《密度》教学设计

【整体设计】

密度是初中物理教学重点内容之一，也是课程标准中要求的七个掌握层次的重点知识之一。学好本节知识是进一步学习力学知识的基础，所以“密度”这节课是本章的重点课。“密度”是在学习了“质量”之后而引入的一个新的物理量，它在全章中起到承上启下的作用：既是在质量的基础上对物质世界的进一步探索，也是掌握测定物质密度的方法和解决有关密度的实际问题的基础，并为更深入学习液体压强、浮力等知识做铺垫。科学探究方法的学习和掌握是物理课程的目标，同样也是本节教学的重要内容。

本课教学可分为4部分：

1．课题引入。展示一些实物让学生分辨，由对于一些物质用通常辨别物质的一些办法无法直接辨别，引到需要用新的科学方法解决来引入。

2．密度概念的引出。应通过直观的实验，充分发挥学生主动探究的积极性，引导学生在合作探究、小组讨论的过程中自主建构密度概念。所以，组织学生做好“探究物质的质量与体积关系”的实验是本节教学的关键。利用“比值”定义密度概念，对初中生来说有一定难度，突破此难点的方法是利用学生的最近发展区，通过类比和知识的迁移，让学生回顾利用比值定义电功率的方法来建立密度的概念。

3．密度的公式、单位。要注意公式书写的规范和变形公式的教学。但密度的单位属于组合单位，是第一次在初中物理中出现。教学时应让学生弄清密度单位的组成、符号、读法、写法。㎏/m³与g/m³之间的关系学生易混，也要加以强调。在后面的例题教学时，也要注意强调统一单位。还要运用教材中的小资料来加深学生对密度这一概念的认识。

4．密度的应用。可以用教材上的例题来进行教学，也可以补充习题，为了让学生熟练运用密度公式进行计算，解题时，应注意引导学生理清思路，启发学生“一题多解”。

【教学重点】

1．通过实验探究，学会用比值的方法定义密度的概念。

2．理解密度的概念、公式及其应用。

【教学难点】

在实验探究的基础上，利用“比值”定义密度概念，理解密度是物质的一种属性。

【教学关键】

通过组织好实验探究建立密度的概念是本节的关键点。

【教学方法】

根据本节教学内容的特点，主要采用启发和观察实验的教学方法。并配合讲授、讨论、展示等多种教学方法的综合优化，突破重点、难点。使学生成为学习的主体，同时学生的动手能力，分析能力也在实验的过程中不断提高。

【课时安排】

2课时。（第1课时学习“物质的质量与体积的关系”和“密度”，第2课时学习“密度的应用”）

【三维目标】

知识与技能：

1．理解密度的物理意义。

2．会查密度表，知道水的密度。

3．用密度知识解决简单的实际问题。

过程与方法：

1．通过实验探究活动，找出同种物质的质量与体积成正比的关系；

2．学习以同种物质的质量与体积的比值不变性来定义密度概念的科学思维方法。

情感态度与价值观：

1．通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展；

2．培养学生的合作精神，以及在交流与讨论中所持的正确态度。

3．在概念建立过程中，渗透由特殊到一般，由现象到本质的唯物辩证法思想。

【课前准备】

教师：多媒体课件、铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精、颜色相同的铁块和塑料块。

学生：托盘天平和砝码、相同体积的铜块、铁块和铝块、不同体积的铜块、铁块、铝块和肥皂块、大注射器等。

【教学设计】

（第1课时）

[导入新课]

复习铺垫：用多媒体展示下列问题，学生回答。

1．1cm³= dm³= m³

2．1．5㎏= g

3．在使用天平时应注意什么问题？

（说明：本节课要利用天平来测量物体的质量，学习密度的单位要用到体积和质量的单位，所以复习这部分的内容为新课的展开做好铺垫。）

情境导入：

教师展示：随机出示铜丝、铁丝、铝丝、一杯水、一杯酒精。（出示后放在讲桌上）

图1：铜丝 图2：食用油

问：这里有铜丝、铁丝、铝丝、一杯水和一杯酒精，你能把它们分辨出来吗？说明你是怎么分辨的？

在学生回答后，教师指出：要分辨物质，就要知道并且利用物质所具有的一些特性。如颜色、气味、软硬等，就是物质的不同特性。依据这几种特性，利用我们的眼、鼻、手等感觉器官，就能将上面五种物质分辨出来。

2．教师再出示颜色相同的铁块和塑料块。问：你有哪些方法区别它们？

引导：颜色、气味、味道、硬度等都不好区分，能不能利用一种更好的判定方法来区分这两种物质呢？同学们想不想自己找出一种方法，来区分这些物质呢？（生齐答：想。）从而引入新课

[推进新课]

一、活动与探究1：探究相同体积的不同物质的质量之间的关系。

教师让几个学生到前面来，感受一下颜色相同的铁块和塑料块的质量大小，根据质量来判断哪一个是铁块，哪一个是塑料块。从而得出相同体积的不同物质的质量不同也是物质的一种特性，可以用来鉴别物质。

（说明：也可以拿出一个已调节好的托盘天平，分别把两金属块放在两盘中，让学生说出哪个是铁块。）

说明：让学生感受体积相同的不同物质的质量是不同的，以便引导学生探索质量和体积之间的关系，从现象中寻找规律，得出结论。

师：请同学们利用桌上的器材（见图3：其中铜块、铁块、铝块的体积都是10cm³），研究一下相同体积的不同物质的质量是否相同。

图3：实验器材

将实验数据填入表格1：

表格1 （探究相同体积的不同物质的质量与体积的关系）

学生实验过程中教师巡视，发现问题是及时启发与指导。

学生实验结束后，教师选取几个小组的数据投影展示，并让其小组成员根据所测数据得出结论，并分析质量与对应体积比值的特征。

结论：相同体积的不同物质质量不同，不同物质的质量与体积的比值不同。

说明：让学生通过自己的亲自动手，获得知识，印象会更深，理解会更透，同时检查一下学生对托盘天平的使用技能的形成情况。

二、活动与探究2：探究同种物质质量与体积的关系。

在学生总结相同体积不同物质质量之间关系的基础上引出新的问题。

⑴提出问题：同种物质的质量和体积之间会有什么样的关系呢？

⑵猜想与假设：学生根据生活经验，思考：如果是体积相同的同种物质，其质量是否相等？不同体积的同种物质，其质量又怎么变化呢？

对学生提出的假设，要鼓励学生设计实验来进行探究验证。

生甲：体积相同的同种物质，其质量是相等。

生乙：物体的体积越大，质量越大。

生丙：……

⑶制定计划与设计实验

从以上的猜想出发，取铜、铁、铝、肥皂等几组物体中的一组作为研究对象，每组物体的体积不同。用天平测出它们的质量，用刻度尺测出它们的边长后计算出它们的体积，列出表来，然后以体积V为横坐标，以质量m为纵坐标，在方格纸上描点，再把这些点连起来，做出图象，并分别计算每个物体质量与体积的比值。

在实验前，应该和学生一起讨论实验过程中应该考虑的问题，如分工要明确，严格测量仪器的使用规则，读数时要认真、细心，如何记录实验数据等。

实验方案1：学生通过小组实验测量不同体积（圆柱体）铁块的质量（见图4），记录数据（记入表格2中）、绘制表格，做出图象，分析质量与对应体积比值的特征。

图4：不同体积的铁块

表格2 （探究同种物质质量与体积的关系）

实验方案2：同样测出体积成倍数关系的同种液体的质量。（也可以不是整数倍），填入表格3中。

说明：取液体时，由于学生还没学过用量筒，且量筒的使用也不是本节所要求的，所以建议可用大注射器来取不同体积的液体。此外，也可以用铜块、铝块、肥皂或其它物质来做实验。

表格3（探究同种物质质量与体积的关系）

⑷进行实验与收集证据

全班同学分成若干小组，选取不同的研究对象进行实验，分工合作共同收集证据。以小组为单位，不同小组选取不同的物质进行测量，一是可以节省时间；二是可以获得多种物质的多组数据；三是可以加强全班同学的交流，培养他们的团结合作精神。

学生实验结束后，教师选取几个小组的数据投影展示，并让其小组成员根据所测数据得出结论，并分析质量与对应体积比值的特征。在此过程中要对学生的分析给予评价，对表现好的小组要给予表扬。引导学生分析时，要突出样品的体积增加了多少倍，它的质量也增加了相同的倍数。学生讨论、比较各组的测量结果后可得出如下结论。

结论：同种物质的质量与它的体积成正比，质量与体积的比值相同。不同物质的质量与体积的比值不同。

三、密度概念的建立

师：同学们根据在上面的探究中得到的数据分析，不同物质的质量和体积的比值相同吗？

师：多媒体展示问题引导：

⑴同种类的物质，它的体积（ ），它的质量（ ），且质量跟体积的比值是（ ）。

⑵不同种类的物质，质量跟体积的比值（ ）。

生：归纳推理：

（1）同种类的物质，它的体积增大几倍，它的质量也增大几倍，且质量跟体积的比值是个定值。

（2）不同种类的物质，质量跟体积的比值是不同的。

在以上实验探究和分析的基础上，教师进一步指出：

质量和体积的比值表示单位体积的质量。同种物质的单位体积的质量是相同的；不同物质的单位体积的质量一般是不同的。可见，单位体积的质量反映了物质的一种特性。物理学中，把某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。

（板书：密度的定义：某种物质单位体积的质量叫做这种物质的密度。表示符号：ρ。）

四、密度的公式、单位、密度表

师：根据密度的定义可以得到密度的公式应该是什么呢？

生：密度等于质量除以体积。

师板书：

符号的意义及单位：

ρ──密度──千克每立方米（kg／m³）

m──质量──千克 （kg）

V──体积──立方米（m³）

说明：密度ρ的单位是由质量的单位和体积的单位决定的。国际单位制中，质量的单位是千克（kg），体积的单位是立方米（m³），密度的单位就是千克每立方米（kg／m³）。如果质量单位用克（g），体积单位是立方厘米（cm³），则密度的单位就是“克每立方厘米”（g／cm³）。

1 g／cm³＝1×10³kg／m³。

【课堂训练1】

练习1．1m³＝_____dm³＝______cm³

练习2．1．0×10³kg/m³＝________g/cm³

参考答案：1．10³，10⁶；2．1。

教师提醒学生注意对密度公式的理解：

（1）要理解公式中ρ、m、V的物理意义，记住公式。

（2）明确ρ、m、V的关系，同一种类物质m和V的比值不变即ρ值相同，不同种类物质的ρ值一般不同。

（3）ρ＝m/V是密度的定义式、计算式而不是决定式，某一种物质的ρ（密度）值与m及V无关。物质的密度由物质的种类（本身特性）决定。

⑷这个公式的得出实际上是利用了密度的概念和相应的运算法则，也就是要求出单位体积的质量应当用除法，所以同学们对物理知识的学习，尤其是一些物理公式，一定不要死记硬背，要学会运用数学方法研究物理问题。

【课堂训练2】

练习1．一瓶水倒掉一部分，则剩余部分的水的质量__________，体积___________，密度________。

练习2．判断对错：⑴一块铁锯去一半，它的密度也会减小一半。

⑵一杯水和一桶水的密度一样大。

⑶体积相同的不同物质，质量大的密度小。

⑷质量相等的不同物质，体积大的密度大。

⑸一块砖的密度是1.5 g/cm³，把它平分成两块，每块的密度是0.75 g/cm³。

练习3．根据公式ρ＝m／V，下列说法中正确的是（ ）

A．物质的密度和它的质量成正比

B．物质的质量和它的体积成正比

C．物质的质量和它的体积成反比

D．物质的密度和它的体积成反比

练习4．如图5是某种物质的质量和体积关系的图象，由图象可知，这种物质的密度是_______kg/m³。

图5

学生讨论、练习后，教师评析：

练习1．减小 减小 不变。

练习2．⑴错；⑵对；⑶错；⑷错；⑸错。

练习3．物质的密度是物质的特性之一。某种物质的密度的大小等于质量与体积的比值，对某种物质来说，这一比值是一定的，与质量和体积无关，所以A、D是错误的。而同种物体在质量和体积比值一定的条件下，体积越大，质量也越大，质量与体积成正比，所以B正确，C错误。

练习4．1．67×10³。点拨：由图象可知，当物质的体积时，其对应的质量为10g，则

练习5．（在学生板演的基础上讲评，注意点评学生解题格式是否规范）

已知：m＝1.97 t＝1.97×10³kg V＝0.25 m³

解：ρ=m／V＝1.97×10³kg / 0.25 m³＝7.9×10³kg／m³=7.9 g／cm³

答：这块铁的密度是7.9×10³kg/m³。

师：引导：大家说这块铁是不是纯净的铁，含不含其他的杂质？

生：这可以去查密度表，看看铁的密度是多少。如果我们的计算结果和密度表中铁的密度相同，则这块铁不含杂质。

师：现在请同学们查密度表，看看结果如何。

生：从表中查出铁的密度是7.9×10³kg/m³，说明这块铁不含杂质。

师：请同学们从表中查出水和空气的密度值。

生：水的密度是1.0×10³kg/m³，空气的密度是1.29 kg／m³。

师：老师这儿有一桶纯净水，它的密度应该是多少？

生：应是1×10³kg/m³。

师：请同学们记住水的密度值，以后做题时可能要用到。

师：现在我倒出一小杯，小杯中的水的密度是多少？

生：还是1×10³kg/m³，因为物质的密度与物体的质量和体积无关。

师：很好。谁还能说说密度的物理意义是什么呢？

生：密度就是物质单位体积的质量。例如铝的密度为：2.7×10³kg／m³，它的意义就是1m³的铝的质量足2.7×10³kg（或说1 cm³铝的质量是2．7g）。

师：同学们在查密度表的时候还有什么发现吗？

[生甲]我发现每种物质都有自己的密度。不同物质的密度一般是不同的。

[生乙]密度相同的不一定足同种物质，如煤油和酒精、冰和蜡。

[生丙]同一种物质在不同的状态的时候，密度也可能不一样，如水和冰。

（第2课时）

五、密度的应用

（学生复习密度的相关知识）

师：密度公式有什么用处呢？

学生讨论后得出：1．可以测量密度，从而用来鉴别物质。2．可以用来计算不便于直接测量物体的质量或体积。

【课堂训练3】

练习1：见教材16页例题。（略）

练习2：古典名著《西游记》中写道，齐天大圣孙悟空的“如意金箍棒”原是大禹治水时的一根“定海神针”，重一万三千五百斤，有二丈长短，碗口粗细。如果改用国际单位制，该棒的体积约为0.86 m³，质量约为6 750 kg。你能猜出“如意金箍棒”大概用什么物质做成的吗？

思路点拨：知道棒的质量和体积，可以求出棒的密度。由计算可知：“如意金箍棒”其实是铁做的。

说明：教师用多媒体展示题目，学生在练习本上做完后，再用视频展台展示讲评。

[拓展深化]

如果时间充足，教师可以利用参考资料进行知识深化与拓展。

1．讨论与思考：一卷细铜线，怎样能方便地知道它的长度？

2．介绍密度中的“大王”和“小鬼”。

3．介绍科学世界：细微差别中的重大发现。

[课堂总结]

教师引导学生总结本节课的收获。

2．多媒体展示本节课的重点知识。

[布置作业]

作业：

1．教材17页：动手动脑学物理的1、2、3题。

2．课外活动：探究我校体育课上用的铅球是否是用纯铅做的。

【板书设计】

【活动与探究】

课题：巧测密度。

要求：给你一个玻璃瓶、一架天平（附砝码）、足量的水和待测液体，如何测出待测液体的密度？（要求写出测量步骤及测量结果的表达式、实验应该注意的一个问题）

【教学反思】

生活离不开物理，物理离不开生活。物理知识来源于生活，最终又服务于生活。本节课从生活实际中的物质鉴别引出物理问题，最后又用物理知识来解决生活中的问题，让学生体会到物理就在身边，感受到物理的趣味和价值，体验到物理的魅力。教学中注意了学生的主体地位，让学生充分发挥自己的能力，大胆去探究，勇于发表自己的意见。本课用情境引导课堂教学，从创设情境引入，到一个个的问题情境导学，使学生在情境中体验科学的探究过程，为将来的进一步学习打好基础。