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1、八年級(jí)物理 第2節(jié) 物質(zhì)的密度教案
(一)教學(xué)過(guò)程
本節(jié)分為兩個(gè)教學(xué)板塊:(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究體積相同的不同物質(zhì),質(zhì)量不同;通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究同種物質(zhì)單位體積的質(zhì)量相等,由此引出密度的概念、公式和單位;(2)密度的應(yīng)用。
1.實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程設(shè)計(jì)
“密度”是初中物理的重要內(nèi)容之一,它在今后學(xué)習(xí)液體壓強(qiáng)、浮力以及高中氣態(tài)方程等方面都有廣泛的應(yīng)用。同時(shí),“密度”對(duì)于初二學(xué)生來(lái)說(shuō),又是一個(gè)比較抽象、比較難懂的概念。初二學(xué)生如對(duì)此概念弄不清楚,將影響以后有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)。為了使學(xué)生更好地理解密度概念,教科書設(shè)計(jì)了對(duì)密度概念建立過(guò)程的實(shí)驗(yàn)探究,使學(xué)生經(jīng)歷“密度”概念的建立過(guò)程。
(1) 創(chuàng)設(shè)情境
2、
“是鐵重還是木頭重?”從這一問(wèn)題出發(fā),很多學(xué)生會(huì)像小聰一樣,提出猜想:體積相同的不同物質(zhì)可能質(zhì)量不同,并進(jìn)一步思考,這里包含有什么道理呢?
(2) 制定計(jì)劃,進(jìn)行探究
收集日常生活中體積不相同的不同物質(zhì)比較容易,所以小聰制定了收集生活中的一些小物品進(jìn)行探究的計(jì)劃。
在制定計(jì)劃時(shí),需要教師引導(dǎo)。首先讓學(xué)生思考:鐵塊和木頭誰(shuí)重?怎么比較鐵塊和木頭誰(shuí)重?由此引導(dǎo)學(xué)生制訂用天平、刻度尺和量筒測(cè)量這些小物品的質(zhì)量和體積,然后計(jì)算1cm3物體的質(zhì)量的設(shè)計(jì)方案。
可讓學(xué)生分成幾個(gè)小組,進(jìn)行探究。對(duì)于測(cè)量小物體的體積,學(xué)會(huì)使用量筒是學(xué)生繼續(xù)探究的前提??梢越M織學(xué)生閱讀教科書第117頁(yè),學(xué)習(xí)量
3、筒的使用方法。
(3) 分析論證,得出結(jié)論
每個(gè)小組的測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)量少,總結(jié)不出規(guī)律。必需匯總各小組數(shù)據(jù),填入教科書第118頁(yè)表中,才能顯示出規(guī)律性的結(jié)論: 1cm3質(zhì)量相同的物體都是由相同的材料組成的。
對(duì)這個(gè)結(jié)論,教師要引導(dǎo)學(xué)生思考:“ 1cm3物體的質(zhì)量”有什么意義?應(yīng)使學(xué)生悟出“ 1cm3 物體的質(zhì)量”可以區(qū)別不同的物質(zhì),并進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到這是一個(gè)描述物質(zhì)特性的物理量,由此給出密度的概念。
根據(jù)密度的定義,可以推知密度的公式ρ=m/V。
對(duì)于教學(xué)的實(shí)施過(guò)程,需要有以下幾點(diǎn)說(shuō)明。
① 密度的公式:密度 = 質(zhì)量體積,ρ=mV 這個(gè)公式的得出實(shí)際上是利用了密度的概念和相
4、應(yīng)的運(yùn)算法則,也就是要求出單位體積的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)用除法,所以學(xué)生對(duì)物理知識(shí)的學(xué)習(xí),尤其是一些物理公式,一定不要死記硬背,要鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)方法研究物理問(wèn)題,建立正確的物理模型,明確同種物質(zhì)密度跟質(zhì)量不成正比,跟體積不成反比的結(jié)論。密度是物質(zhì)的特性,對(duì)同一種物質(zhì)來(lái)說(shuō),在一定條件下,密度是一個(gè)常數(shù)。密度表示的是單位體積的某種物質(zhì)的質(zhì)量,例如鋁的密度是 2.7 ×103kg/m3 ,它的意義是 1m3的鋁的質(zhì)量是2.7×103kg ??梢?jiàn)物質(zhì)的密度是用物質(zhì)的質(zhì)量和它的體積的比值求出的,而不是由它質(zhì)量的多少或它體積的大小所決定的。因此不能說(shuō)物質(zhì)的密度跟它的質(zhì)量成正比,跟它的體積成反比。例如一塊鋁切去一半,
5、剩下一半的密度是否發(fā)生了變化呢?沒(méi)有,因?yàn)楫?dāng)這塊鋁切去一半時(shí),體積變?yōu)樵瓉?lái)的1/2,質(zhì)量也變?yōu)樵瓉?lái)的1/2,但m/V的值即ρ并沒(méi)有發(fā)生變化。
② 密度是反映物質(zhì)特性的物理量,物質(zhì)的特性是指物質(zhì)本身具有的而又能相互區(qū)別的一種性質(zhì)。密度描述的是:各種物質(zhì)在體積相同的條件下,所含的質(zhì)量不相等的特性。各種物質(zhì)都有一定的密度,不同物質(zhì)的密度一般不同。物質(zhì)的密度與該物質(zhì)組成的物體的質(zhì)量、體積、形狀、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)。由于物體在溫度發(fā)生變化時(shí),體積會(huì)發(fā)生變化(即物體有熱脹冷縮的性質(zhì)),而質(zhì)量不變,則物體的密度要隨溫度的改變而改變,在物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化時(shí)(例如水結(jié)成冰)密度一般有變化。例如一塊鐵,它的溫度升高了
6、,體積會(huì)膨脹,但是質(zhì)量沒(méi)變,這樣根據(jù)ρ=m/V ,公式中分子不變,分母變大,分?jǐn)?shù)值應(yīng)當(dāng)變小,所以密度會(huì)變小。
上邊這些變化有時(shí)比較小,比如鐵塊溫度升高,在溫度變化不太大的情況下,可以不考慮密度的變化。但有些變化較大就必須強(qiáng)調(diào)條件,比如氣體的密度,在密度表中就限定了條件,是0℃及1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下。正是由于這樣,我們說(shuō)密度是物質(zhì)的特性,并不是說(shuō)物質(zhì)的密度是永遠(yuǎn)不變的,它還是隨外界條件的改變而要發(fā)生變化的。前面我們講的質(zhì)量是物體的屬性,屬性是不隨外界條件的改變而改變的,質(zhì)量與形狀、狀態(tài)、位置無(wú)關(guān)。各種物質(zhì)都有一定的密度,指的是在一定溫度和狀態(tài)下。今后我們討論的問(wèn)題,大多是溫度變化不大的情況,可以把密度視為定值。
③ 密度的單位是由質(zhì)量單位千克和體積單位立方米組成,屬?gòu)?fù)合單位。這是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn),有必要特別強(qiáng)調(diào)一下,幫助學(xué)生理解和掌握。
對(duì)一些常見(jiàn)物質(zhì)的密度,學(xué)生要了解,會(huì)查密度表中的密度值。另外教師可再補(bǔ)充介紹一些生活中常見(jiàn)的密度值,宇宙中某些恒星的密度等,同時(shí)介紹英國(guó)物理學(xué)家瑞利發(fā)現(xiàn)氬氣從而獲諾貝爾物理獎(jiǎng)的科學(xué)史,激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲望并不斷探索。
2.密度的應(yīng)用
在生活和生產(chǎn)中密度的應(yīng)用很廣,例如可以根據(jù)密度的大小鑒別物質(zhì),通過(guò)測(cè)定密度,發(fā)現(xiàn)新材料,估測(cè)礦山、油田的儲(chǔ)量等。教師可以結(jié)合教科書第120頁(yè)的圖6-2-4講解。