1 第第第 十十十 章章章 多多多 彩彩彩 的的的 物物物 質質質 世世世 界界界 本章學習物質的性質和結構。從廣闊的宇宙到地球上的高山、大海再到微觀的原子和分子，都是本章研究對象。學習本章知識以后，你會知道：宇宙是由什么組成的，物質的三種常見形態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)，物質的基本性質 -質量和密度，質量的測量工具 -天平等。同時學會探究物質的密度與質量和體積的關系，會應用質量和密度的知識解決一些實際應用問題。 第一節(jié) 宇宙和微觀世界 (一 ) 學習目標 1、知識與能力目標 (1) 知道宇宙是物質組成的，物質是由分子和原子組成 的； (2) 了解固態(tài)、 液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型； (3) 了解原子的結構； (4) 對物質世界從微觀到宏觀的尺度有大致的了解； (5) 初步了解納米技術材料的應用和發(fā)展前景。 2、過程與方法目標 (1) 通過對物質從宇宙到微觀世界的研究介紹，發(fā)現(xiàn)并說明物質是可以分割的； (2) 通過把原子結構與太陽系的類比，建立微觀世界的結構模型。 3、情感、態(tài)度與價值觀目標： 通過對物質世界的研究，認識并體驗我們生活在物質的世界中，宇宙由物質組成。 學習物質的世界，體會物質世界的奇妙。 2 (二 ) 學法點撥 物質世界可以從以下三個層面研究：宇觀世界： 宇宙、銀河系、地球等。它們的體積非常大，大多距離我們非常遠，要借助天文望遠鏡觀察和研究：宏觀世界：地球上人類可以實地觀察和研究；微觀世界：物體尺寸非常小，要借助顯微鏡、電子顯微鏡觀察和研究。 微觀物質的尺度很小，人類肉眼無法直接觀察。但是，分子也有結構，它是由原子組成的。 課前準備 1、 取一根蠟燭放入小金屬罐熔化然后觀察蠟燭凝固時體積的變化。 2、 查閱、收集有關太陽系、銀河系的資料、人類探索宇宙的資料。 3、 查閱、收集有關分子、原子結構的資料。 教學過程 一、 宇宙是由物質組成 教師：人們說廣闊的宇宙是無邊無際的，那么 ，這宇宙究竟大到什么程度？宇宙萬物，變化萬千，那么，這絢麗的世界到底是由什么組成的呢？這一切給人類留了許許多多的謎，引發(fā)了人類無限的遐想，激發(fā)了一代代科學家對它們孜孜不倦的觀察和研究。那么，這一節(jié)課就讓我們沿著科學家的探究的足跡，從宏觀到微觀作一次旅行，對這些問題作一些初步的探討吧。 1、宇宙有多大？ (1) 綜合觀察課本圖 10.1-1 和課本圖 10.12-1。 請同學們說出太陽系的九大行星 (現(xiàn)報道發(fā)現(xiàn)第十大行星 )。在太 3 陽系示意圖中找出我們生活的地球。 (在離太陽比較近的第三條軌道上 ) 2、交流資料數(shù)據(jù)： 人類賴以 生存的地球置身于太陽系之中，是太陽系中的一顆普遍的行星； 太陽系置身于銀河系之中，太陽只是銀河系中幾千億科恒星中的一員； 銀河系只是數(shù)十億個星系中的一個，一束光穿越銀河系需要十萬光年； 在浩瀚的宇宙中，還有許多像銀河系這樣的星系。目前，我們人類觀測到的宇宙中擁有數(shù)十億個星系。 (3)根據(jù)以上資料、數(shù)據(jù)讓學生推理，說一說他們所想像的宇宙有多大。 (4)結論：宇宙是廣闊無垠的，大得很難以想象。 2、人類對宇宙的探究過程。 交流資料： (1) 中國古代關于宇宙結構的學說； (2) 哥白尼與日心說； (3) 從世界上第一顆人造地球衛(wèi) 星發(fā)射成功，到人類第一次乘飛船進入太空； 4 美國的“阿波羅”登月計劃； (4) 我國“神舟”號飛船的五次成功飛行。宇航員楊利偉順利進入太空繞地球航行。 隨著科學的不斷進步，人類對太空宇宙的探索越來越深入，宇宙的奧秘將逐漸被揭示。 3、宇宙的組成 問題：宇宙究竟是由什么組成的？ 地球及其他一切天體都是由物質組成的。物質處于不停的運動和發(fā)展之中。 二、 物質由分子組成 1、問題：物質又是由什么組成的呢？ 從古到今，人們一直在探尋著這個問題的答案。古希臘人認為宇宙萬物是由水、火、土、氣 四元素組成；我們的祖先認為宇宙萬物是由金、木、水、火、土五行組成。但這些看法都是不科學。到底物質又是由什么組成的呢？ 2、分割物質實驗： 物質分割有一個限度，分割到這一限度時小粒子能保持物質原來性質但用肉眼不能看到，只能借助電子顯微鏡觀察。科學研究發(fā)現(xiàn)：任何物質都是由主其微小的粒子組成的，這些粒子保持了物質原來的性質，意大利物理學家阿伏加德羅第一個把這些粒子叫做分子。 三、 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型 1、學生交流課前觀察蠟凝固時體積的變化。 (液體蠟在凝固時體 5 積縮小，中間凹陷下去。 ) 2、問題：我們知道物質一般以 固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的形式存在。物質處于不同狀態(tài)具有不同的物理性質。從實驗，我們看到物質在一般情況下由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)體積縮小，由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，體積增大。物質由分子組成，那么，物質存在的形式與分子的存在狀態(tài)是否聯(lián)系呢？ 3、探究：先讓學生說說他們在課堂上聽課，課間在教室里活動時，課間在操場上自由活動時這三種情況下活動的狀態(tài)和活動空間。 固體具有一定的體積和形狀；液體沒有確定的形狀，具有流動性；氣體具有很強的流動性。 4、結論：根據(jù)以上探究，可以認為物質存在的形式與構成物質的分子的運動狀態(tài)有關。 四、 原子結構 我們知 道了物質同分子組成，人們又猜測分子能不能繼續(xù)分割？科學家發(fā)現(xiàn)分子是由更小的粒子組成，并把這樣的粒子稱為原子。同時還發(fā)現(xiàn)有的分子由多個原子組成，有的分子由單個原子組成。 在一般情況下原子核所帶的正電和核外電子所帶的負電相相等。原子核由更小的粒子 -質子和中子組成，而質子和中子又由更小的夸克組成 達標自查 1、我們人類生活在廣闊的宇宙里，太陽是 中一千億顆恒星中的一員，人類生活的地球在離太陽比較近的第 條軌道上運行。目前發(fā)現(xiàn)的太陽系有 大行星。 6 2、物質由微小的 粒子組成。這些微小粒子保持了物質的性質，我們叫它 。由于它的體積很小，一般要用 觀察。 3、固態(tài)物質中，粒子之間有強大的作用力，具有一定的 和 。 4、液體沒有確定的 ，具有 。氣體粒子之間作用力小，故氣體容易被 。 并具有 性。 5、物質由 組成。分子由 組成。原子核外的電子繞 運動。 6、物質從液態(tài)變成氣態(tài)的時候，體積變化的正確說法是 ( ) A、體積都變小 B、體積都變大 C、有的體積變大，有的體積變小 D、無法判斷 7、下列說法中，不正確的是 ( ) A、固體有一定的形狀和體積 B、液體有一定的形狀和體積 C、液體有一定的體積，沒有一定的形狀 D、氣體沒有一定的形狀和體積 8、下列單位換算中，正確的是 ( ) A、 12nm=1.2 109m B、 12nm=1.2 10-9m C、 12nm=12 109m D、 12nm=12 10-9m 9、下列對物質結構的描述，正確的是 ( ) A、 7 固態(tài)物質的排列規(guī)則，就像學生做廣播體操一樣 B、 液態(tài)物質的分子可以移動，就像操場上踢足球的學生一樣可以在球場上跑動 C、 氣態(tài)物質的分子幾乎不受力，就像下課以后的同學可以自由活動 能力提高 10、探究：物質從液態(tài)變成固態(tài)的時候，體積是變大了還是變小了？ 猜想： 設計、進行實驗：選用熟動物油作為探究對象。 把熟動物油放在燒杯里，用火加熱，使它完全熔化，記下液面所在的刻度位置。 拿開火源，使熟動物油冷卻。 觀察：它的體積是變大了還是變小了？ 你還可以用什么物質進一步進行探究？ 寫出你的探究結果 ： 11、探究： 水結成冰以后，體積是變大了還是變小了？ 猜想： 設計、進行實驗： 分析結論： 交流：通過第 10 題和第 11 題的探究，你有什么發(fā)現(xiàn)？ 第二節(jié) 質量 8 (一 ) 學習目標 1、知識與能力目標 (1) 知道質量的初步概念及其單位； (2) 通過實際操作，掌握天平的使用方法。學會測量固體和液體的質量； (3) 用分子和原子的概念初步理解“物質的量”的含義。 2、過程和方法目標 通過觀察、實驗，認識質量是不隨物體的形狀、狀態(tài)、空間而變化的物理量。 3、情感、態(tài)度與價值觀目標 通過天平使用的技能訓練，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài) 度與協(xié)作精神。 (二 ) 學法點撥 本節(jié)內容包括三部分：質量的概念，質量的單位，質量的測量。而質量的測量的重點。 要注意“物質”和“物體的區(qū)別。物體有一定的形狀，占據(jù)一定的空間，是有體積和質量的實物。物質是構成物體的材料。例如：桌子是物體。構成桌子的物質是木材，還可以是鐵。 千克是國際單位。國際單位還有噸、克、毫克。實際生活中還用到斤，它不是法定計量單位。注意記住它們之間的換算關系。 質量的測量工具是天平。天平是精密測量工具。 教學教程 1、質量的概念 教師出示一塊冰、一顆鐵釘、一把教學用木制米尺，一塊木板、 一 9 把鐵錘、一桶水等物體，出示順序隨機，讓學生觀察。 (1) 問題：能否將這些物體進行分類？你分類的理由是什么？ (2) 學生交流、討論。 (3) 歸納：上述物體可以分為三類： 鐵釘和鐵錘為一類，它們都是鐵制成的； 木板和米尺為一類，它們都是木材加工成的； 冰塊和水為一類，它們都是水，只是狀態(tài)不同而已。 (4) 教師：鐵釘和鐵錘、木板和米尺、冰塊和桶里的水，我們都把它們稱為物體。構成這些物體的鐵、木材、水，我們都把它們稱為物質。從上面的例子我們可以看出物體是由物質構成的。 結論：一切物體都是物質組成的。 (5) 比較：一把鐵錘和一只鐵釘都是由鐵這一 種物質構成的，但兩者所含鐵這種物質的多少不同，一把鐵錘比一只鐵釘所含的鐵多；一張課桌和一把教學用木制米尺都是由木材這一種物質構成的，但兩者所含木材這種的物質的多少不同，一張課桌比一把教學用木制米尺所含的木材多。 教師：在物理上為了描述物體所含物質的多少引入質量概念，物理學中把物體所含物質的多少叫做物質。 質量通常用字母 m 表示。 2、質量是物體的基本屬性 演示： (1)把冰塊放在燒杯中用酒精燈加熱，使其熔化成水； (2) 用鐵錘把鐵釘敲彎。 問題： (1)燒杯中冰熔化成水，所含的水的質量有沒有變？ 10 (2)鐵釘敲彎了，鐵釘 的質量有沒有變？ (3) 如果將這一只鐵釘由教室里帶到宜賓，或帶到更遠的地方，它的質量會不會發(fā)生變化？ 在教師的引導下，學生討論、交流：冰熔化成水，只是冰的狀態(tài)變化了；鐵釘敲彎了，只是鐵釘?shù)男螤罡淖兞耍昏F釘由教室?guī)У揭速e，或更遠的地方，只是鐵釘?shù)奈恢米兓嗽谶@幾種的變化現(xiàn)象中，物質沒有從物體中轉移出示，也沒有發(fā)生由一種物質轉變?yōu)榱硪环N物質的現(xiàn)象，因此，只要物體中含有物質的多少不變，它的質量就不變。 結論：質量是物體的基本屬性，物體的質量不會隨物體的狀態(tài)、形狀、位置的變化而變化。 3、質量的單位 質量的單位是 千克，符號是： kg。常用 的質量單位還有克 (g)、毫克 (mg)、噸 (t)。 它們的換算關系是： 1kg=103g 1mg=103g=10-6kg 1t=103kg 二、質量的測量 天平是測量質量的常用工具。在物理實驗中常見的天平有托盤天平和學生天平。 1、天平的測量原理： 天平是一個等臂杠桿 (有關知識在第十二章學習 ) 天平的兩臂長度相等，當兩個盤中物體的質量相等時，天平就會平衡，測量物體質量時，天平一個盤放被測物體，另一個盤放質量已 11 知的砝碼，天平平衡時，砝碼質量就等于被測物體的質 量。 2、認識托盤天平的構造； 平衡螺母：用來調節(jié)天平橫梁平衡； 指針和分度盤：判斷天平是否平衡，可以根據(jù)指針在分度盤上左右擺動幅度是否相等來判斷，而不必等到指針完全停止擺動，只要擺動幅度相同即可； 標尺、游碼、砝碼：指示所稱物體 質量。 每架天平都 有自己的“稱量”，也就是它所能稱的最大質量。稱量值就等于這臺天平配套砝碼盒內砝碼的總數(shù)加砝碼最大的讀數(shù)所表示的質量。 標尺上每小格表示的質量數(shù)就是天平的精確程度。 3、記住天平使用注意事項 達標自查 1、 50千克最接近下面哪一種物體的質量 ( ) A、新生兒 B、中學生 C、大象 D、老虎 2、一臺天平的砝碼由于使用不當，粘上了許多灰塵并且受潮了。利用它測量的物體質量比使用維護良好的天平測量的結果 ( ) A、偏大 B、偏小 C、相同 D、通過正確的讀數(shù)，結果會相同 3、一個托盤天平未測物體的質量時，指針偏向分度盤的左邊。可以( ) A、將平衡螺母向右調 B、將平衡螺母向左調 C、先調底座水平，再調節(jié)橫梁 D、將天平橫梁上的“游碼“向左移動 12 4、一個物體質量的大小決定于 ( ) A、物體的形狀 B、物體中含物質的多少 C、物體的空間位置 D、物體的狀態(tài) 5、一臺已經(jīng)調節(jié)好的學生天平，移動到另一張桌子上。用這個天平測量質量，應該 ( ) A、不必調節(jié)就可以測量 B、只需調節(jié)水平底座 C、只需要調節(jié)橫梁 D、需先調節(jié)底座水平，再調節(jié)橫梁 6、一個鐵鍋，在以下哪一種情況下它的質量不會發(fā)生變化 ( ) A、把鐵鍋砸碎 B、把鐵鍋用舊 C、把鐵鍋帶到月球使用 D、給鐵鍋補上一片鐵 7、用一臺天平稱 量一個物體的質量，右盤中有 50g、 20g、 10g 砝碼各一個，游碼的位置如圖所示，這個物體的質量是 ，如果把這個實驗帶到月球上做，測量結果會 (填變大、變小或者不變 )。 8、完成下列單位換算 3 105kg= t= g; 2 104g= kg= mg 9 、填上合適的單位 一個蘋果的質量大約是 100 ，一個成年人質量大約是 60 。 能力提高 10、一個人在用天平測量物體的質量的時候，不小 心把被測物體放到了右盤，砝碼放到了左盤，砝碼有 50g一個， 20g兩個，游碼刻度是 3g。該物體的質量是 ( ) A、 90 g B 93g C 87g D 73g 2 3 4 5g 13 11、使用托盤天平測量物體的質量的時候，可能造成測量結果偏小的是( ) A、使用已磨損的砝碼 B、使用質量比標準質量大的砝碼 C、測量的時候，指針偏向刻度盤的右邊一點兒 D、測量的時候，指針偏向刻度盤的左邊一點兒 12、有一枚大頭針，怎樣利用天平測量它的質量？ 13、探究：一杯水凝結成冰以后，質量 是變小了還是變大了？ 猜想： 設計實驗： 分析論證： 第三節(jié)、密度 (一 ) 學習目標 1、 知識與技能目標 (1) 理解密度的物理意義 (2) 能用密度知識解決簡單的實際問題 2、 過程與方法目標 (1) 通過實驗探究活動，找出同種物質的質量與體積成正比的關系 (2) 學習以同種物質的質量與體積的比值不變性 (物質的本質特性 )來定義密度概念的科學思維方法。 3、情感、態(tài)度與價值觀目標 密度反映的是物質本身所具有的特性。通過探究活動，使學生對物質屬性的認識有新的拓展。 (二 ) 學法點撥 14 由相同物質構成的物體，如果體積大，質量也大。例如，一盒相同的粉筆， 兩枝粉筆的體積是一枝粉筆的 2 倍，兩枝粉筆的質量也是一枝粉筆的質量的 2 倍。這是物質的一個很重要的特性。探究這種特性用到了圖像的方法。注意理解用數(shù)學的方法解決物理問題，體會這一方法帶來的方便和理解上的便利。 密度的單位是一個復合單位 ，它由質量的單位和體積的單位組合而成。 單位換算： 1g/cm3=1000kg/m3.水的密度 1.0 103kg/m3,要求記住。 還要能夠記住一些物質密度的大小。例如，金的密度比銀大，銅的密度比鐵大。 計算題要注重格式，要寫必要的公式、公式變換、單位、文字說明。還要有必要的計算過程 。 教學教程 一、從鑒別物質說起 我們鑒別物質，有很多時候，僅靠氣味、顏色、軟硬、形狀等特性是有一定的局限性。但我們發(fā)現(xiàn)物質還有其它的特性，可以用來鑒別物質。 思考：用物體的質量來鑒別物質行嗎？ 二、實驗探究 1、學生實驗：調節(jié)好天平，用天平稱量體積相同的木塊、鋁塊、鐵塊?？纯此鼈兊馁|量相同是否相同？ 結論：體積相同的不同物質，它們的質量不同。 2、出示： 100g水和 100g酒精體積，看看它們的體積是否相同？ 15 結論：質量相同的不同物質，它們的體積相等。 3、提問：以上兩個實驗用不同的物質進行比較，根據(jù)實驗結 果，受到了什么啟示？關于物體質量與體積的關系你們能提出什么問題來進行研究？ 讓學生討論后提出這樣的問題：同種物質的質量和體積會什么關系？ 4、驗證同學們的推測是否正確？請同學們 (類比研究同一金屬導體兩端和電流關系實驗 )設計一個實驗方案，用實驗來驗證推測的正確性。 5、根據(jù)實驗方案不同實驗小組分別用體積大小不同的若干鋁塊 (或鐵塊、松木塊 )作實驗。學生還可以把操作中出現(xiàn)的問題記在筆記本上。 由此可以得到結論： (1)同種物質質量增加，其體積也增大；質量減少，體積也會減少。質量和體積的比值一定。 (2)不同物 質的質量和體積的比值是不同的。 三、密度 1、 密度定義 從前面的實驗探究我們知道：一種物質的質量和體積的比值一定，物質不同，其比值也不同。這種比值不變性反映的正是物質本身所有的特性，它只跟物質的種類有關。是十分有意義的物理量，物理學中就把它定義為密度。 板書：單位體積某種物質的質量叫做這種物質的密度。密度公式 介紹密度的符號及單位： -密度 -千克每立方米(kg/m3) 16 m-質量 -千克 (kg) V-體積 -立方米 (m3) 密度的單位由質量單位和體積單位組成 的，像這種單位叫做組合單位 。 1g/cm3=1 103kg/m3 2、一些物質的密度值 對于同一種物質，如水在不同 的狀態(tài)下，密度不同，物質密度與溫度、壓強有關；密度相同的不一定是同一種物質，如冰、蠟、植物油密度都 是 0.9 103kg/m3；還有煤油、酒精密度都是 0.8103kg/m3；金屬固體的密度較大。 要求學生記住水的密度值： 1.0 103kg/m3，表示體積 1 立方米的水，質量是 1.0 103kg。 讀作：水的密度是 1.0 103千克每立方米。 3、運用密度公式進行計算 例題：課文第 14頁例題 達標自查 1、一枝粉筆用掉了一半，剩下的一半與原來的相比 ( ) A、質量減小，密度不變 B、質量不變，密度減小 C、質量不變，密度不變 D、質量減小，密度減小 2、人們常說：鐵比木頭重。它的真實含義是 ( ) A、鐵的密度比木頭大 B、鐵的質量比木頭大 C、木頭比鐵輕一些 D、鐵的質量和木頭的質量實際上是一樣 17 的 3、對于密度公 式 =m/V,下列說法正確的是 ( ) A、 當質量不變的時候，密度與體積成正比 B、當體積不變的時候，密度與質量成正比 C、物質密度一定，質量與體積成正比 D、密度與體積成正比，密度與質量成正比 4、一根均勻的鐵棒，去掉 1 /2，剩下的一半是原來的質量的 ，剩下的一半體積是原來的 ，剩下的一半密度與原來的 。 5、 鋁的密度是 2.7 103kg/m3,讀作 。它表示的意思是 。 6、一個燒杯質量是 50g，裝體積是 100mL 的液體，總質量是 130g.求這種液體的密度？ 7、下面是調節(jié)天平和使用天平的步驟，請把正確的排列序號寫在橫線上 。 A、 把物體放在左盤，砝碼放在右盤并移動游碼使天平平衡 B、 調節(jié)天平橫梁右端的平衡螺母，使指針指在刻度盤的中線處 C、 盤中砝碼的總質量加上游碼在標尺所對的刻度值，算出被測物體的質量 D、 把天平放在水平臺上，把游碼放在標尺左端的零刻度線處 E、 整理器材，把物體放回原處 8、一只瓶子能裝 2kg 酒精 ( =0.8 103kg/m3),如果用來裝滿水，那么瓶內水的質量 ( ) 18 A、小于 2kg B、大于 2kg C、等于 2kg D、 無法判斷 9、平放在水平地面上的一塊磚，切去一半，對剩下的半塊磚，正確說法是 ( ) A、質量減少一半，密度減少一半 B、質量減少一半，密度不變 C、體積減少一半，密度減少一半 D、以上的說法均不正確 10、用托盤天平稱量物體的質量時，將被稱物體和砝碼放錯了位置，若天平平衡時，左盤放有 100g和 20g 的砝碼各一個，游碼所對的刻度值是 4g，則物體的質量為 ( ) A、 124g B、 122g C、 118g D、 116g 能力提高 11、一輛油罐車裝了 30m3的石油，小明想測量石油的密度，從車上取出30mL石油，測得它的質量是 24.6g。求： (1) 石油的密度。 (2) 這輛運油車所裝的石油的質量。 12、探究：物質的質量與體積的關系？ 猜想： 實驗器材：一盒粉筆，天平，量筒，細沙，水油。 實驗步驟： 列表 質量 /g 體積 /mL 密度(g/cm3) 19 畫圖： 以橫坐標表示體積 V，縱坐標表示質量 m。作圖。 分析論證： 13、一個質量是 40g 的容器，裝滿水后質量變?yōu)?140g，裝滿油后 質量變?yōu)?120g。求油的密度。 14、參觀調查： 小明和同學一起參觀烈士陵園。他們觀察到一塊花崗石紀念碑，經(jīng)測量得知，高 4m,寬 80cm，厚 50 cm，計算它的質量是多少 ( = 2.6103kg/m3)有機會的話參觀調查你見到的紀念碑并實地測量，計算這個紀念碑的質量是多少。 15、有一個鐵球的質量是 316g，體積是 60cm3，問這個鐵球是實心的，還是空心的？如果是空心的，那么中空部分體積是多大？ 第四節(jié)、測量物質的密度 (一 ) 學習目標 1、知識與技能目標： (1) 通過實驗進一步鞏固物質密度的概念； (2) 嘗試用密度知識 解決簡單的問題，能解釋生活中一些與密度有關的物理現(xiàn)象； (3) 學會量筒的使用方法，一是用量筒測量液體體積的方法；二是用量筒測量不規(guī)則形狀物體體積的方法。 2、過程與方法目標： 通過探究活動學會測量液體和固體的密度。學會利用物理公式間接地測定一個物理量的科學方法。 20 3、情感、態(tài)度與價值觀目標： 培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度。 (二 ) 學法點撥 本節(jié)在學習質量、密度概念及用天平測量質量的基礎上，學習測量物質的密度。學習利用公式間接測定某個物理量的方法。 量筒的容積單位一般是毫升 (mL), 也有使用立方厘米 (cm3)作單 位的。 1mL=1cm3. 同許多測量儀器 (電流表、電壓表、天平 )一樣，量筒也有量程和分度值。 測量物體體積的方法： 規(guī)則形狀物體可以用直尺測量。不規(guī)則形狀物體可以用量筒測量。用量筒測量體積常用“溢杯法”：將物體浸入盛滿水的容器中，同時將溢出的水接到量筒中，讀取量筒內水的數(shù)值便是該物體的體積。測量石蠟等密度密度比水的密度小的固體的體積，可以采用“懸垂法”：先讀取懸掛重物被浸沒于量筒中液體對應的體積，再將石蠟和重物系在一起浸沒于量筒中，讀取此時的液體體積，兩者的差便是石蠟的體積。 教學過程 一、引入新課 通過 上一節(jié)課學習，我們知道密度是物質的一種特性。在實際應用中有重要的意義。 1、問：什么叫物質的密度？怎樣計算物質密度？ 2、出示一塊長方體鐵塊，問：要測這鐵塊的密度，需要測哪些量？用什么器材測量？記錄哪些量？怎樣求出鐵塊的密度？ 21 3、再出示一塊任意形狀的石塊和裝在小碗的鹽水問：能否用測長方體鐵塊密度的方法測這塊石塊的密度和小碗里的鹽水？用刻度尺不行，那么用什么儀器來測定形狀不規(guī)則的石塊和鹽水的體積？出示量筒，指出液體的體積可以用量筒來測量。 二、量筒的使用 指出：量筒中液面呈凹形時，讀數(shù)時要以凹形的底部為準， 且視線要與液面相平，與刻度線垂直。 1、探究怎樣用量筒測量不規(guī)則形狀物體的體積 方法：先在量筒中裝入適量的水 (以待測體積的物體放入量筒后能完全浸沒，且量筒中的水上升的高度不超過量筒的最大刻度值為準 )，讀出此時量筒中水的體積 V1；將不規(guī)則形狀物體浸沒在量筒中，讀出此時量筒中水面所對應的刻度值 V2。 V2 與 V1 的差值就是被測不規(guī)則形狀物體的體積。 2、了解這種測量方法的原理：利用等量占據(jù)空間替代的方法進行測量。 3、嘗試測量一個塑料塊的體積。 4、探究怎樣用量筒測量一些形狀不規(guī)則且無法浸入量筒之內的固體的體積。 可采用“溢杯法”測量其體積。所謂“溢杯法”即將物體浸入盛滿水的容器內，同時將溢出的水接到量筒中，讀取的數(shù)值便是該物體的體積。但現(xiàn)有量筒一次不能盛取石塊溢出的水量，可用較大容器盛接溢出的水，再分若干次用量筒測量所接到的水，多次讀取數(shù)據(jù)，最后相加得到石塊的體積。 22 5、探究怎樣用量筒測量密度小于水的不規(guī)則物體的體積。 (1) 壓入法：用一根細而長的鐵絲將蠟塊壓入水中。蠟塊投進量筒和壓入水中后量筒中水面所對的刻度的差值就是烹塊的體積。 (2) 沉錘法：用細線將一個鉤碼系在蠟塊下面，用細線吊著蠟塊和鉤碼放入量筒，鉤碼先浸沒在水中，記 下此時量筒中水面所對應的刻度值 V1，然后鉤碼和蠟塊一起浸入水中，記下此時量筒中水面所對應的刻度值 V2， V2與 V1的差值就是蠟塊的體積。 三、測量形狀不規(guī)則的塑料塊和鹽水的密度 1、學生分組設計實驗方案、設計實驗數(shù)據(jù)記錄表格。 2、各小組間交流所設計的實驗方案。根據(jù)交流結果對自己設計的實驗方案進行適當調整。 3、各小組匯報實驗數(shù)據(jù)，然后進行討論； 引導學生進一步體會到：密度是屬于物質本身的一種特性，其大小與物質的質量、體積無關 ，它與物質種類有關，同一種物質密度相同。 達標自查 1、測量一種物質的密度，一般 需要測量它的 和 。然后利用公式 ，計算出物質的密度。這是一種 (填“直接”或者“間接” )測量法。 2、測量形狀不規(guī)則固體體積的時候，要用量筒來測量，量筒的容積要適量，適量的含義是固體 (填“能夠”或者“不能” )浸沒入液體中。 3、小亮做測量石塊的密度的實驗，量筒中水的體積是 40mL，石塊浸沒 23 在水里的時候，體積增大到 70mL，天平測量的砝碼數(shù)是 50g,20g,5g各一個。游碼在 2 .4g 的位置。這個石塊的質量是 ，體積是 ，密度是 。 4、為了減輕飛機的質量，制造飛機時，應該選用密度較 的材料。 5、下列是不同量筒的量程和分度值，小明同學要測量出密度是 0.8g/cm3的酒精 100g ,則應選擇 ( ) A、 50mL， 5 mL B、 100 mL,2 mL C、 250 mL,5 mL D、 400 mL,10 mL 6、使用托盤天平的時候，下列做法錯誤的是 ( ) A、加減砝碼的時候，可以用手輕拿輕放 B、不允許把化學藥品直接放在天平托盤里 C、被測物體 不能超過天平的量程 D、被測物體的質量等于右盤砝碼的質量加上游碼的讀數(shù) 7、用天平和量筒測量食用油密度的實驗中，不必要且不合理的是( ) A、 用天平稱出空燒杯的質量 B、 將適量的食用油倒入燒杯中，用天平測出杯和油的總質量 C、 將燒杯中的油倒入量筒中讀出油的體積 D、 用天平測出倒掉油以后燒杯的質量 8、下面是小明在測鐵塊密度時的主要步驟，請你寫下正確的操作步驟序號 ( ) A、 將 m、 V 代入公式中，算出鐵塊密度 B、 鐵塊用細線拴好輕輕放入水中，測出水和鐵塊的總體積 V2 24 C、 在量筒中倒入一部分水，測出水的體積 V1 D、 用天平稱出鐵 塊的質量 m E、 根據(jù)數(shù)據(jù) V1 、 V2算出鐵塊的體積 V 9、根據(jù)密度的公式，下列說法正確的是 ( ) A、質量越大，密度越大 B、體積越大，密度越小 C、密度是物質的性質，與質量、體積無關 能力提高 10、在調節(jié)托盤天平指針前，發(fā)現(xiàn)指針偏向刻度線中央的右側。為使天平橫梁平衡，應將橫梁右端的調節(jié)螺母 ( ) A、向或移動 B、向左移動 C、不必移動，而移動游碼 D、以上三種都可以 11、給你一臺天平、一把直尺、一枝鉛筆，測出一卷細銅絲的長度，寫出你的方法。 12、用鐵、木分別做成體 積相同的實心立方體，問哪一個質量大？為什么 ？ 13、小實驗： 測量雪的密度 問題：雪的密度在任何地方、不同的時間都一樣嗎？ 材料： 兩個同樣大小的玻璃或塑料筒 (高約 25cm,直徑約 7cm)； 兩個塑料袋，一架天平，一個量筒。 操作過程： (1) 在冬天時將塑料袋裝滿雪，記下雪的類型 (例如，濕雪、干雪、干粉狀雪等 )及室外空氣的溫度； (2) 返回教室內把雪全部倒入一個大碗里； (3) 將一個圓筒稱重 (m1), 仔細地裝滿雪，不要使筒內留下空隙，再 25 一次將圓筒稱重 (m2)， m2-m1即測得 的雪的質量； (4) 取第二個圓筒測量它的體積。方法有二：一是用量具測量；二是將圓筒裝滿水，用量筒測出其體積，記錄下需要水的數(shù)量 (mL) (5) 雪的密度等于雪的質量除以圓筒的體積； 雪的密度 =圓筒的體積 雪的質量(6) 在不同溫度下重復這個實驗，觀察雪的密度在不同溫度下是否相同。 14、為了判斷一個鐵球是不是空心的，某同學測得如下數(shù)據(jù)： 鐵球的 m/g 水的體積 V/mL 水和鐵球的總體積 V/mL 79 60.0 90.0 (1) 做這個實驗需要哪些器材？主要步驟怎樣？ (2) 該鐵球是空心的，還是實心的？ (3) 若鐵球是 空心的，空心部分的體積是多少？ 第十 一 章 綜合檢測題 一、理解與應用 1、水的密度是 1.0 103kg/m3,它表示 。 2、把一枝蠟燭點燃一會兒后，這枝蠟燭的質量將 ，密度將 。 3、使用托盤天平時應把天平放在 桌面上，再把游碼撥到標尺左端0 刻度線處，若指針仍偏左，此時應將橫梁右端的 向 端調節(jié)。在測物體的質量時，如果指針偏向分度盤的右側，應把右盤中的砝碼 (填“增加” 或“減少” )一些，天平才能平衡。在測量物體 26 質量時，當把一只最小的砝碼加入右盤中時嫌多，而取出這只最小的砝碼又嫌少時，應通過調節(jié) 使天平平衡，從而稱出物體的質量。 4、完成下列單位換算： (1) 0.2t= kg (2) 45 104g= kg (3) 32mL= cm3= m3 (4) 7.8 103kg/m3= g/cm3 5、為了測一小瓶油的質量，某學生采用了如 下步驟： A、移動平衡螺母使橫梁平衡； B、瓶放左盤，稱得瓶的質量； C、瓶內倒入油后，稱得瓶和油的質量； D、將天平置于水平臺上； E、將游碼置于左端零位置； F、將天平整理好。 (1) 該學生遺漏了哪一步驟？ G、 。 (2) 按正確順序排列 (用字母表示 ) 。 6、在測量鹽水密度的實驗步驟中，下列步驟中錯誤的一步是 ( ) A、 用天平測出玻璃杯的質量 m B、 往玻璃杯內倒入適量的鹽水，用天平測出杯和鹽水的總質量 m C、 用量筒測出玻璃杯中液體的體積 V D、 用公式 =m/V求出鹽水的密度 7、下面幾個物理量中可以用來鑒別物質的種類的是 ( ) A、質量 B、密度 C、體積 D、溫度 8、在只有量筒的情況下，要取出 21g 汽油 (汽油的密度為 0.7103kg/m3)，下列做法正確的是 ( ) A、在量筒中量出體積 7cm3的汽油 B、在量筒中量出體積 21cm3 27 C、在量筒中量出體積 30cm3的汽油 D、單用量筒是做不到的，必須有天平 9、下列現(xiàn)象中質量發(fā)生變化的是 ( ) A、鐵人凝固成鐵塊 B、機器從北京運到海南 C、把菜刀表面磨光 D、將鐵絲通過拉伸機拉長 10、下列數(shù)據(jù)中最接近你身體質量的是 ( ) A、 48kg B、 0.02t C、 8000g D、 4.8 107kg 11、下列說法正確的是 ( ) A、 鋁塊的質量在月球上和在地球上一樣大 B、 大鋁鍋的密度比小鋁勺的密度大 C、 鋁鍋受熱膨脹時，質量也變大 D、 以上說法都不對 12、把邊長為 3dm 的正方體的鐵塊，在相同的溫度下壓成長 2m、寬 0.2m的均勻鐵皮，則下 列說法正確的是 ( ) A、 鐵塊的形狀、質量和體積都變了 B、 鐵塊的形狀、體積變，質量不變 C、 鐵塊的形狀變，體積和質量不變 D、 鐵塊的質量變，體積和形狀不變 13、有甲、乙兩金屬，甲的密度與乙的密度之比為 2： 5，甲的質量與乙的質量之比為 1： 2，那么甲的體積是乙的體積的 ( ) A、 0.2倍 B、 5倍 C、 0.8倍 D、 1.25 倍 14、有四個容積都為 500mL的瓶子，分別裝滿海水、純水、酒精和汽油，那么裝的質量最多的是 ( )( 海水 純水 酒精 汽油 ) 28 A、海水 B、純水 C、酒精 D、汽油 15、對于密度公式 =m/V，理解正確的是 ( ) A、對于不同的物質， m 越大，越大 B、對于同一種物質，與 V成反比 C、對于同一種物質，與 m 成正比 D、以上說法均不對 16、剛好能裝 1kg 水的瓶子，不能裝 1kg的 ( ) A、酒精 B、硫酸 C、水銀 D、鹽水 17、如果磚的的密度是 2 103kg/m3，一塊磚的體積是 1.4 103cm3，那么一輛能裝載 4t 的汽車最多能運多少塊磚？ 18、一個質量為 300g 的 瓶子，裝滿水后總質量為 1300g，裝滿某種液體后總質量為 1500g,這種液體的密度是多大？ 二、探究與體驗 19、為了研究物質的某種特性，某同學測得四組數(shù)據(jù)，填 在下列表中： 實驗次數(shù) 物體 質量/g 體積/cm3 密度g/cm3 1 鋁塊1 54 20 2.7 2 鋁塊2 108 40 2.7 3 松木1 108 216 4 松木2 10 20 0.5 29 (1) 將上表括號處填寫完整。 (2) 比較 1、 2 這兩次實驗數(shù)據(jù)，可得出結論：同一種物質，它的質量跟它的體積成 。 (3) 比較 2、 3 這兩次實驗數(shù)據(jù)，可得出結論：質量相同的不同物質，體積 。 (4) 比較 1 、 4 這兩次實驗數(shù)據(jù)，可得出結論是 。 三、調查與實踐 20、下面是組成眼鏡的主要材料技術指標： 材料 指針 樹脂鏡片 玻璃鏡片 鈦合金 透光率 92% 91% 密度 (kg/m3) 1.3 103 2.5 103 4.5 103 性能 較耐磨損 耐磨損 耐腐蝕 (4) 求一塊體積為 4 10-6m3的玻璃鏡片的質量。 (5) 一副鈦合金眼鏡架質量是 2 10-2kg，求眼鏡架的體積。 四、想象與創(chuàng)新 21、測定空氣的密度。 器材：皮球、打氣筒、氣針、量杯、水盆、天平、砝碼、乳膠管、管夾等。 操作： 30 (1) 用氣筒將皮球打足氣，用天平稱出皮球的質量 m1。 (2) 將量杯裝滿水后，倒放在水盆中，用氣針和乳膠管將皮球中的空氣引入量杯內，用量杯排水集氣的方法排出皮球中的氣體。如果量杯已收集滿空氣，而皮球中的空氣尚未排完，可以夾緊管夾，暫停放氣，將量杯裝滿水后重新集氣。 (3) 排出皮球中一定量的空氣之后夾緊管夾，拔出氣針，用天平秤出皮球的質量 m2，則排出空氣的質量為 m= m1- m2。 (4) 從調換量杯的 次數(shù)和最后一次測量量杯中氣體的體積，可以知道從皮球中排出空氣在常壓下的體積 V。那么空氣在常溫常壓下的密度 =m/V。 注意：放氣前皮球的體積盡量不要變，這樣空氣對皮球的浮力就保持不變。 問題： (1) 本實驗對于天平有什么要求？ (2)皮球是選用籃球好還是氣球好？ 第十二 章 運動和力 第一節(jié) 運動的描述 1、知識與技能 （ 1）知道機械運動的概念； （ 2）知道參照物的概念，知道判斷物體的運動情況時需要選定參照物； （ 3）知道物體的運動和靜止是相對的； 2、過程與方法 31 (1) 體驗物體運動和靜止的相對性了； (2) 在觀察 現(xiàn)象、研究物體運動的相對性過程中，培養(yǎng)學生的分析和歸納能力。 3、情感態(tài)度與價值觀 認識運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象，運動和靜止是相對的，建立辯證唯物主義世界觀。 教學重點 1、機械運動的概念 2、研究物體運動的相對性 教學難點 1、參照物的概念 2、認識物體運動的相對性 3、用實例解釋機械運動。 教學過程 一、運動的世界 通過現(xiàn)實生活中的事例讓學生體驗到我們生活的宇宙每時每刻都在運動，我們就生活在運動的世界里。 對于這些現(xiàn)象，我們能否用一句話加以概括？ 結論：宇宙中一切物體都在運動。運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象 。 二、機械運動 我們已經(jīng)認識到了運動是宇宙中的普遍現(xiàn)象。下面老師和同學們一起對前面所舉的例子中物體運動的共同特征進行歸納。用科學的語言對這些運動進行描述。 32 問題： 1、在同學們眼里，球場上哪些物體是運動的，哪些物體是靜止的？ 2、 運動的物體有什么特點？靜止的物體有什么特點？ 在物理學里，我們把物體位置的變化叫做機械運動。 前面所舉例子中物體運動的共同特征是運動時，它們的位置都發(fā)生了變化，它們進行的是機械運動。 三、參照物 1、 問題：小明在路邊看見路上汽車飛快的從他面前駛過，車上的司機看乘客覺得他不動，看小明，卻覺得 小明在身后運動。司機為什么會這樣感覺呢？ 學生回憶類似的場景：乘坐在公共汽車上時，看路邊同方向行駛的自行車，覺得它們都在向后退。再看看同車的乘客都覺得他們沒有動，為什么會有這樣的感覺呢？ 由此我們可以知道：要描述物體的運動，要確定一個標準，與這個標準比較，描述物體怎樣運動。這個被選作標準的物體人們把它叫做參照物。 2、 學生自己舉例描述某一物體的運動情況，看看各是以什么物體作為參照物。 3、 讓學生做下面的實驗：把課本平放在桌上，課本上放一個筆盒，推動課本使它沿桌面緩緩移動，讓學生思考問題： (1) 選取課桌作標準，筆盒和課本 是運動的還是靜止的？ (運動 ) (2) 選取課本作標準，筆盒、課桌是運動的還是靜止的？ (筆盒是靜止的，課桌是運動的 ) 33 (3) 選取筆盒作標準，課桌和課本是運動的還是靜止的？ (課桌是運動的，課本是靜止的 ) 討論：描述物體的是運動和靜止，與所選擇的參照物有關。參照物可以根據(jù)需要來選擇。如果選擇的參照物不同，描述同一物體的運動時，結論也不一樣。 由以上討論我們知道，物體的運動和靜止是相對的。為了方便，我們常用地面作參照物。 4、 讓學生閱讀課文第 27頁第四自然段，然后討論為什么會產生“錯覺”。 (產生錯覺的原因是以行駛的火車作為參照物， 觀察者所乘坐的火車與作為參照物的火車的位置關系隨作為參照物的火車的行駛而發(fā)生變化，覺得觀察者所乘坐的火車發(fā)生了運動。 ) 5、 讓學生回答前面所提出的問題： (1) 行人看路上行駛的汽車，通常是以路面或路邊不動的建筑物為參照物，相對于參照物，汽車的位置在不斷地變化，所以觀察者就覺得汽車在運動； (2) 車上的司機看乘客覺得他不動，是以汽車為參照物，乘客相對于汽車，位置沒有發(fā)生變化，因此覺得乘客不動。 (3) 在行駛的汽車上看路邊的行人和同方向行駛的自行車，觀察者往往習慣于以汽車為參照物，相對于汽車，路邊的行人和同方向行駛的自行車與汽車的距 離越來越大，所以，觀察者就覺得行人和自行車向相反的方向運動。 6、 讓學生看課本第 21頁圖 11.1 3。 34 問題：運動和靜止是相對的，以同樣快慢、向同一方向前進的卡車和聯(lián)合收割機以什么參照物它們是運動的，以什么為參照物，卡車或聯(lián)合收割機是靜止的。為什么？ 討論：以田野或 (地面 )為參照物它們都在運動，卡車和聯(lián)合收割機相對于以田野或 (地面 )的位置關系不斷變化；卡車以聯(lián)合收割機、聯(lián)合收割機以卡車為參照物它們是相對靜止的，它們以同樣快慢、向同一方向前進時相對位置關系不發(fā)生變化。 從這個例子我們可以看到以同樣快慢、向同一方向 前進的物體以它們中任何一個為參照物，則另一個相對靜止。 7、 讓學生看課文第 22頁圖 11.1 4。想想，圖中對于不同的參照物，各個物體是在運動還是靜止？ 討論交流：宇航員在艙外工作時，宇航員相對于航天飛機和航天飛機相對于宇航員 (以同樣快慢、向同一方向前進 )是