物理密度的应用教案及反思

这是一份物理密度的应用教案及反思，共4页。教案主要包含了教学目标，教学重点，教具准备，教学难点，教学课时，课前预习，教学过程等内容，欢迎下载使用。
1.知道密度对生产和生活的重要作用，能解释生活中与密度有关的一些物理现象.
2.通过分析实例，理解密度是物质的一种性质，并能运用密度知识鉴别物质.
3.通过学习密度知识的应用，认识到物理理论在解决实际问题中的重要作用.
【教学重点】
1.利用密度求质量、求体积.
2.运用密度鉴别物质.
【教具准备】多媒体PPT
【教学难点】会计算不能直接测量的物体的质量或不能直接测量的体积.
【教学课时】1课时
【课前预习】
1.公式ρ=m/V的应用表现在：
(2)求质量：对于不方便称量的物体，根据物质的密度和测得的 体积 求出物体的质量.
(3)求体积：对于不方便测体积的物体，根据 质量 和 密度 可求出其体积.
2.不同物质的密度一般不同，所以通过密度可以 选择材料和鉴别物质 .但要准确地鉴别物质，通常需要多种方法并用.鉴别物质：求出密度，对照 密度表 ，查出物质的种类.
【教学过程】
[巩固复习]
教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
[新课导入]
密度在我们的社会生活中有重要的价值，具有广泛的应用.下面请大家欣赏一段视频.（盐水选种视频）
从录像中大家知道了农民伯伯是如何选出优良种子的.可见，密度知识与我们的生活有着密切的联系，请大家回忆，我们生活中还利用密度知识做了些什么？
学生发言，教师适时点评，给予鼓励.
好，下面我们就开始讨论密度与社会生活的关系.
[进行新课]
密度公式的综合应用
1.利用密度公式间接求质量或体积
密度跟我们的生活密切相关，我们知道了密度的计算公式ρ=mV,那大家思考下：在这个公式中有三个物理量ρ、m、V，从数学的角度考虑，任意知道两个物理量，就可以计算出第三个物理量.那利用这个公式除了求密度之外还可以有什么用处呢？
学生讨论后得出结论：还可以用来计算不便于直接测量的物体质量或体积.
[板书]
密度公式的应用：①利用公式m=ρV，求质量m；②利用公式V=m/ρ,求体积V.
大家回答正确.下面我们就来看几个例题.
【例1】教师用多媒体展示教材P152例题，引导学生认真思考并积极发言，教师讲解、总结、评价.
点评：这道题告诉我们，当一个物体的质量不便于直接测量时，可以借助测量体积V，根据密度表查出该物质的密度，运用密度公式ρ=m/V变形为m=ρV来计算.
【例2】（多媒体展示）一个质量为0.25kg的玻璃瓶，盛满水时称得质量是1.5kg，则这个玻璃瓶的容积是__m3.它最多能装___kg的酒精（酒精的密度ρ=0.8×103kg/m3）.
解析：水的质量m=m总-m瓶=1.5kg-0.25kg=1.25kg,根据ρ=mV,可求出水的体积V=mρ=1.25kg/1×103kg/m3=1.25×10-3m3,水的体积即为瓶的容积，则m酒=ρ酒V=0.8×103kg/m3×1.25×10-3m3=1kg.
答案：1.25×10-3 1
2.利用密度公式巧测厚度或长度
下面我们接着学习利用密度公式巧测物体厚度或长度的方法：
（1）对于密度和厚度相同的甲、乙两个物体来说，它们的面积比等于质量比.推导过程为：
S甲∶S乙=V甲/h甲∶V乙/h乙=m甲/(ρ甲h甲)∶m乙/(ρ乙h乙)，由于甲、乙两物体密度和厚度相同，则ρ甲h甲=ρ乙h乙，则S甲∶S乙=m甲∶m乙，这一点常常被用来巧测面积.
（2）对于密度和横截面积相同的甲、乙两段金属丝来说，它们的长度比等于质量比.推导过程为：l甲∶l乙=V甲/S甲∶V/乙S乙=m甲/(ρ甲S甲)∶m乙/(ρ乙S乙)，由于甲、乙两物体密度和横截面积相同，则ρ甲S甲=ρ乙S乙，则l甲∶l乙=m甲∶m乙，这一点常常被用来巧测长度.
[进行新课]
【例3】（多媒体展示）有一捆质量为8.9kg，横截面积为2×10-5m2粗细均匀的金属丝.小红想知道这捆金属丝的长度，她选了一条同规格、同材料的短金属丝来间接测量这捆金属丝的长度，经测量得知短金属丝的长为1m，质量为0.178kg.求：
（1）这捆金属丝的总长L；
（2）此金属丝的密度ρ.
解析：（1）根据题意可采用比例法求金属丝的总长.因为同种物质密度一定，质量与体积成正比；又因为这捆金属丝与选取的金属丝规格相同，即横截面积相同，所以它们的质量与它们的长度成正比；
（2）根据第（1）问中求出的总长和横截面积可以算出这捆金属丝的体积，然后用质量除以体积算出密度.
答案：金属丝的总长度：L=m总/m×1m=8.9kg/0.178kg×1m=50m;
金属丝的总体积：V=SL=2×10-5m2×50m=1×10-3m3;
金属丝的密度：ρ=m总/V=8.9kg/（1×10-3m3）=8.9×103kg/m3.
密度与物质鉴别
密度是物质的一种特性，人们可以根据密度来鉴别物质.日常生活中，我们看到很多玩具商品，表面的颜色与金子的颜色相同，它们真的是金子做的吗？你如何鉴别呢？好，下面首先来看一道例题.
【例4】教师用多媒体展示教材P153例题：体育锻炼用的一个实心“铅球”的质量是4kg，经测量知道它的体积是0.57dm3，这个铅球是用铅制造的吗？请2位同学在黑板上演算，其他同学在下面计算，提醒学生注意书写格式的规范.然后教师点评.
从前面密度表，我们知道一般不同物质的密度是不同的，但也有部分不同物质的密度是相同的，如酒精和煤油都是液体，它们的密度相同；冰和蜡都是固体，它们的密度相同，因此，为了准确地判断是哪种物质，除了利用密度外，当然还要结合物体的颜色、气味、透明度、是否燃烧、硬度等物理性质从多方面进行综合分析判断，这样才能得出准确的结论.
[板书]密度是物质的一个重要属性，可以鉴别物质，但要准确地鉴别物质，常常要多种方法并用.
请同学们思考:当物体为空心时,由物体的质量和体积计算出来的密度比密度表上标明的密度要小,这是怎么回事?
学生分析,讨论,
[教师总结]
这时求出的密度是物体的平均密度，而密度表上标明的密度是指物体在实心状况下的密度.
接下来请大家阅读教材P155“科学·技术·社会·环境——材料与社会发展”.
教师介绍材料科学的发展，并要求同学们课后查阅资料，进行交流、讨论.
人类发展的过程：石器时代—青铜时代—铁器时代—新技术革命时代.
材料、能源、信息是现代文明的重要支柱.在新材料的开发过程中，材料的密度是科学家研究的核心问题之一.
拓展：
分布不均匀的物质，可用质量与体积之比表示物体的平均密度:ρ平均=m/V.
[进行新课]
密度在社会生活中的应用
密度是物质的基本特征之一，每一种物质都有自己的密度，密度在社会生活中的应用有：（多媒体展示）
（1）勘探队员在野外勘探时，通过对样品密度等信息的采集，可以确定矿藏的种类及其经济价值.
（2）在麦场上，人们利用风力来扬场，分拣饱满的麦粒与瘪粒、草屑等.
（3）在商业中鉴别牛奶浓度、酒的浓度.
（4）在农业生产中配制盐水选种等等都用到密度的知识.
（5）除此之外，密度知识还在工业生产中也得到了广泛的应用，人们要根据不同的需求来选择合适的材料.汽车、飞机以及航天器的设计师们，根据不同的需求，对制造材料的密度及其性能选取不同的技术要求：交通工具、航空器材中，常采用高强度、低密度的合金材料、玻璃钢等复合材料.在产品包装中，常采用密度小的泡沫塑料作填充物，防震、便于运输、价格低廉.
归纳起来，密度的应用体现在两个方面：鉴别物质和选材.
[板书]密度在社会生活中的应用：
（1）鉴别物质.
（2）在制造业和包装运输中选择合适的材料.
【例5】（多媒体展示）
下列说法中，正确的是（ ）
A.特技表演看到很高大的物体倒塌砸在演员的身上，演员却丝毫无损没有受伤，这说明这些倒塌的物体是用密度小的材料制成的
B.包装物品时用泡沫，主要是因为泡沫硬度小，容易弯曲变形
C.铝合金用来制作门窗是因为铝材料的硬度小、耐腐蚀
D.密度是物体的基本属性，利用密度可以鉴别物体
解析：
在拍特技电影时搭建的高大建筑物往往用密度小的材料制成，这样便于减轻重量，倒塌下来不会砸伤演员；泡沫塑料的密度小，同等体积的情况下质量小，运输方便；铝合金作为门窗的材料主要是利用铝的密度小，相同体积的情况下质量小；密度是物质的基本属性，而不是物体的基本属性，利用密度可以鉴别物质，而不是鉴别物体.
答案：A
[课堂小结]
通过这节课的学习，我们能运用密度知识计算物体的密度（并根据密度表鉴别物质），能对特殊物体的体积或质量进行计算，我们还学习了利用密度巧测物体长度或厚度的方法.我们进一步理解了密度是物质的一种属性，它与社会生活密切相关，可以利用密度知识选择材料、选择种子、鉴别物质确定物质的经济价值等等.总之，密度与我们的生产、生活密切相关.好，谢谢大家！
[教材习题解答]
【教材P156“练习与应用”】
1.解：根据ρ=m/V可得400m3的沙子的质量m=ρV=1.6×103kg/m3×400m3=6.4×105kg=640t,需要运载的车数n=m/m0=640t/4t=160(车).
2.解：由ρ=m/V可得，铜线的体积V=m/ρ=89kg/8.9×103kg/m3=0.01m3,这捆铜线的长度L=V/S=0.01m3/25×10-6m2=400m.
3.解：能.方法:先用天平测出铝箔的质量ｍ,再用刻度尺测出它的长ａ和宽ｂ,查密度表找到铝的密度ρ铝,然后依据ｄ＝ｍ/ρ铝ａｂ计算出铝箔的厚度.
4.解：由表中数据可知，铝箔的长度a=8m，宽度b=30cm=0.3m，厚度c=0.015mm=1.5×10-5m，铝箔的体积V=abc=8m×0.3m×1.5×10-5m=3.6×10-5m3.铝箔的质量m=ρ铝V=2.7×103kg/m3×3.6×10-5m3=9.72×10-2kg=97.2g＜98g，所以它的质量与标称不一致.
5.解：铁牛的体积V铁牛=m铁牛/ρ铁牛=72×103kg/7.9×103kg/m3=9.11m3,V石膏=V铁牛/10000=9.11×10-4m3,则m石膏=ρ石膏V石膏=1.35×103kg/m3×9.11×10-4m3=1.23kg.
[教材习题解答]
【例6】一个空心的铜球，其质量为178g，体积为30cm3.
（1）判断该球是空心的还是实心的，写出相应的判断过程.
（2）求这个铜球的空心部分体积.
（3）小华同学在此球的空心部分注满某种液体后，总质量为314g，求所注的液体密度.（ρ铜＝8.9×103kg/m3）
解析：（1）先求出铜球中铜这种物质的体积，再与铜球的体积比较；（2）铜球的空心部分体积＝铜球的体积-铜球中铜的体积；（3）先求出所注液体的质量，而液体的体积与铜球空心部分体积相等，最后由ρ＝m/V计算所注液体密度.
答案：（1）根据ρ＝m/V可得：铜球中铜的体积V铜＝m/ρ铜＝178g÷8.9g/cm3＝20cm3,V铜＜V球，故铜球是空心的.
（2）空心部分的体积：V空心＝V球-V铜＝30cm3-20cm3＝10cm3.
（3）液体的质量：m液＝m总-m球＝314g-178g＝136g，液体的体积：V液＝V空心＝10cm3，所注的液体密度：ρ液＝m液/V液＝136g/10cm3＝13.6g/cm3＝13.6×103kg/m3.
[布置作业]
教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.