資源簡介

課題 密度與社會生活
教學(xué)目標(biāo)
教學(xué)目標(biāo)： 知識目標(biāo)：通過分析實(shí)例，理解密度是物質(zhì)的一種性質(zhì)，并能運(yùn)用密度知識鑒別物質(zhì)。 通過學(xué)習(xí)溫度對密度的影響，知道密度對生產(chǎn)生活的重要作用，能解釋密度與社會生活相關(guān) 的簡單問題。 能力目標(biāo)：通過觀察實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力；通過對各實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的歸納培 養(yǎng)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)中總結(jié)能力規(guī)律的能力和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度；通過觀看實(shí)驗(yàn)、視頻，培養(yǎng)學(xué) 生的分析實(shí)驗(yàn)的能力、培養(yǎng)民族自信。 情感目標(biāo)：通過運(yùn)用密度知識解決實(shí)際問題，讓學(xué)生認(rèn)識理論與實(shí)際的密切聯(lián)系，培養(yǎng) 理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)方式。體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會 ”的理念。 教學(xué)重點(diǎn)： 利用密度鑒別物質(zhì)；密度與溫度的關(guān)系；利用密度知識解釋生活中的問題 教學(xué)難點(diǎn)： 密度與溫度的關(guān)系
教學(xué)過程
時(shí) 間 教學(xué)環(huán)節(jié) 主要師生活動
引入 【點(diǎn) PPT3】通過前面的學(xué)習(xí)我們了解了密度的概念，知道了 密度是某種物質(zhì)組成的物體，其質(zhì)量與體積之比。密度是物質(zhì) 的一種基本性質(zhì)，每種物質(zhì)都有自己的密度。像通過顏色、氣 味可以區(qū)分水和酒精、醬油和醋一樣，我們也可以通過測量、 比較密度，來區(qū)分和鑒別物質(zhì)。
利用密度 鑒別、區(qū)分 物質(zhì) 【點(diǎn) PPT4】體育課上常會用到鉛球，經(jīng)測量可知：鉛球的質(zhì) 量是 4kg，體積是 0.57dm3。它是用鉛制成的嗎？如何鑒別它是 不是純鉛的呢？我們可以求出這個(gè)鉛球的密度，再與純鉛的密 度進(jìn)行比較。根據(jù)公式ρ=m/V 帶入數(shù)據(jù)可以算出這個(gè)鉛球的密 度為 7.0 × 103kg/m3 【點(diǎn) PPT5】通過查閱密度表可知，鉛的密度是 11.3 × 103kg/m3。 由于ρ球 <ρ鉛 ，所以此鉛球不是純鉛制成的，實(shí)際上，我們現(xiàn)在 常用的鉛球大多是由不銹鋼或者碳鋼合金制成的。 【點(diǎn) PPT6】同學(xué)們聽過阿基米德鑒別王冠的故事嗎？國王讓 阿基米德在不破壞王冠的前提下鑒別王冠是否為純金阿基米 德在洗澡時(shí)獲得靈感其實(shí)就是利用我們上節(jié)課學(xué)習(xí)的排液法 測出其體積，再與相同體積的純金比較質(zhì)量完成鑒別的，這與 我們對鉛球的鑒別，其實(shí)原理是一樣的。 密度在我們的社會生活中還有很多重要的應(yīng)用。 【點(diǎn) PPT7】例如對樣品密度等信息的采集可以對其優(yōu)劣進(jìn)行 區(qū)分。牛奶的密度約是 1.015~ 1.040 × 103kg/m3。在奶中摻水后， 每增加 10%的水，密度會降低 0.003× 103kg/m3 。因此牛奶的密 度是檢驗(yàn)牛奶優(yōu)劣的常用指標(biāo)。 【點(diǎn) PPT8】農(nóng)業(yè)上人們也利用密度的知識進(jìn)行選種。我們通 過一個(gè)視頻來了解一下。 【播放視頻】 通過這種方法，農(nóng)民伯伯就能夠確定自己播種的每一顆種 子都是飽滿的。 【點(diǎn) PPT9】在工業(yè)上的材料選取中密度知識的應(yīng)用也很廣泛。 例如制造飛機(jī)，一架飛機(jī)要想安全的飛上天空，那么制造飛機(jī) 的材料就要有一定的硬度，而且為了盡量減少飛機(jī)的質(zhì)量，材 料的密度也要比較小。因此，在飛機(jī)的制造上，常常采用鋁、 鈦合金等高硬度低密度的材料。 【點(diǎn) PPT10】而堅(jiān)若磐石的機(jī)床底座則需要用鋼、聚合混凝土
密度與溫 度 這樣硬度較大，密度也較大的材料。 【點(diǎn) PPT11】隨著人類科學(xué)不斷的進(jìn)步，科學(xué)家們又制造出了 很多新的材料，例如氣凝膠。 【點(diǎn) PPT12 播放視頻】氣凝膠是一種密度極低的材料，它的密 度約為 3kg/m3 ，我們對比一下空氣的密度 ，空氣的密度是 1.3kg/m3 ，氣凝膠明明是一種固體，而它的密度已經(jīng)十分接近 氣體了 ， 相比之下 ， 在飛機(jī)制造中常用到的鋁密度為 2.7 × 103kg/m3 ，其密度比氣凝膠的密度大了近千倍。氣凝膠不 僅密度極低，而且有非常好的隔熱性。用酒精燈給氣凝膠加熱， 我們看到氣凝膠并沒有發(fā)生什么變化。將一片易燃的枯樹葉放 在氣凝膠上，我們看到漏出于氣凝膠之外的枯樹葉的兩端被燒 焦了，可是在氣凝膠上的部分看不出什么變化。再將與沒有氣 凝膠的情況做比較，差別就很明顯了。 氣凝膠，憑借密度低、隔熱性強(qiáng)等特點(diǎn)，在航空航天領(lǐng)域 已經(jīng)擁有了舉足輕重的位置。 【點(diǎn) PPT13】二十世紀(jì)開始，各種新材料的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用， 把人類由工業(yè)社會推向信息社會。 【點(diǎn) PPT14】越來越多新材料的出現(xiàn)讓人們的生活有了更多的 可能性，對新材料的研究也越來越重要，同學(xué)們你對哪種新材 料感興趣呢？可以通過課后閱讀了解更多關(guān)于新材料的知識。 人們利用每種物質(zhì)都有自己的密度這種特征，讓不同的材 料在生活中的各個(gè)領(lǐng)域大放異彩。 【點(diǎn) PPT15】但從密度表上的這項(xiàng)條件我們可以看出其實(shí)同一 種物質(zhì)的密度也不是固定不變的，會受到溫度的影響而發(fā)生變 化。對于密度的這種變化，人們是如何利用和防止呢？下面我 們就一起來了解密度與溫度的關(guān)系。 【點(diǎn) PPT16】正月十五元宵節(jié)是我國的傳統(tǒng)節(jié)日，在這一天人 們會賞花燈、猜燈謎。 【點(diǎn) PPT17】而在種類繁多的花燈中，有一種特殊的燈叫做走
馬燈。走馬燈不需要人力來推動，點(diǎn)亮后自己就能轉(zhuǎn)動起來。 【點(diǎn) PPT18】在中國科技館也有一件巨大的走馬燈展品，我們 一起來看一下。 【播放視頻】 那么，它們?yōu)槭裁磿D(zhuǎn)動呢？ 【點(diǎn) PPT19】請同學(xué)們和老師一起來做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。 【播放視頻】將一個(gè)瓶口套有氣球的燒瓶放入熱水中，觀 察氣球的變化，我們看到氣球鼓起，過一會再將其放入冰水中， 我們看到氣球變癟 同學(xué)們都知道物體有熱脹冷縮的性質(zhì)，在我們常見的物質(zhì) 中，氣體的熱脹冷縮最為顯著。 【點(diǎn) PPT20】我們再來一起做一個(gè)實(shí)驗(yàn)。 【播放視頻】點(diǎn)燃酒精燈后，酒精燈上方的原本靜止的風(fēng) 車轉(zhuǎn)動了起來。熄滅酒精燈后風(fēng)車又停止了轉(zhuǎn)動。 請同學(xué)們想一想是什么推動了風(fēng)車？ 是風(fēng)。 那么風(fēng)是怎么來的呢？ 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中 ，手掌上方的空氣受熱膨脹 。根據(jù)密度 ρ =m/V，可知，一定質(zhì)量的氣體，體積變大，密度變小。空氣 因受熱 體積膨脹，密度變小而上升。熱空氣上升后，冷空氣 就從四面八方流過來，從而形成了風(fēng)。氣體密度與溫度有關(guān)， 像剛才轉(zhuǎn)動起來的小風(fēng)車一樣，走馬燈就是被加熱的空氣向上 流動形成的風(fēng)帶動，才能轉(zhuǎn)動起來的。別看走馬燈只是一個(gè)玩 具，它可是中國古代勞動人民智慧的產(chǎn)物，是現(xiàn)代燃?xì)廨啓C(jī)的 雛形。 【點(diǎn) PPT21】此外，日常生活中也有很多地方利用了這個(gè) 原理。例如，正月十五有些地方人們還保留著放飛孔明燈的習(xí) 俗，孔明燈的原理與走馬燈有相似之處，我們一起來了解一下。 【點(diǎn) PPT22 播放視頻】孔明燈也叫許愿燈，據(jù)說是三國時(shí)
期的諸葛孔明發(fā)明的，它的內(nèi)部用竹片扎成圓筒狀，再在外面 裹上一層薄紙，開口朝下，孔明燈內(nèi)部用細(xì)繩綁著一塊粘有燃 料的粗布，點(diǎn)燃燃料，燃燒會使得燈內(nèi)空氣溫度升高，密度變 小，熱空氣就帶著燈一起飛起來了。不過要注意的是，孔明燈 帶有明火，飛到高空后如遇風(fēng)向不穩(wěn)或撞到建筑時(shí)容易墜落， 若落到草叢、加油站等易燃處極易發(fā)火災(zāi)，后果不堪設(shè)想。 你的許愿燈可能會成為別人的災(zāi)難燈，所以為了避免火災(zāi) 很多地方已經(jīng)命令禁止放飛許愿燈了。 【點(diǎn) PPT23】說到火災(zāi)，我們必須要學(xué)習(xí)一些自救知識， 如遇火災(zāi)，當(dāng)我們順著安全通道逃生時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)用沾濕的毛 巾或手絹捂住口鼻，并彎腰或匍匐前進(jìn)。這是為什么呢？ 那是因?yàn)椋诎l(fā)生火災(zāi)時(shí)，火焰處的熱空氣密度較小，會 夾雜著燃燒產(chǎn)生的煙塵往上飄，而干凈的冷空氣密度較大，會 處在下方，為了呼吸干凈的空氣，我們就需要彎腰或者匍匐前 進(jìn)了。 通過前面的實(shí)驗(yàn)和生活中的實(shí)例分析我們了解到了氣體 的密度與溫度有關(guān)。 【點(diǎn) PPT24】液體的密度也與溫度有關(guān)，雖然液體的熱脹 冷縮并不像氣體那樣明顯，但我們也可以通過實(shí)驗(yàn)來了解。 【點(diǎn) PPT25 播放視頻】在兩個(gè)廣口瓶中分別裝滿冷水和熱 水。用玻璃板蓋住裝滿熱水的廣口瓶并將其倒扣在裝滿冷水的 廣口瓶上。抽走玻璃板，觀察現(xiàn)象，我們看到熱水仍處于冷水 上方，熱水與冷水之間的界限較為清晰。如果我們顛倒兩瓶水 的位置，會看到什么現(xiàn)象呢。我們觀察到冷水與熱水很快相互 混合。 由這個(gè)實(shí)驗(yàn)可知，熱水的密度比冷水的密度小，液體的密 度也會隨著溫度的變化而變化。那么同學(xué)們有沒有想過，水密 度的變化到了冬天可能會給湖里的魚帶來危險(xiǎn)。 【點(diǎn) PPT26 播放視頻】一般來說，液體的溫度越高密度越小，
那么按照這個(gè)規(guī)律，在冬天氣溫非常低的時(shí)候，靠近湖面的水 溫度先降低，密度增大，然后下沉，而底部溫度相對較高的水 因?yàn)槊芏容^小會上升到水面從而再被降溫，如此往復(fù)的話，很 快整湖水都將結(jié)冰，湖中的魚也將被冰封在其中全部凍死。 但是，事實(shí)是這樣嗎？ 【點(diǎn) PPT27】相信一定有同學(xué)見過冬天在冰面上釣魚的人， 他們會在冰面上打開一個(gè)洞，將魚鉤放下，仔細(xì)觀察會發(fā)現(xiàn)， 冰層下的水并未結(jié)冰。 【點(diǎn) PPT28】原來水在 0~4℃的體積變化比較特殊，有反 常膨脹現(xiàn)象。 我們通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來了解一下。 【播放視頻】 用冰塊為裝滿水的長試管降溫，在試管口的橡膠塞上插入 溫度計(jì)和玻璃管。待 試管中的水溫度將到 0℃時(shí)，標(biāo)記玻璃管 中液面位置。取出玻璃管，將其固定在鐵架臺上，讓試管內(nèi)的 水自然升溫，觀察溫度計(jì)和玻璃管內(nèi)液面的變化情況。隨著水 的溫度逐漸升高，我們觀察到玻璃管內(nèi)的液面開始下降，這說 明水的體積在縮小，密度在變大。當(dāng)溫度超過 4℃后，水繼續(xù) 升溫，玻璃管內(nèi)的液面開始上升，說明水的體積變大，密度變 小。 因此 4℃的水密度最大。 【點(diǎn) PPT29】正是由于水的這種特性，湖里的魚就得救了。 當(dāng)湖里的水低于 4℃時(shí)，湖面的水溫繼續(xù)降低，密度會開始變 小，因此這些溫度較低的水會一直處于上方。而當(dāng)最上層的湖 水結(jié)冰后，冰又像大被子一樣，減慢了湖水與外界的熱量傳遞。 這樣，湖底的水就有可能保持 4℃的水溫，魚兒仍然可以自由 自在的游動。 【點(diǎn) PPT30】水是生命之源，魚兒離不開水，人類也離不 開水，現(xiàn)代的自來水系統(tǒng)為人們的飲水用水提供了非常大的便
課堂小結(jié)+ 布置作業(yè) 利，但我們也要注意保護(hù)水管。 【點(diǎn) PPT31】尤其是冬天，如果沒有對水管進(jìn)行有效的保護(hù)就 有可能看到像這樣破裂的水管，這是什么原因呢？ 【點(diǎn) PPT32】從密度表中我們可以看到，冰的密度比水的 密度小。水凝固成冰后，質(zhì)量不變、體積增大，就把水管脹裂 了。 【點(diǎn) PPT33】因此在我國北方常能見到像這樣穿著棉衣的 水管，有些地方則直接使用帶有保溫防護(hù)層的水管。同學(xué)們也 要注意，不要把玻璃瓶裝飲料放入冰箱的冷凍室，否則，玻璃 瓶也可能會脹裂。 【點(diǎn) PPT34】固體的密度也與溫度有關(guān)。我們在乘坐普通 列車時(shí)，常會聽到咣當(dāng)咣當(dāng)?shù)穆曇簦瑢?shí)際上列車駛過鐵軌間的 縫隙發(fā)出的聲音。為什么鐵軌間會有縫隙呢？那時(shí)因?yàn)殍F軌在 溫度升高時(shí)體積會膨脹，如果鐵軌之間沒有縫隙，相互擠壓發(fā) 生形變會導(dǎo)致列車發(fā)生事故。因此鐵軌間的縫隙是必要的。 但是，我們乘坐高鐵時(shí)，聽不到這種聲音，也感覺不到由 此帶來的震動，這是怎么回事呢。 【點(diǎn) PPT35 播放視頻】 【點(diǎn) PPT36】今天這節(jié)課我們了解到了利用密度知識可以 對物質(zhì)種類進(jìn)行鑒別、可以對生活中或農(nóng)業(yè)上的產(chǎn)品品質(zhì) 進(jìn) 行鑒定、還可以對工業(yè)制造的材料選取 提供依據(jù)。我們還知 道了密度與溫度有關(guān)，通過觀察實(shí)驗(yàn)以及聯(lián)系生活實(shí)例，我們 認(rèn)識到，氣體密度、液體密度、固體密度都會隨著溫度的變化 而變化，這些變化與人們的生活密切相關(guān)。 【點(diǎn) PPT37】今天的作業(yè)：1.基礎(chǔ)性作業(yè)：完成“學(xué)生資源” 中的課后練習(xí)。2. 閱讀“ 學(xué)生資源” 中的拓展材料《對流》，并回 答相關(guān)問題。

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