资源简介

5.1 物体的质量
教学背景
一、课标分析
本节位于第五章第一节，是“物质”主题中“物质的属性”部分的开篇内容。依据《义务教育物理课程标准（2022）》要求，学生需知道质量是物体的一种基本属性，理解其不随形状、状态和位置改变，并会使用托盘天平测量固体和液体的质量。教材通过生活实例和必做实验，落实“科学探究”素养目标：规范操作天平、正确读数与记录数据，同时借助质量单位演变渗透科学态度与社会责任，为后续密度学习奠定基础。
二、教材分析
本节围绕质量的概念、单位及测量展开，是力学基础内容，为后续密度、力与运动等学习奠定基础。质量作为物体基本属性，其不随形状、状态、位置改变的特点需通过实例强化理解。重点在于建立质量的物理意义和单位换算体系 、 、 ，难点在于托盘天平的规范使用与读数方法。教学应遵循“现象—概念—测量—应用”逻辑，通过对比生活实例引出概念，借助实验活动掌握天平操作步骤，突出“左物右码”、游码读数、平衡调节等关键环节。学习中易混淆质量与重量，需通过位置不变性实验澄清认知。目标定位为能识别质量属性、正确使用天平测固体与液体质量，并理解国际单位制意义。通过分步实验记录与数据处理，达成知识建构与技能提升，培养科学态度与实证意识。
三、学情分析
学生在小学阶段已接触过“物体轻重”的感性认识，对生活中常见物体的质量有初步概念，但未形成“质量”的科学定义及单位体系认知。初中阶段学生抽象逻辑思维开始发展，能理解“物质多少”的本质，但对“质量是物体基本属性”（不随形状、状态、位置改变）的抽象性理解存在困难，易与“重量”混淆。学习兴趣上，学生对天平操作等实验活动积极性高，但对操作规范（如左物右码、游码使用）和误差意识（如测量液体质量的步骤设计）易忽视细节。教材重难点在于质量概念的科学建构、单位换算（特别是不同量级的感性认识）、托盘天平的规范操作（调节平衡、读数、特殊测量方法），要求学生从生活经验上升到科学定义，通过实验掌握基本测量技能，建立质量的量感，并理解质量与生活、科技的联系。
教学目标
物理观念：
知道质量的概念，理解质量是物体的基本属性，不随形状、状态和位置改变；记住质量单位及换算关系。
科学思维：
通过分析质量属性的实例，培养归纳推理能力；能区分物体和物质，建立对物质多少的量化认识。
科学探究：
学会用托盘天平测量固体和液体质量，掌握调节和使用方法；能规范记录数据并计算液体质量。
科学态度与责任：
养成严谨操作仪器的习惯，认识质量测量在生活中的应用，增强实事求是的科学态度。
重点难点
教学重点
通过实例分析，理解质量是物体所含物质的多少，并掌握质量的基本属性。
结合实验操作，学会使用托盘天平测量固体和液体的质量。
教学难点
理解质量不随物体的形状、状态和位置改变而变化的本质。
正确掌握托盘天平的使用方法，包括调节、称量和读数等操作步骤。
课前任务
一、预习任务
阅读教材，理解质量的定义，知道质量是物体的一个基本属性，不随物体的形状、状态和位置改变。
熟悉质量的单位：千克、吨、克、毫克，掌握换算关系： ， ， 。
阅读“托盘天平使用说明”，了解天平的主要结构、调节步骤和使用方法。
二、课前小测
物理学中，把物体所含____叫做物体的质量。
一个物体的质量不因为它的____、____和____的改变而变化。
在国际单位制中，质量的基本单位是____，符号是____。
使用天平时，应将天平放在____工作台面上，将游码移至标尺左端“_____”刻度线上，调节_____，使指针对准分度盘的中央刻度线。
称量时，____盘放置被称量物体，____盘放置砝码。物体的质量等于右盘内砝码的总质量加上____指示的质量值。
测量液体质量时，液体质量 等于____和____的总质量 减去空烧杯质量 。
答案
物质的多少
形状；状态；位置
千克；kg
水平；0；平衡螺母
左；右；游码
待测液体；烧杯（或：液体和烧杯；写法：液体和烧杯的总质量）
教学过程
一、课堂导入
早上妈妈在厨房做煎饼，小明发现妈妈把面糊倒在平底锅里，面糊原本是满满一勺，可摊开后变成薄薄的一层，覆盖了整个锅底。他好奇地问：“妈，这面糊变多了吗？”妈妈笑着说：“没多，还是那么多面。”这时小明又想到，昨天喝完的蜂蜜瓶，明明已经倒得很干净了，可瓶底还粘着一点，看起来好像永远倒不完。还有一次他坐飞机去旅行，过安检时，行李箱里的矿泉水被要求拿出来单独称重，工作人员说液体和瓶子要分开算重量。这些现象让小明陷入思考：当我们改变一个物体的形状，比如把面糊摊开；或者改变它的状态，比如把冰块融化成水；又或者把它从地面带到高空，它的“含量”真的会变吗？到底是什么决定了物体所含物质的多少？我们又该如何准确比较不同物体所含物质的多少呢？
二、探究新知
（一）质量
情景导入
请同学们观察三个生活场景：
盛满水的碗和盆，比较哪个容器装的水更多；
充足气的篮球和乒乓球，比较哪个球内的空气更多；
汽车轮胎和自行车轮胎，比较哪个轮胎使用的橡胶材料更多。
引导提问：这些比较都是在衡量什么？为什么说"物质有多有少"？物体的质量会随着形状、位置改变而变化吗？
探讨分析
现象观察
碗和盆比较：盆能装更多水，说明盆中水的"物质多少"更大；
篮球和乒乓球比较：篮球内空气更多；
轮胎比较：汽车轮胎用更多橡胶。
概念建立
通过比较发现：不同物体所含"物质的多少"确实不同；
物理学将"物体所含物质的多少"定义为质量。
属性探究
分析钢锭压成钢板：形状改变但质量不变；
观察冰化成水：状态改变但质量不变；
讨论太空运输：位置改变但货物质量不变。
归纳总结
核心知识
质量定义：物体所含物质的多少，用符号 表示；
基本属性：质量不随形状、状态、位置的改变而变化。
生活联系
超市称重商品时，包装袋形状改变不影响质量；
水结冰后状态变化，但冰的质量与原来水的质量相同。
实践思考
将一块橡皮泥捏成不同形状，用天平测量其质量是否改变？答案：质量不变，因为只是形状改变，所含橡皮泥的量没有变化。
（二）质量的单位
情境导入
展示实物：1kg装食盐、1g戒指、1mg维生素片，同时呈现国际千克原器图片（图5-1-3）。
引导提问：这些物品的质量差异巨大，它们的单位如何统一？国际千克原器为何会被重新定义？
探讨分析
单位认知
观察食盐包装标注"1kg"、戒指标签"1g"、药片说明"1mg"，发现质量单位需按实际需求选择。
对比表5-1-4中1个鸡蛋（约50g）与1头大象（约5t），理解单位换算的必要性。
历史溯源
分析千克原器图片：最初1kg定义为4℃时1000cm 纯水质量，后因实物污染问题，2018年改用物理常数重新定义。
归纳总结
核心知识
基本单位：千克（kg），衍生单位吨（t）、克（g）、毫克（mg）。
换算关系： ， ， 。
科学态度
测量工具需精准可靠，国际单位制随科技进步不断完善。
实践思考
估算：一袋大米（10kg）相当于多少克？多少毫克？（答案： ）
（三）使用天平测量物体的质量
实验思路
实验目的：掌握托盘天平的正确使用方法，测量固体和液体的质量，理解质量测量的基本原理。
实验原理：利用杠杆平衡原理，通过比较被测物体与已知质量砝码的关系来测量质量。当横梁平衡时，右盘砝码总质量加上游码读数等于左盘被测物体的质量。
实验器材：托盘天平（量程200g，感量0.1g）、砝码盒（含镊子）、待测固体（铁块、木块、橡皮等）、烧杯（50mL）、量筒（10mL，最小分度1mL）、水和酒精。
进行实验
如图5-1-5所示为实验使用的托盘天平及砝码，按照以下步骤进行实验：
图5-1-5 托盘天平及砝码
固体质量测量
天平调平：
将天平放在水平台面上
游码移至标尺左端"0"刻度线
调节平衡螺母使指针对准分度盘中央刻度线
测量操作：
将铁块轻放于左盘
用镊子向右盘由大到小添加砝码
当砝码无法精确平衡时，移动游码至天平平衡
记录砝码总质量和游码读数
重复测量：
用同样方法测量木块、橡皮等固体质量
每种物体测量3次取平均值
液体质量测量
空烧杯测量：
测量并记录空烧杯质量
液体测量：
用量筒量取10mL水倒入烧杯
测量烧杯和水的总质量
计算水的质量
更换液体：
用酒精重复上述测量步骤
数据分析
收集数据
固体质量测量记录表
物体名称 砝码质量/g 游码读数/g 总质量/g
铁块
木块
橡皮
液体质量测量记录表
液体种类 空烧杯质量 /g 总质量 /g 液体质量/g
水
酒精
参考数据
物体名称 砝码质量/g 游码读数/g 总质量/g
铁块 50+20+5 0.8 75.8
木块 10+5 0.3 15.3
橡皮 5+2 0.5 7.5
液体种类 空烧杯质量/g 总质量/g 液体质量/g
水 32.5 42.6 10.1
酒精 32.5 40.8 8.3
固体和固体质量分析：
比较不同物体的质量测量值
分析三次测量的误差范围
实验结论
通过实验，我们掌握了托盘天平的使用方法，测得铁块质量约为______g，水的质量约为______g，酒精的质量约为______g。
误差分析及注意事项
注意事项
添加砝码时必须使用镊子
潮湿或有腐蚀性的物体不能直接放在托盘上
天平移动后需要重新调平
误差分析
游码读数时视角不正造成的误差
液体倾倒不完全导致的测量偏差
环境气流对天平平衡的影响
三、课堂练习
【题1】关于物体的质量，下列说法中正确的是（　　）
A．水结成冰后，体积变大，质量也变大
B．把一块铁锭轧成薄铁片，质量变小
C．1kg的棉花和1kg的铁块，质量相等
D．物体的温度升高时，其质量一定会增加
【答案】C
【题2】下列单位换算正确的是（　　）
A．1.32kg=1.32kg×1000=1320g
B．1.32kg=1.32×1000kg=1320g
C．1.32kg=1.32×1000g=1320g
D．1.32kg=1.32×1000=1320g
【答案】C
【题3】关于用天平测量固体质量的实验，下列说法正确的是（ ）
A．为测量方便，可以直接用手拿砝码
B．称量物体质量的过程中，若横梁不平衡，可以调节平衡螺母
C．用调好的天平称量物体质量时，物体应放在天平的右盘中
D．正确测量后，天平平衡如图所示，则物块的质量为61g
【答案】D
课堂总结
质量
定义：物体所含物质的多少
基本属性：不随形状、状态、位置改变而变化
单位：千克（kg），常用单位吨（t）、克（g）、毫克（mg）
换算关系：1t=1000kg，1kg=1000g，1g=1000mg
托盘天平使用
调节：水平放置，游码归零，调节平衡螺母
称量：左物右码，增减砝码或移动游码
读数：砝码总质量加游码示数
注意事项：不超量程，用镊子取砝码，保持干燥清洁
教学反思
本节课围绕质量的概念、单位及测量展开，通过实例引导学生理解质量是物体的基本属性，不随形状、状态和位置改变，并学习使用托盘天平测量固体和液体的质量。教学目标基本达成，学生能准确说出质量单位及换算关系，掌握天平使用方法，实验操作规范。成功之处在于结合生活实例帮助学生建立物理观念，实验设计层次清晰，有效培养了学生的科学探究能力；不足之处在于对质量不变性的微观解释不够深入，部分学生在液体质量测量中未充分理解“间接测量”思想，误差分析环节处理较浅，后续需加强思维引导与实验反思训练，以更好落实物理核心素养要求。
拓展迁移
在神舟飞船里，宇航员处于失重状态，为什么不能用托盘天平测量质量？原来，托盘天平靠物体对左盘的压力与砝码对右盘的压力平衡工作，失重时压力消失，天平失效。但质量是物体本身属性，并不会消失。科研人员利用“质量越大，运动状态越难改变”的原理，设计了一台“质量测量仪”，让宇航员固定在弹簧装置上，推一下后弹簧往复振动，通过测量振动周期，就能计算出宇航员的质量，甚至能测出几克的微小差异。这正是质量不随位置改变的生动例证。
问题：在失重环境中，天平无法使用，但宇航员的质量为什么仍能测出？
答案：因为质量不随位置改变，宇航员在太空中的质量与在地球上相同。失重只是物体对支持面的压力为零，并非质量消失。质量测量仪利用物体惯性大小与质量的关系，通过测量振动周期等途径计算出质量，所以无需重力也能“称”出质量。
板书设计
质量概念
定义：物体含物质的多少（符号m）
属性：不随形状、状态、位置改变（例：钢锭压板/冰化水/太空运输）
质量单位
主单位：千克（kg）
换算：1t=10 kg 1kg=10 g 1g=10 mg
基准：国际千克原器（2019年新定义）
测量工具
实验室：托盘天平
结构：横梁/游码/砝码/平衡螺母
步骤：水平放置→游码归零→调平→左物右码
读数：砝码总和+游码示数
生活应用：电子秤/磅秤/分析天平
课后任务
取少量碳酸氢钠固体，用天平测量其质量；将其放入试管加热至不再产生气体，冷却后再次用天平测量剩余固体质量，对比两次数据，结合物理质量属性和化学分解反应知识，分析质量变化的原因，撰写实验记录。

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