密度与体积成反比，体积越大密度越小
C. 同种物质组成的物体，质量与体积的比值是定值
D. 不同物质组成的物体，质量大的密度一定大
【思路分析】A、B错：密度是物质本身的特性，不随质量或体积的改变而改变（对同种物质同一状态而言）。C对：同种物质的m/V为定值——这就是密度的本质。D错：密度大的物体质量不一定大（还要看体积）。例如一大块泡沫的质量可能大于一小块铁的质量，但铁的密度远大于泡沫。
答案：C
【变式训练】一杯水喝掉一半后，剩余半杯水的密度是原来的多少？为什么？
解析：密度不变，仍是原来的1倍（等于原来密度）。因为水的密度是物质的特性，与质量多少无关。喝掉一半后质量减半、体积也减半，m/V比值不变。
环节四：课堂练习（5-10分钟）
A组·基础巩固
练习1：甲、乙两种物质的质量和体积关系如图所示，由图像分析，下列判断正确的是（ ）
A. ρ甲＞ρ乙
B. ρ甲＝ρ乙
C. ρ甲＜ρ乙
D. 无法判断
练习1配图
练习2：小明和同学打乒乓球时，不小心将乒乓球踩扁了（未破损），他将踩扁的乒乓球放入开水中浸泡一会后，乒乓球复原了，如图所示。乒乓球复原过程中，其质量______，球内气体密度______。（均选填"变大""变小"或"不变"）
练习2配图：踩扁的乒乓球放入开水中复原
练习3：金属锇是迄今人们发现的地球上密度最大的金属。225.9g金属锇的体积为10cm ，它的密度是多少？中子星的密度可达2×10 kg/m ，中子星的密度约为金属锇的多少倍？
B组·能力提高
练习4：一瓶矿泉水放在冰箱冷冻室冻成冰后，下列说法正确的是（ ）
A. 质量不变，密度不变
B. 质量不变，密度变小
C. 质量变小，密度不变
D. 质量变小，密度变小
练习5：甲物质的密度为2.7g/cm ，乙物质的密度为2.7×10 kg/m 。下列说法正确的是（ ）
A. 甲的密度大于乙的密度
B. 甲的密度小于乙的密度
C. 甲的密度等于乙的密度
D. 无法比较
环节五：课堂小结（2-3分钟）
【教师引导】回顾本节课：通过实验发现同种物质m/V为定值→定义了密度ρ=m/V。密度是物质的一种特性，单位kg/m 和g/cm ，1g/cm =10 kg/m 。密度还与温度有关——一般"热胀冷缩"密度变小；水反常膨胀4℃时密度最大。请同学们用一句话概括：密度是什么？
【课堂互动】各组展示实验数据和m-V图像，全班讨论：谁的图像画得最规范？哪组的数据m/V最接近常数（ρ铝≈2.7g/cm ）？
四、板书设计
第2节 密度
一、实验：探究质量与体积的关系
① 同种物质：m与V成正比，m/V为定值
② 不同物质：m/V的值一般不同
二、密度(ρ)
① 定义：某种物质组成的物体的质量与体积之比
② 公式：ρ=m/V 变式：m=ρV，V=m/ρ
③ 单位：kg/m ，g/cm ；1g/cm =10 kg/m
④ 特性：同种物质ρ一定（与m、V无关）
五、教学反思
1. 学生是否通过实验真正体会到"m/V为定值"的规律？作图是否规范（描点、连线、过原点）？
2. 密度定义的"比值定义法"是否与速度定义形成有效类比？学生能否理解这种定义方法的内涵？
3. 单位换算1g/cm =10 kg/m 是否讲透？学生能否独立完成 g/cm → ×10 kg/m 的换算？
4. "密度是物质的特性，不随m、V变化"这一核心概念，学生是否存在"公式误读"（以为ρ∝m或ρ∝1/V）？
5. m-V图像分析能力——学生能否从图像中比较不同物质密度大小？能否画出给定密度的物质的m-V图像？

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