第三节密度
从容说课
密度是整个初中物理的重要基础知识，也是后面学习浮力、液体压强的基础．科学探究方法的学习和掌握是物理课程的目标，同样也是物理教学的重要内容．
在生活中，学生对密度已有了一些相关的知识和经验，如同样大小的(体积)的铁棒和木棒比较，铁棒比木棒要重，油比水轻……教材中提出了两个问题：体积相同的不同物质，质量不同；质量相同的两个物体，体积也不同．由此激发学生的疑问，也激发学生的探究欲望．至此可以鼓励学生大胆推测、猜想和假设，至于推测和猜想是否有意义才由教师引导下进行，但不受限制．
教学目标
一、知识目标
1．理解密度的概念、公式和单位，尝试用密度知识解决简单的问题．
2．会查密度表，知道水的密度．
3．理解密度的物理意义．
二、能力目标
1．通过对密度知识的探究与测量培养学生谨慎细致、实事求是的科学态度和团结合作的精神．
2．通过密度知识的广泛应用激发学生的学习兴趣，培养学生善于运用物理知识解决日常生活中的实际问题的能力．
3．培养学生留心观察身边的物理现象，乐于探究日常现象中物理道理的科学精神．
三、德育目标
密度反映的是物质本身所具有的特性．通过探究活动，使学生对物质属性的认识有新的拓展．
教学重点
1．密度的概念，密度是物质的一种特性．
2．密度公式．
教学难点
1．密度是物质的一种属性．
2．密度公式的理解．
教学方法
1．观察法：使学生从日常生活现象或生活经验上注意密度．
2．实验法：通过探究实验，归纳出物体的质量、体积、密度三个物理量之间的关系，体会描述物质性质的方法．
教具准备
天平，砝码，体积相同的木块、铁块、铝块(或其他的物体)，投影仪及投影片．
课时安排
1课时
教学过程
一、引入新课
[师]上节课同学们已学会了使用天平，现在请同学们利用你面前的天平分别测几个物体的质量．
[想想做做]
[师]同学们可先观察面前的铁块、木块和铝块，看看有什么发现．
[生]看上去铁块、铝块、木块的大小一样，它们的体积应该相等．
[师]能不能具体测量一下，看看体积到底是多少呢?
[生]这三种物体都是规则的物体，可以用刻度尺分别测出它们的长、宽和高就可以算出它们的体积了．
[师]请同学们利用刻度尺测量，并进行计算．
(学生测量，老师巡视并适当指导)
[师]通过测量和计算，同学们的猜测准确吗?
[生]通过测量数值后的计算，结果三个物体的体积相同，因此我们的猜测是正确的．并且通过测量，我们学会了一种测量规则物体体积的方法．
[师]同学们接着用天平测量这三种物质的质量，看看会有什么发现．
(学生操作，教师巡视指导，结束后交流结果)
[生]通过测量发现，体积相同的铁块、铝块、木块质量不相同．
[生]体积大小一样，但种类不同的物质，质量是不一样的．
[师]关于这样的称量结果，你受到了什么启示?有什么疑问吗?
[生]体积相同、种类不同的物质质量是不同的，如果是质量相等的不同物质体积会怎样呢?
[生]同一种物质的质量和体积会有什么关系呢?
二、新课教学
1．密度的概念
[演示实验]
[师]老师这儿有一部分酒精和水，还有两个完全相同的小烧杯，我们可以用来比较相同质量的不同物体的体积．哪位同学可以给老师提一个建议?怎样做?
[生]将两个完全相同的烧杯分别放在已调平衡的天平的两端，在两个烧杯中分别加入水和酒精．当天平再次平衡后，两杯中酒精和水的质量相同．然后再比较酒精和水的体积的大小．
[生]也可以将天平调平衡后，在天平盘上先放上确定的砝码质量，将完全相同的两只烧杯依次放在天平的另一个盘上，分别加酒精和水，当装酒精的烧杯和装水的烧杯都能使天平平衡时，两杯中酒精和水的质量也相等，这时也可以比较相同质量的酒精和水的体积．
[师]同学们的办法很好，有人愿意上台演示给大家看吗?
(两名同学上台演示，同学们仔细观察，并分析交流)
[师]通过观察演示，同学们有什么收获?
[生]实验结果说明，相同质量的不同物质体积是不相同的．
[生]通过这样的实验，我还学会了一种测量液体质量的方法．先测出烧杯的质量m0，再测出装入液体后的总质量m，则被测液体的质量为m-m0.
[师]通过同学们的努力我们了解了体积相同的不同种类物体的质量不同；质量相同的不同种类的物体的体积也不相同，那么同种物质的质量和体积又有什么关系呢?
[探究]同种物质的质量和体积的关系．
[师]请同学们自己选择合适的器材，设计实验并进行实验．
(学生选择、设计并进行实验，教师巡视指导、参与学生的活动．然后各组进行交流)
第一组：
我们组选择了几个大小不同的规则木块．
(1)首先将选择好的木块由小到大编上序号．
(2)用刻度尺分别测出每个木块的长、宽和高，并计算木块的体积．将体积值填入教材表格中对应的位置．
(3)用天平分别测出几个木块的质量，填入表格中对应的位置．
(4)以体积V为横坐标，质量则为纵坐标在方格纸上描点，然后把这些点连接起来，作出来的图象是一条直线．
(5)分析表格中的数据，能发现木块体积增大时，质量也增大．从图象上分析比较，同一种木块的质量和体积是一种正比例的关系，不同体积的木块的质量和体积的比值是一个不变的值．
[结论]同种物质的质量和体积具有线性关系，体积越大，质量越大，质量和体积成正比．这个结论和我们的猜想基本一致．
第二组：
我们组分别选择了两种材料做实验，用大小不同的规则的木块和大小不同的不规则的铝块分别实验．
(一)测木块的体积和质量的方法与第一组完全相同．
(二)测不规则铝块的体积时我们用了量筒和水．
(1)将水放入量简中，记下量筒中水的体积V0．
(2)将被测铝块浸没在水中，记下此时量简中水面指示的体积V′，则被测铝块的体积就是V=V′-V0．
(3)依次测出铝块的体积填入数据表格(如图)．
(4)用天平测出铝块的质量，填入表格中对应的位置上．
(5)根据表格中的数据，在书上的方格纸上指出木块和铝块对应的点，并将这些点连起来，得到的图象是两条直线(如图)．
分析：从图象上可以看出，向一种物质质量和体积的关系是成正比例的，即质量和体积的比值是一个定值．不同物质的质量和体积的比值是不同的．
[结论]同种物质的质量和体积具有正比例的关系．
[师]其他组有没有不同的做法，可以继续交流．
第三组：
我们组选择了一组蜡和一组规则的木块，将蜡削成和木块体积相同的几块．测它们的质
量，得到的结论和前面两组同学的相同．
第四组：
我们组选择了木块和水实验，测木块的质量和体积的方法与第一组相同．利用量筒和天平分别测出了水的体积和质量，得到的结论和前面几组都相同．
[师]请同学们注意教材P13，方框中的内容．体积为零时，质量如何?
[生]体积为零时，这个物体就不存在，所以其质量也为零，所以在方格纸上作出的图象都会过原点．
[想想做做]
[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?
[生]同一种物质质量与体积的比值是一定的，物质不同时，其比值不同．
[生]质量跟体积的比值等于单位体积的质量．同种物质单位体积的质量相等，不同种类物质单位体积的质量一般不同．
[师]可见单位体积的质量反映了物质的特性．物理学中就用密度(density)表示这种特性．
(板书)单位体积的某种物质的质量叫做这种物质的密度．
2．密度的公式、单位
[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．密度=
[投影]密度的公式：ρ=m/V
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．
教师提醒学生注意：
(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，同一类物质m和V的比值不变即ρ值相同，不同类物质的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．
[投影]
练习1：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2：一块铁的质量是1．97 t，体积是0．25 m3，这块铁的密度是多少?
学生讨论练习后教师评析：
练习1：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2：(在学生板演的基础上讲评)
已知：m＝1．97t＝1．97×103kg V＝0．25m3
求：ρ
解:ρ=m／V＝1．97×103kg/0.25m3
=7.9×103kg／m3=7．9 g／cm3
答：这块铁的密度是7．9×103kg/m3．
[师]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，看看铁的密度足多少．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]从表中杏出铁的密度是7．9×103kg/m3，说明这块铁不含杂质．
[师]请同学们从表中查山水和空气的密度值．
[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]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．如铝的密度为2．7×103kg／m3，它的意义就是1 m3的铝的质量足2．7×103kg(或说1 cm3铝的质量是2．7 g)．
[师]同学们在查密度表的时候还有什么发现吗?
[生]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]密度相同的不一定足同种物质，如煤油和酒精、冰和蜡．
[生]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．
[师]同学们观察得非常仔细，总结得也很好．下面同学们一起来做一个练习，作为我们这节课的结束．
[投影]教材P14例题．
提醒同学们练习完后对照教材P15的解法，并注意教材中提示注意的问题．
三、小结
这一节课我们研究了密度的问题，首先我们通过一个实验了解了密度的概念，并且了解了密度是物质的一种特性．对于同一种物质在一定条件下，密度是个常数．密度表示单位体积下某种物质的质量，而密度公式中密度是由物质的质量和体积的比值求出的，而不是由它的质量多少或它的体积大小决定的，因此不能说物质的密度与它的质量成正比，跟它的体积成反比．
四、动手动脑学物理
1．解：a=1．7m b=0．5m c=0．3m
查表得水的密度ρ水＝1．0×103kg／m3
V=abc=1．2 m×0．5 m×0．3 m=0．18 m3
由ρ＝m/V得m=ρ水 V＝1．0×103kg／m3×0.18 m3=180 kg
2．略
3．解：V＝2．5L＝2．5×10-3m3
查表得ρ水＝1×103kg／m3 ρ汽油=0．71×103kg／m3
由ρ＝m／V得：
装水时：m水＝ρ水=1．0×103kg／m3× 2．5×10-3=m3＝2．5 kg
装汽油时：m汽油=ρ汽油＝0．71×103kg/m3× 2．5×10-3m3＝0．71 kg
五、板书设计