資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
課題 第六章 質量與密度
6.4 跨學科實踐：密度應用交流會
教學目標
1.物理觀念
（1）知道密度知識的應用。
（2）能運用密度知識鑒別物質，計算物體的質量與體積。
2.科學思維
學會系統地整理知識，形成良好的認知結構。
3.科學實驗
通過探究活動學會測量液體、固體的密度，學會利用物理公式間接地測定一個物理量的科學方法。
4.科學態度與責任
（1）在探究過程中培養學生勇于發表自己見解的意識。
（2）在探究活動中，受到科學態度、科學觀念的熏陶，培養他們創新精神、實踐能力，養成良好的個性，形成正確的世界觀。
教學重點
利用密度知識分析和解決實際問題
教學難點
利用密度知識分析和解決實際問題
教學方法
實驗法和講授法
教學用具
刻度尺、 天平、量筒、燒杯、水、細線、浮石、花崗巖
教學課時 1課時
教學互動設計
一、創設情景、導入新課
同學們！今天各個小組將對密度應用的探究課題做陳述報告。希望每個小組將你們在課題研究中遇到的問題和解決方法講清楚。在每個小組報告探究結果時，希望其他小組的同學能進行評價，并提出改進建議，也可以想一想，如果是你做這樣的設計，你將會有什么不同的做法。
二、新課講授、師生互動
（一）報告 1 測量浮石的體積
我們在海邊找到一塊不規則浮石。浮石由火山噴發后巖漿冷卻而成，是具有密集氣孔的玻璃質熔巖（如圖所示）。
我們的課題是測量這塊浮石的體積。先取一小塊類似浮石作樣本，在天平上測量出它的質量是 3 g，然后用量筒測量它的體積，因為浮石吸水，開始沒有成功，后來我們想浮石既然吸水，就先讓它吸得足足的，然后再放到量筒中，測出它的體積是 8.6 cm3。這樣，我們測得浮石的密度是 0.35×103kg/m3。
先取一小塊類似浮石作樣本，在天平上測量出它的質量是 3 g。
然后用量筒測量它的體積，因為浮石吸水，開始沒有成功，后來我們想浮石既然吸水，就先讓它吸得足足的，然后再放到量筒中，測出它的體積是 8.6 cm3。
我們測得浮石的密度ρ= / =3 /(8.6 3 )
=0.35g/cm3=0.35×103kg/m3。
最后，用電子磅秤測得不規則浮石的質量是 16 kg，根據
V = /ρ=16 /(0.35×103 / 3 )=4.6×10-2m3，
計算出這個浮石的體積是 4.6×10-2m3。
（二）報告 2 估算人民英雄紀念碑的質量
最后我們的探究課題是“人民英雄紀念碑的碑心石有多重”。
我們查過資料，人民英雄紀念碑通高為 37.94 m，碑心石長為 14.7 m、寬為 2.9 m、厚為 1.0 m，石材是花崗巖，取自青島浮山。我們找到一塊花崗巖材料作樣本，用天平和量筒測出樣本的質量和體積，計算出它的密度是2.8×103kg/m3。然后根據 m = ρV，計算出了人民英雄紀念碑的碑心石的質量約1.19×105kg，也就是 119 t。
我們找到一塊花崗巖材料作樣本，用天平和量筒測出樣本的質量和體積。
我們找到一塊花崗巖材料作樣本，用天平和量筒測出樣本的質量和體積。
我們找到一塊花崗巖材料作樣本，用天平和量筒測出樣本的質量和體積，m=28g，V=40mL-30mL=10mL，
計算出它的密度ρ= / =28 /(10 3 )=2.8g/cm3
=2.8×103kg/m3。
人民英雄紀念碑的碑心石的體積
V=14.7 m ×2.9 m× 1.0 m=42.63m3,
質量m=ρV=2.8×103kg/m3×42.63m3
≈1.19×105kg= 119 t。
（三）報告 3 鉛球是鉛做的嗎
我們小組想用密度的知識鑒別鉛球是不是由鉛做的。
我們知道，不同的物質有不同的密度。所以只要求出鉛球的密度，就能得到結論。鉛球的質量可以用臺秤來測量，關鍵是如何測量鉛球的體積。
我們按下面的步驟來測量
我們測得的鉛球質量
m= 3.995 kg=3995g，
體積V= 0.510 dm3=510cm3，
計算出的密度
ρ= / =3995/(510 3 )=7.833g/cm3。
經過查表，我們澄清了一個事實，鉛球的基本成分是鐵！請同學們尋找答案并對我們的實驗提出改進意見。
甲：這個辦法很巧妙，有沒有更直接的方法？
乙：如果用直尺和三角板直接測出鉛球的直徑，就能求出它的體積······
丙：我覺得水的體積可以測質量后計算······
丙：我的方案是：
1.將容器裝滿水，用臺秤測出容器和水的質量m1=3kg;
2.用臺秤測出鉛球的質量m2=3.995kg;
3.將鉛球放入容器中，直至容器的水滿溢出，用臺秤測出鉛球和容器及剩下水的質量m3=6.485kg。
則溢出水的體積等于鉛球的體積。
解：溢出水的質量m=m1+m2-m3
=3kg+3.995kg-6.485kg=0.510kg=510g
溢出水的體積V=m/ρ=510g/(1 / 3 )=510cm3。
計算鉛球的密度
ρ鉛=m2/V=3995g/(510 3 )=7.833g/cm3。
經過查表，我們澄清了一個事實，鉛球的基本成分是鐵！
（四）報告 4 神州飛船的新材料
新型鎂鋰合金：目前世界上最輕的金屬結構材料，可實現探測器輕量化。西安交通大學柴東朗教授及團隊通過向金屬鎂中添加金屬鋰，使其具備了低密度、高比剛度、高比強度的優異力學性能和減震、消噪的高阻尼性能，以及抗輻射、抗電磁干擾性能，被稱為未來最為“綠色環保”的革命性材料。
新型鎂鋰合金其密度根據用途可達到每立方厘米0.96至1.64克每立方厘米之間。
密度ρ=0.96g/cm3＜1.0g/cm3，比水輕。
密度ρ=1.64g/cm3＜2.7g/cm3，比鋁輕。
新材料是國民經濟的重要基礎性、先導性產業，具有技術含量高、附加值高、與國民經濟各部門配套性強等特點，是推動我國經濟高質量發展和支撐我國由制造大國向制造強國跨越的重點關鍵領域。
一節課很快過去了，密度知識應用交流會結束了。同學們不但學習密度的應用，而且還學到了利用密度處理實際問題的一些方法。
三、課堂小結、鞏固提升
1. 測量密度的原理：ρ= / ，用天平測質量，用量筒測液體體積，間接測量固態的體積。
2.等效替代法：用水的體積替代物體的體積，或用油的體積替代物體的體積，等等。
3.利用密度是物體的特性，抽取樣本進行測量，對微小物體，抽取多個樣本的密度替代物體的密度。
4.利用密度研究發明新材料，航天器材料比鋁輕比鋼硬。
四、板書設計、理清要點
1. 測量密度的原理：ρ= / ，用天平測質量，用量筒測液體體積，間接測量固態的體積。
2.等效替代法：用水的體積替代物體的體積，或用油的體積替代物體的體積，等等。
3.利用密度是物體的特性，抽取樣本進行測量，對微小物體，抽取多個樣本的密度替代物體的密度。
4.利用密度研究發明新材料，航天器材料比鋁輕比鋼硬。
五、達標練習、反饋矯正
1. 下列說法不正確的是（ ）
A.利用密度知識可以用量筒測量質量
B.利用密度知識可以稱量工藝品的體積
C.利用密度知識可以研究發明新材料
D.金屬的密度大于水的密度
2． 下列事例中，密度不變的是（ ）
A. 水結成冰
B. 冰棒在口中熔化
C. 鐵杵磨成針
D. 氧氣瓶中的氧氣被用去一半
3． 如圖，量筒中盛有40mL水，將量筒上表示體積的刻度值換成質量的刻度值，便可以制作成一個“質量秤”。某些小物塊放入量筒中后，就可以直接讀出該物塊的質量，以下說法正確的是 （ ）
A.該秤的零刻度線在量筒的零刻度線處
B.該秤的分度值為1g
C.該秤能稱量的小物塊質量最大為100g
D.該秤可稱量質量小于40g的實心小鐵塊質量
4． 小明測量土豆塊的密度。他先用調節好的天平測量土豆塊的質量，當天平平衡時，放在右盤中的砝碼和標尺上游碼的位置如圖甲所示，他用量筒測量土豆塊的體積，如圖乙所示，則這塊土豆的密度為（ ）
A. 22.9g
B. 20cm3
C. 1.145g/cm3
D. 1.145kg/m3
5． 某氧氣瓶內氧氣的密度是5kg/m3，用去一半后，瓶內剩余氧氣的密度是 ( )
A. 5kg/m3
B. 5g/cm3
C. 2.5g/cm3
D. 2.5kg/m3
參考答案：1.D；2.C；3.D；4.C；5.D 。
六、布置作業
P139T3
課外作業P139T1、T2、T4、T5。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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