第六章 質量與密度第4節密度與社會生活設計說明“密度與社會生活”這一節是在學習了密度概念及其測量的基礎上，進一步學習如何利用密度知識解決實際問題。本節內容是對密度知識的拓展，一方面通過本節教學可以使學生體會到密度知識在社會生活中的重要價值，另一方面還可以提高學生應用所學知識解決實際問題的能力。本節教學可按“總分總”的框架進行設計：先組織學生閱讀教材內容，通過討論分析來了解密度知識在社會生產、生活中的應用；再利用探究實驗來具體研究密度與溫度的關系，利用情景問題來具體研究密度在物質鑒別中的應用；最后進一步討論分析密度在材料科學和人類社會發展中的作用。教學過程可分為三個階段，第一階段認識密度與溫度的關系；第二階段了解通過密度如何鑒別物質；第三階段了解密度知識在日常生活中的一些具體應用。教學目標1.通過觀察、實驗認識氣體密度隨溫度的變化，從而掌握溫度對密度的影響，知道密度對生產和生活中的重要作用，能解釋密度與社會生活相關的簡單問題。2.通過分析實例，理解密度是物質的一種特性，并能運用密度知識鑒別物質。3.通過學習密度知識的應用，認識到物理理論在解決實際問題中的重要作用。教學重點難點1.重點：密度與溫度的關系、密度與物質鑒別。2.難點：水的反常膨脹、密度知識的應用。教具學生用：紙風車、酒精燈。教師用：多媒體課件、錐形瓶、橡皮膜、酒精、水、燒杯、壓癟的乒乓球、熱水、火柴、酒精燈、圓柱體鋁塊（體育課用的鉛球）。教學過程回顧思考1.密度的表達式是什么？2.水的密度是多大？其物理意義是什么？3.水結冰的過程中，質量、體積、密度分別如何變化？導入新課1.視頻導入視頻：鹽水選種。師：從視頻中我們看到用密度的知識解決了選種的問題。同學們還知道我們生活中運用密度可以做什么嗎？2.問題導入實物展示：展示一杯酒精和一杯水。教師：現在老師手中有一杯水和一杯酒精，請問同學們有哪些方法可以分辨這兩種物質呢？引導學生從氣味、可燃性等角度回答。教師：除了上述方法，還有其他的辨別方法嗎？引導學生分析可以從密度的角度進行辨別。教師：要區分這兩種物質，我們還可以從兩種物質密度不同的角度進行鑒別。密度除了可以鑒別物質的種類之外，在生活中還有很多重要的應用。今天我們就來學習密度與社會生活。進行新課探究點一密度與溫度1.教師演示實驗實驗1：“壓癟的乒乓球”放到熱水中燙一下，乒乓球又恢復了原樣。教師：癟乒乓球恢復原樣的原因是什么？實驗2：教師進行教材第120頁“想想做做1”的演示實驗。教師：以上實驗中橡皮膜凸起后又凹陷的原因是什么？引導學生從錐形瓶內空氣熱脹冷縮的角度回答。2.分組實驗：學生進行教材第120頁“想想做做2”的風車實驗。教師：實驗中紙風車為什么會轉動？引導學生回答是因為有風的形成。引導歸納：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，從而形成風。3.分組討論：閱讀教材第120頁內容，思考：日常生活中氣體、液體、固體的密度受溫度影響一樣嗎？引導學生討論、舉例分析。總結歸納：通常情況下，氣體的熱脹冷縮比較顯著，它的密度受溫度影響最大，而固體、液體也會發生熱脹冷縮現象，它們的熱脹冷縮沒有氣體顯著，密度受溫度影響小。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例1如圖所示，點燃蠟燭會使它上方的扇葉旋轉起來。這是因為蠟燭的火焰使附近空氣的溫度升高，體積膨脹，空氣的密度變________（選填“大”或“小”），所以熱空氣________（選填“上升”或“下降”）形成氣流，氣流流過扇葉時，帶動扇葉轉起來。解析：點燃蠟燭后，燭焰周圍的空氣吸收熱量，溫度升高，體積膨脹，密度變小，密度小的熱空氣上升，冷空氣下降，從而形成了風，吹動扇葉轉動。答案：小上升探究點二水的反常膨脹1.創設情景多媒體畫面展示：北方的冬天，水結冰后把自來水管凍裂。教師：圖中的自來水管為什么會被凍裂？是不是所有物質都有熱脹冷縮的性質呢？引導學生結合教材第120頁內容進行討論。引導歸納：水結成冰后體積增大從而把水管脹裂。2.分組討論：閱讀教材第120頁內容，了解水的反常膨脹特點，并討論水的這種特點對水中的生物生存的重要性。引導歸納：水在4 時密度最大。溫度高于4 時，溫度升高，水的密度變小；溫度低于4 時，溫度降低，水的密度變小。教師：請同學們用圖像法把水的密度與溫度的關系表示出來。引導學生畫出圖像。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例2學校放寒假后，為防止水管凍裂，暖氣不會停。水管凍裂的主要原因是（）A.水管中的水結冰后，質量變大B.金屬在低溫下容易被凍裂C.水管中的水結冰后，密度變大D.水管中的水結冰后，體積變大解析：寒假期間，溫度很低，水很容易結冰，水結成冰時質量不變，密度變小，體積變大，所以水管容易被凍裂。答案：D探究點三密度與物質鑒別1.創設情景教師：老師手中有一個圓柱體鋁塊（或體育課用的鉛球），鋁塊（鉛球）是否純鋁（鉛）制作的？應該如何判斷呢？引導學生回答可以測出鋁塊（鉛球）的質量和體積，求出鋁塊（鉛球）密度后與鋁（鉛）的密度進行比較。2.分組討論結合教材第121頁的例題，學生討論鑒別物質的方法。引導歸納：測出某種物質的密度，把測得的密度跟密度表中各種物質的密度比較一下，就可以知道該物體可能是由什么物質制作的了。3.分組討論：閱讀教材第121頁最后一段，思考：密度知識在生活中還有哪些應用？引導歸納：密度知識的其他應用：（1）用密度鑒定牛奶、酒的品質；（2）農業上用鹽水選種；（3）航空器材常采用高強度、低密度的合金或新型合成材料；（4）機床底座采用堅固、密度大的材料制成。例題講解：（學生先練習，若有問題，教師補充講解）例3 （2019南京中考）在科技節活動中，有一項挑戰項目：如圖所示，A、B、C、D是裝滿了某一種材料（細鹽、鐵粉、米粉中的一種）的四個不透明的輕質密閉容器，要求在不打開容器的前提下，將其中裝有相同材料的兩個容器挑選出來，提供的器材有：與密閉容器同樣的空容器各一個；天平和水，按下列步驟在空白處填上適當的內容。（1）用天平分別測出圖中四個密閉容器的質量mA、mB、mC、mD；（2）________________________；（3）若滿足關系式：________（用測量的物理量表示），則A、C兩容器中所裝材料相同。A B C D解析：（2）要區分出裝有同一種材料的兩個容器，需要分別測量出它們的密度，密度相同的兩個容器中裝有同種材料。根據密度公式可知，需要分別測量質量和體積。由于是輕質容器，容器質量可以忽略不計，所以用天平分別測出裝滿材料的四個密閉容器的質量即為所裝材料的質量；體積的測量采用等量替代法，即用水的體積替代材料的體積。由于容器中都是裝滿的粉狀材料，所以在四個空容器中也裝滿水，用天平測出四個裝滿水后容器的質量分別為、，然后利用求出水的體積即為各容器中材料的體積，最后計算出各容器中不同材料的密度進行比較即可。（3）若A、C兩容器所裝材料相同，則A=C，即=，故=答案：（2）用天平分別測出四個裝滿水后容器的質量、（3）=課堂小結當堂達標（見導學案“當堂達標”）參考答案1.BC2.C3.1607004.解：（1）該首飾的密度=9 g/cm310.5 g/cm3，所以不是純銀做成的。（2）純銀做成的一個同樣大的首飾的質量m=銀V=10.5 g/cm310 cm3=105 g。布置作業教材第123頁“動手動腦學物理”第1至3題。板書設計一、密度與溫度1.受熱膨脹的物體質量不變，體積增大時，其密度變小。氣體的密度受溫度的影響最大。2.風的形成。二、水的反常膨脹1.水在4 時密度最大。高于或低于4 時，密度都變小。2.冬天，自來水管中的水結冰后容易把水管脹裂。三、密度與物質鑒別1.測出某種物質的密度與密度表中各種物質的密度比較就可以鑒別是哪種物質。2.密度知識的其他應用有：（1）用密度鑒別牛奶、酒的品質；（2）農業上用鹽水選種；（3）航空器材常用高強度、低密度的合金或新型合成材料；（4）機床底座常采用堅固、密度大的材料制成。教學反思___ ________ ________ ________ ________