《测量物质的密度》教案1.docx

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《测量物质的密度》教案1

《测量物质的密度》教案

一、教学目标

（一）知识与技能

1．通过实验进一步理解密度的物理意义。

2．学会用量筒测固体和液体的体积。

3．学会用天平和量筒测固体和液体的密度。

（二）过程与方法

1．通过探究活动学会测量液体和固体的密度。

2．学会利用物理公式间接地测定一个物理量的科学方法。

（三）情感态度和价值观

1．养成物理知识与实际相联系的意识和习惯，在实际物理情境中体会物理过程，学习物理知识。

2．通过对测量固体和液体密度过程中，从产生误差的角度进行评估，培养学生严谨的科学态度。

二、教学重难点

本节内容是学生在学习了质量和密度的概念以及密度计算公式后进行，具体包括了量筒的使用、测量固体的密度和液体的密度这些知识。

让学生掌握利用密度公式间接测量物质的密度，培养实验操作能力，本节课起到了巩固前面所学内容的作用，是密度知识在生活中应用的体现，也有助于以后压强、浮力知识的学习。

测量物质的密度是初中阶段的一个重要实验，对培养学生的实验能力有重要作用。

在这个实验中，要求学生在前面学习质量、密度概念的基础上，进一步熟悉天平的使用，并学会量筒的使用方法。

学会利用物理公式间接地测定某个物理量的方法。

在实验过程中规范操作步骤，培养严谨的科学态度。

要能理解实验原理、注意实验仪器的选取和使用、实验步骤的设计、数据的采集、根据数据得出结果以及对实验结果从产生误差的角度进行评估，这些对学生实验能力的培养是十分重要的。

教学重点：

用量筒测物体的体积，测量固体和液体的密度。

教学难点：

测量固体和液体的密度实验中，从产生误差的角度进行评估。

三、教学策略

在学本节课之前，学生对质量有了初步的认识，学习了测量质量的工具──天平的使用方法，对密度概念与计算公式已有所了解。

因为已经熟练掌握了温度计的读数方法，可以直接通过观察结构得出用量筒测液体体积的方法，学生观察思考就能操作，重点是引导学生观察水面的形状，水面是凹形的，读数时视线要以凹形液面的最低处相平。

对于测量固体和液体的密度，同学们也能设计出大致方案，但在该实验中如何减小实验误差、制定最佳测量方案，学生不是很容易注意到，所以教学时要注重引导学生对实验结果从产生误差的角度进行评估。

实际进行测量固体或液体密度实验时，可以让学生自主设计实验步骤，教师可以利用画简图的方法，把设计方案画出了，先不作评价，然后引导学生分析哪一步骤会造成物理量增大或减小，从而得出最佳方案。

四、教学资源准备

多媒体课件、天平、砝码、量筒、小石块、盐水等。

五、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课（5分钟）

故事引入：

前几天，邻居王大妈在路边捡了一条金灿灿的项链，她不知道这项链是不是金的，想让老师帮她鉴定一下。

同学们，怎样鉴定这条项链是不是金的？

你能不能帮老师想一个办法？

讲解：

从密度表可知，各种物质的密度是一定的，不同物质的密度一般不同，要知道一个物体是什么物质做的，就要测量出它的密度，再把测得的密度跟密度表对照一下就知道该物质是什么了。

那么，如何测量物质的密度呢？

今天我们就一起来学习测量物质密度的方法。

思考：

根据我们学过的密度公式，要想测量物质的密度需要测量哪些物理量？

需要哪些测量工具？

项链的形状不规则，怎样测量它的体积呢？

这需要利用量筒。

学生交流、讨论后回答：

金的密度与其他物质不同，可以测量项链的密度，看它是否与金的密度相等。

学生回答：

根据密度公式

，要测量物质的密度需要测量物体的质量和体积。

测量质量需要天平，测量长方体的体积可以利用刻度尺测量长、宽、高，然后计算出体积。

通过故事创设情景，引出密度测量问题。

激发学生的学习兴趣。

新课教学（30分钟）

一、量筒的使用

请学生观察实验台上的量筒，思考下面几个问题：

（1）利用量筒能测量什么物理量？

（2）这个量筒是以什么单位标度的？

毫升（mL）和立方厘米（cm3）之间是什么换算关系？

（3）该量筒的最大测量值（量程）是多少？

量筒的分度值是多少？

（4）课本图6.3-1中画出了使用量筒读数时的几种做法。

请指出哪种做法正确，哪种错误，它们分别错在哪里？

学生练习使用量筒测量一下烧杯里水的体积。

向量筒内倒入适量的水，观察水面的形状，读出它的示数。

思考：

怎样用量筒测出形状不规则的项链的体积？

先说出具体的步骤，然后实际操作。

学生能够想到的步骤：

（1）把项链放进量筒，倒进一些水，读出总体积；

（2）再把项链拿出，读出剩下水的体积，两个的差就是项链体积。

老师引导学生分析：

上面的步骤能测出项链的体积。

不过，有几个问题还需要仔细思考：

（1）要把项链从量筒取出，最好先在项链上拴好细线。

拴细线同样能让项链轻轻滑入量筒，避免损坏仪器。

就是说实验还要注意安全，包括人身安全和仪器安全。

为什么要用细线？

一是便于放进去，取出来，二是误差小。

（2）向量筒水时，倒进多少水比较合适？

（3）把项链取出时，项链上会不会沾有水，这样会使测量的体积偏大还是偏小？

（4）注意到上面的三条，怎样改进实验步骤？

引导学生总结出测量固体体积的正确步骤：

（1）在量筒中加入适量的水，读出水的体积V1；

（2）用细线拴好固体，轻轻放入量筒中，读出总体积V2；

（3）计算出固体体积V=V2-V1。

学生讨论后回答：

（1）利用量筒能测量液体和固体的体积。

（2）一般量筒是以毫升为单位标度，1毫升=1立方厘米。

（3）量筒的最大测量值是100mL，量筒的分度值是1mL。

（4）甲正确，乙、丙错误。

乙会使读数偏大，丙会使读数偏小。

学生操作并读数。

水不能太少，要能把项链浸没；也不能太多，水面超过量筒最大刻度没法测体积。

项链要带走一些水，使剩下水的体积变小。

这样会使测得的体积偏大。

学生设计实验步骤。

有了前面学习的温度计、刻度尺作基础，学生能够顺利完成对量筒的知识迁移。

培养学生测量过程中的误差意识，为下面测量固体和液体密度中也要注意测量误差做铺垫。

二、测量小石块的密度

先让学生自行设计实验步骤：

1．调节好天平，用天平测量出小石块的质量m；

2．在量筒中装入适量的水，读出水的体积V1；

3．把用细线吊着的小石块浸入到量筒的水中，读出水的体积V2；

4．利用公式计算出小石块的密度

。

针对上面的实验步骤，引导学生思考：

（1）能不能先测小石块的体积，然后测量它的质量？

（2）测量小石块的体积时，能不能先测量总体积，再测量水的体积？

让学生按上面的步骤测量小石块密度，并把数据记录在下面的表格中。

石块质量m（g）

量筒中水的体积V1（cm3）

放入石块后的总体积V2（cm3）

石块体积V（cm3）

石块密度ρ（g/cm3）

思考：

蜡块不沉入水中，也能用天平和量筒测出蜡块的密度吗？

想想有什么好办法？

方法一：

实验：

测定密度比水小的石蜡的密度。

方法：

压入法测体积。

器材：

天平、量筒、水、细铁丝、石蜡。

步骤：

①用天平称出石蜡块质量m；

②在量筒中倒入适量的水，记下水的体积V1；

③把石蜡放入量筒水里，用一根细铁丝把石蜡压入水中，记下这时量筒中水面达到的刻度值V2，两次读数之差V＝V2－V1；

④根据公式

，求出石蜡密度。

方法二：

实验：

测定密度比水小的石蜡的密度。

方法：

悬垂法测体积。

器材：

天平、量筒、水、金属块、石蜡。

步骤：

①用天平称出石蜡块质量m；

②在量筒中倒入适量的水，在细线上系上石蜡和金属块，先把金属块沉入水中测出金属块和水的总体积V1；

③把上面石蜡也沉入水中，测出水、金属块、石蜡的总体积V2，两次读数之差V＝V2－V1；

④根据公式

，求出石蜡密度。

学生可能会设计出不同的实验步骤，先让他们说出来或者写出来。

一会儿教师引导他们对实验步骤做出评估。

学生思考并回答：

（1）如果先测小石块的体积，则小石块上会沾有水，测量它的质量会偏大。

（2）测量小石块的体积时，如果先测量总体积，则把小石块从水中取出时会沾水，使测量的小石块体积偏大。

在测量固体密度实验中，从产生误差的角度进行评估，培养学生在设计实验时有控制误差的意识和能力。

三、测量盐水的密度

学生自己用盐和水配制一杯盐水，利用天平和量筒测量所配制的盐水的密度，先设计实验步骤然后进行实验。

多数学生设计的实验步骤如下：

（1）用天平测出空烧杯的质量m1；

（2）将盐水倒进烧杯，用天平测出装有盐水的烧杯的总质量m2；

（3）将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V；

（4）计算出盐水的密度：

。

引导学生对上述实验过程进行了评估：

实验原理正确，实验器材使用恰当，操作过程规范，读数准确，计算无误，得出的盐水密度也是不准确的。

因为在操作过程中，烧杯中的盐水不可能全部倒入量筒中，多多少少会有一点儿盐水沾在烧杯内壁上。

应该怎么办呢？

注意到了上述因素，有同学提出了改进方案：

（1）用天平测出量筒的质量m1；

（2）将适量的盐水倒入量筒中，测出盐水的体积V；

（3）用天平测出盐水和量筒的质量m2；

（4）计算出盐水密度

。

单纯从减小误差的角度来考虑，上述步骤是正确的。

但上述步骤忽略了另一重要因素──安全性。

因为量筒又细又高，底座面积又小，放在晃晃悠悠的天平上，一不留神就会翻倒。

安全性──包括人身安全和实验仪器安全，应是实验者考虑的首要因素。

既然烧杯中的水无法全部倒入量筒，我们不妨让它多剩一些，测出烧杯和剩下的盐水的质量，可知倒出去的盐水质量，倒出去的盐水体积可由量筒直接测出，这样就可算出倒出去的盐水的密度。

正是这样经历多次设计，多次评估，考虑到各种因素，确定了测量盐水密度的最佳方案：

（1）将适量的盐水倒入烧杯中，测出烧杯和盐水的质量m1。

（2）把烧杯中的一部分盐水倒入量筒中，用天平测出烧杯和剩余盐水的质量m2。

（3）测出量筒内盐水的体积V。

（4）计算出量筒中的盐水密度（与配制的盐水密度相同）

。

这种方法避免了因盐水沾在容器壁上所引起的误差，保证m1、m2测量准确，V读数准确。

让学生按上面的步骤测量盐水的密度，并把数据记录在下面的表格中。

烧杯和盐水总质量m1（g）

剩余盐水和烧杯总质量m2（g）

倒出盐水的质量m（g）

倒出盐水的体积V（m3）

倒出盐水的密度ρ（g/cm3）

学生可能会设计出不同的实验步骤，先让他们说出来或者写出来。

一会儿教师引导他们对实验步骤做出评估。

学生对实验步骤进行改进设计。

学生对实验步骤进行最终设计。

在测量固体密度实验中，从产生误差的角度进行评估，培养学生在设计实验时有控制误差的意识和能力。

培养学生安全操作实验仪器的意识。

在测量液体密度实验中，从产生误差的角度进行评估，培养学生在设计实验时有控制误差的意识和能力。

课堂小结（5分钟）

通过这节课你学到了什么？

学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。

梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。

梳理本节知识形成一个完整的知识体系。

同时也可以帮助学生记忆。

《测量物质的密度》同步试题

江苏丰县初级中学　杨　雷

一、选择题

1．量筒做得细而高，不做成粗而矮的形状，这主要是因为（　　）

A．实验中，细高的量筒便于操作

B．细高的量筒可以做出相对较大的底座，增加稳度

C．细高的量筒与粗矮的相比，相应的刻度间隔较大，便于准确地读数

D．粗矮量筒中的液体较多，筒壁所受压强较大，需用较厚的玻璃，因而不便读数

答案：

C

解析：

细的量筒横截面积小，对应相同的体积变化，液面高度变化大，读数越准确。

2．（2014·济宁）小梦参加了5月份的实验操作考试。

下表中记录的是小梦与其他三位同学测出的小石块的密度（注：

经查密度表可知，石块的密度为2.50g/cm3）。

下列说法正确的是（　　）

考试

小梦

小满

李明

张杨

小石块的密度

2.45g/cm3

2.52g/cm3

2.56g/cm3

2.60g/cm3

A．四位考生的实验都失败了，因为密度表中石块的密度为2.50g/cm3

B．只有小满的数据可以接受，因为他的数据最接近密度表中的数据

C．只有张扬的数据不可以接受，因为他的数据偏差最大

D．只要实验操作正确，数据真实，上述数据均有效

答案：

D

解析：

在实验中，只要操作正确，数据便是真实的。

几个组数据的不同，是因为在测量过程中存在误差的原因。

故ABC选项错误，D选项正确。

3．实验室里有四种规格的量筒，下列每组答案中的前一个数据是量筒的量程，后一个数据是它的分度值，想要尽可能精确地一次量出100g密度为0.8×103kg/m3的酒精，应选用的合适量筒是（　　）

A．500mL、50mL　　B．100mL、2mL　　C．250mL、5mL　　D．400mL、10mL

答案：

C

解析：

量筒是用来测量体积的仪器，使用时要首先观察它的量程和分度值。

试题中知道酒精的质量，根据公式

可以求出酒精的体积。

因为要一次量取酒精，因此答案B不符合要求。

量程为500mL、250mL和400mL的量筒好像都可以使用，但考虑到要尽可能精确的量取，量筒的分度值越小越精确，因此要选用量程为250mL，分度值为5mL的量筒较合适。

4．（2014·衡阳）仅使用以下各组器材中，不能测出长方体金属块密度的是（　　）

A．刻度尺、天平和砝码

B．天平和砝码、量筒、水、细线

C．弹簧测力计、刻度尺、细线

D．刻度尺、水、细线、烧杯

答案：

D

解析：

根据密度计算公式

，要测出长方体金属块的密度，需测出其质量和体积。

长方体金属块质量可以用天平测量，或利用弹簧测力计测量长方体金属块的重力，再来计算质量；长方体金属块体积测量方法很多：

①因为长方体金属块形状规则，可用刻度尺测出边长，然后计算体积；②用量筒测量长方体金属块体积；③或用同体积的水等效替代的方法，将长方形金属块放入装满水的烧杯中，测量溢出水的质量算出溢出水的体积；④或根据阿基米德原理测量，算出长方体金属块完全浸没时排开液体的体积。

5．（2014·武汉）为了测盐水的密度，某实验小组制定如下的实验计划：

①在烧杯中装入适量盐水，测出它们的总质量；②将烧杯中一部分盐水倒入量筒中；③测出量筒中盐水的体积；④测出烧杯和剩余盐水的质量；⑤测出空烧杯的质量；⑥根据实验数据计算盐水的密度。

以上实验步骤安排最合理的是（　　）

A．①②③④⑥

B．⑤①②③⑥

C．①②④③⑤⑥

D．⑤①②④③⑥

答案：

A

解析：

先测空烧杯质量，将液体倒入烧杯测出液体烧杯总质量，再将液体倒入量筒测体积，这种做法因烧杯壁粘液体，测出的体积偏小，算出的密度偏大。

因此测盐水等液体密度的实验步骤安排最合理的是：

①在烧杯中装入适量盐水，测出它们的总质量；②将烧杯中一部分盐水倒入量筒中；③测出量筒中盐水的体积；④测出烧杯和剩余盐水的质量；⑥根据实验数据计算盐水的密度。

6．在用天平和量筒测量某种食油的密度时，以下操作步骤中，不必要且不合理的是（　　）

A．用天平测出空烧杯的质量

B．取适量的油倒入烧杯中，用天平测出杯和油的总质量

C．将烧杯中的油倒入量筒中，测出倒入量筒中的油的体积

D．用天平测出烧杯和剩余油的总质量

答案：

A

解析：

我们在设计实验步骤的时候，必须具有可操作性和科学性，并能力求减少实验的误差。

因此，本题就应该先测烧杯和油的总质量，再测出倒出油后的杯子质量，这样两者之差就是倒出油的质量，而此时量筒内油的体积也就是倒出的油的体积，有利于减小实验误差，因而用天平测出空烧杯的质量是不必要且不合理的。

7．小明为测量老陈醋的密度，设计了以下实验步骤：

①用天平测出空量筒的质量；②向量筒内倒入适量的醋，测出醋的体积；③用天平测出量筒和醋的总质量。

对于上述实验步骤所持的观点应该是（　　）

A．所测出的醋的体积一定不准确，不可取

B．能够测出醋的密度并且步骤合理

C．测出的醋的密度偏大，不可取

D．量筒放在天平上容易倾斜，落地摔碎，不宜提倡

答案：

D

解析：

量筒是测量液体体积的工具，形状细而长，放在天平上在调节的过程中很容易倾斜而摔碎，盛放液体一般用小烧杯或玻璃瓶，依据实际操作中保护器材不受损坏的做法来选择。

8．某班同学收集到一块火山岩标本，他们使用天平、盛水量筒和绳子测火山岩的密度时，出现不规范操作，下面有些操作会造成测量值偏大或偏小，其中造成测量值偏小的步骤是（　　）

A．用绳子扎住这块火山岩，浸没在量筒的水中后测它的体积

B．测量过程中观察量筒读数时，视线均与液面相平

C．测火山岩体积时发现火山岩吸水性很强

D．测完火山岩体积，将其取出立即放在天平的盘中称质量

答案：

A

解析：

本题所测的石块──火山岩，与平常的石块不同，火山岩质地疏松，吸水性强，在用排水法测它的体积时易造成偏差，这种偏差主要是：

（1）对质量测量的偏差。

先放入水中测体积后，火山岩吸收了较多的水，再测质量时，火山岩的质量测量值比真实值大。

（2）体积测量偏差。

当干的火山岩放入水中后吸收了较多水，使得量筒中的水变少，示数增加的值偏少，测量得到的火山岩体积的测量值比真实值小。

二、填空题

9．三位同学在用量筒测液体体积时，读数情况如图1所示，其中________同学读数正确，量筒中液体体积为________mL。

图1

答案：

乙　60

解析：

使用量筒读数时，视线要与量筒内水面凹形底部相平，俯视会使读数偏大，仰视会使读数偏小。

10．（2014·呼伦贝尔）小红为了测量某种液体的密度，进行了如下实验：

图2

（1）将天平放在水平台面上，将游码移到标尺的零刻线处。

横梁静止时，指针指在分度盘中央刻度线的左侧，如图2甲所示。

为使横梁在水平位置平衡，应将横梁右端的平衡螺母向_______端移动。

（2）将盛有适量液体的杯子放在调节好的天平左盘内，测出杯子和液体的总质量为128g。

然后将杯中液体的一部分倒入量筒中，如图2乙所示，则量筒中液体的体积为_______cm3。

（3）再将盛有剩余液体的杯子放在天平左盘内，改变砝码的个数和游码的位置，使天平横梁再次在水平位置平衡，此时右盘中砝码质量和游码在标尺上的位置如图2丙所示，则杯子及杯内剩余液体的总质量为_______g。

（4）根据上述实验数据计算液体的密度为______________kg/m3。

答案：

（1）右　　

（2）60　　（3）62　　（4）1.1×103

解析：

（1）从甲图看出，指针指在分度盘的左侧，说明天平的右端上翘，平衡螺母向上翘的右端移动。

（2）量筒中液体的体积是：

V=60mL=60cm3。

（3）烧杯和剩余液体的质量：

m'=50g+10g+2g=62g，倒入量筒中液体的质量：

m=m总-m'=128g-62g=66g。

（4）液体的密度：

。

11．小明去某古镇旅游时发现，米酒是当地的一种特产。

小店卖米酒和卖酱油都用竹筒状的容器来量取，但量取相同质量的米酒时所用的器具比量取酱油的要大一点，如图3所示。

请你利用所学的物理知识对这种现象做出解释：

_________。

图3

答案：

米酒的密度小于酱油的密度，质量相等的米酒的体积就要大于酱油的体积，所以量取相同质量的米酒时所用的器具比量取酱油的要大一点。

解析：

试题提供了一种真实的情景，要回答它首先就要判断它涉及哪一部分物理知识。

然后在真实情景与物理知识间建立联系，最后运用这部分知识解决问题。

可以看出题目中的容器与量筒相似，是测体积的工具。

题中又提到“质量”，所以这是有关体积、质量、密度的问题。

由于米酒的密度小于酱油的密度，质量相等的米酒的体积就要大于酱油的体积，所以量取相同质量的米酒时所用的器具比量取酱油的要大一点。

三、实验与综合题

12．小华有一枚质量为3.1g的金币，经查阅资料知，制作金币所用材料的类别及密度如表所示：

黄金类别

24K黄金

22K黄金

18K黄金

密度（103kg/m3）

19.26

17.65

15.15

小华准备用量筒测出该金币的体积，计算出其密度，从而鉴别它的黄金类别。

实验时，小华选用了一个能放入该金币的量筒，其规格如图4所示。

你认为：

通过上述实验，小华能否鉴别该金币的黄金类别？

为什么？

图4

答案：

不能；黄金体积明显小于所用量筒的分度值（1mL=1cm3），用该量筒无法准确测出金币的体积，因此无法鉴别金币的类别。

解析：

分别计算质量为3.1g各种金币的体积如下：

24K黄金：

22K黄金：

18K黄金：

通过上述计算可知，无论金币是表中哪种类别的黄金，其体积均明显小于所用量筒的分度值（1mL=1cm3），用该量筒无法准确测出金币的体积，因此无法鉴别金币的类别。

13．学习了密度的知识后，同学们准备测量食用油的密度。

他们选取的实验器材有：

食用油、量筒、天平（带砝码）、烧杯。

【设计实验和进行实验】

小新和小杨同学分别设计了一种实验方案，请在方案中的空白处填空：

方案一：

（1）用调节好的天平测出空烧杯的质量m1；

（2）向烧杯中倒入一些食用油，测出它们的总质量m2，则这些食用油的质量为_________；（3）再将烧杯中的食用油倒入量筒中，测出食用油的体积V；（4）计算出食用油的密度ρ。

方案二：

（1）将天平置于水平台后，立即调节平衡螺母，使横梁平衡；

（2）用天平测出装有适量食用油的烧杯的总质量m1；（3）将烧杯中的一部分食用油倒入量筒中，记录量筒中食用油的体积V；（4）测出烧杯及剩下食用油的总质量m2；（5）计算出食用油的密度ρ=________________。

【评估与交流】

（1）请分别找出两种方案中的不足之处：

方案一：

________________________________________________________。

方案二：

________________________________________________________。

（2）你准备选择方案         来做实验，为顺利完成该实验，该方案中不足之处应改为：

________________________________________________________。

答案：

【设计实验和进行实验】

方案一：

（2）m2－m1

方案二：

（5）

【评估与交流】

方案一“不足之处”：

第（3）步中，烧杯中的食用油倒入量筒时，会有一部分油沾在烧杯上，倒不干净；使测量出的食用油体积偏小；测出的密度数值偏大。

方案二“不足之处”：

第

（1）步中，调节平衡螺母前，没有将游码移至标尺左端的零刻线处。

准备选择方案一来做实验，该方案中不足之处应改为：

第（4）步前加一步，测烧杯及没有倒完的食用油的总质量（或准备选择方案二来做实验，该方案中不足之处应改为：

第

（1）步中将天平置于水平台后，将游码移至标尺左端的零刻线处，再调节平衡螺母，使横梁平衡）

14．小明用如下实验测定所处环境的空气密度。

他用气筒将皮球打足气，用天