《測量固體和液體的密度》教學設計-2025-2026學年北師大版（北京）初中物理八年級(全一冊）核心素養(yǎng)教學目標物理觀念學生能夠深刻理解密度是物質(zhì)的一種特性，進一步明確密度的概念，即密度是物質(zhì)單位體積的質(zhì)量（ρ=m/V）。知道測量密度在生活、生產(chǎn)和科學研究中的重要意義，如鑒別物質(zhì)、選擇材料等。科學思維通過實驗探究過程，學會運用控制變量法、等效替代法等科學研究方法。例如，在測量固體密度時，用排水法測量不規(guī)則固體體積運用了等效替代法。能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進行分析、歸納和推理，得出合理的實驗結論，培養(yǎng)邏輯思維能力?？茖W探究經(jīng)歷測量固體和液體密度的實驗探究過程，包括提出問題、設計實驗、進行實驗、收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估等環(huán)節(jié)，提高科學探究能力。學會正確使用天平、量筒等測量工具，掌握測量固體和液體質(zhì)量、體積的基本技能，培養(yǎng)動手操作能力和實驗數(shù)據(jù)處理能力?？茖W態(tài)度與責任在實驗操作過程中，培養(yǎng)嚴謹認真、實事求是的科學態(tài)度，嚴格遵守實驗操作規(guī)程，如實記錄實驗數(shù)據(jù)。認識到物理知識與實際生活的緊密聯(lián)系，體會物理知識在解決實際問題中的重要作用，增強對科學的責任感和對生活的觀察力。教學重難點教學重點熟練掌握量筒的使用方法，包括正確讀數(shù)、測量液體體積以及利用排水法測量不規(guī)則固體體積。學會利用天平和量筒測量固體和液體的密度，掌握實驗原理（ρ=m/V）和實驗步驟。教學難點理解測量液體密度時，實驗步驟的優(yōu)化對減小誤差的影響，如先測量液體和容器的總質(zhì)量，再倒出部分液體測量剩余液體和容器的質(zhì)量，從而計算出倒出液體的質(zhì)量，以減小誤差。分析實驗過程中可能產(chǎn)生誤差的原因，并能提出相應的減小誤差的方法，培養(yǎng)學生的誤差分析能力。教學過程（一）課程導入（5分鐘）1.展示圖片和實物：教師展示一些外觀相似但材質(zhì)不同的物品，如銅塊和鐵塊、鹽水和清水等，提問學生：“同學們，我們看這些物品，從外觀上很難直接區(qū)分它們是什么物質(zhì)。在生活和科學研究中，我們常常需要知道物質(zhì)的種類，那有沒有什么辦法可以幫助我們準確鑒別這些物質(zhì)呢？”2.引導思考：讓學生思考并討論，然后請幾位學生發(fā)表自己的看法。有的學生可能會提到根據(jù)物質(zhì)的一些特性，如顏色、硬度等，但對于外觀相似的物質(zhì)，這些方法可能不太準確。3.引出課題：教師總結學生的回答，指出密度是物質(zhì)的一種重要特性，不同物質(zhì)的密度一般不同。通過測量物質(zhì)的密度，我們可以鑒別物質(zhì)。從而引出本節(jié)課的主題——測量固體和液體的密度。4.設計意圖：從生活中常見的問題情境引入，激發(fā)學生的學習興趣和好奇心，讓學生感受到物理知識與實際生活的緊密聯(lián)系，自然地引出本節(jié)課的教學內(nèi)容，同時培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題的能力。（二）復習回顧（5分鐘）1.密度概念提問：教師提問：“同學們，我們之前學習了密度的概念，誰能來說一說密度的定義是什么？”請一位學生回答，其他學生進行補充和修正，強化學生對密度定義（密度是物質(zhì)單位體積的質(zhì)量）的記憶。2.密度公式及單位復習：接著提問：“那密度的公式是什么呢？公式中每個字母代表什么物理量？密度的單位有哪些？它們之間的換算關系是怎樣的？”引導學生回顧密度公式ρ=m/V（其中ρ表示密度，m表示質(zhì)量，V表示體積），以及密度的單位，如國際單位制中是千克每立方米（kg/m3），常用單位還有克每立方厘米（g/cm3），1g/cm3=1000kg/m3。3.質(zhì)量和體積測量工具回顧：教師繼續(xù)提問：“要測量物質(zhì)的密度，我們需要知道物質(zhì)的質(zhì)量和體積，那我們常用哪些工具來測量質(zhì)量和體積呢？”引導學生回憶測量質(zhì)量常用天平，測量液體體積常用量筒，對于形狀規(guī)則的固體體積可以用刻度尺測量后計算得出，而對于不規(guī)則固體體積可以用排水法等特殊方法測量。4.設計意圖：通過復習回顧，幫助學生鞏固已學知識，為學習本節(jié)課測量固體和液體密度的實驗內(nèi)容做好鋪墊，讓學生在已有知識的基礎上更好地理解和掌握新知識，同時培養(yǎng)學生的知識遷移能力。（三）量筒的使用（10分鐘）1.展示量筒：教師拿出量筒，向?qū)W生展示，并介紹量筒的構造，包括刻度線、量程、分度值等。讓學生觀察自己桌面上的量筒，找到量筒的量程和分度值，并請幾位學生說出自己量筒的量程和分度值是多少，加強學生對量筒構造的認識。2.講解量筒使用方法：測量前：教師強調(diào)使用量筒前要觀察量筒的量程和分度值，選擇合適的量筒進行測量。例如，如果要測量的液體體積較大，超過了量筒的量程，就無法準確測量；如果量程過大，測量的精度又會受到影響。測量時：將量筒放在水平臺上，倒入液體時，要讓液體緩慢流入量筒，避免液體濺出。教師進行演示操作，讓學生觀察。讀數(shù)時：教師講解讀數(shù)的方法，視線要與量筒內(nèi)液體的凹液面底部相平（如果是水銀等凸液面液體，則視線與凸液面頂部相平）。教師通過多媒體展示不同錯誤讀數(shù)的圖片，如俯視讀數(shù)、仰視讀數(shù)等，讓學生判斷哪種讀數(shù)方法正確，并分析錯誤讀數(shù)會導致測量結果偏大還是偏小。然后讓學生進行實際操作練習，用量筒測量一定量的水，并正確讀出體積數(shù)值，教師巡視指導，及時糾正學生的錯誤操作和讀數(shù)方法。1.測量不規(guī)則固體體積（排水法）：教師提出問題：“對于形狀不規(guī)則的固體，我們?nèi)绾螠y量它的體積呢？”引導學生思考。然后介紹排水法測量不規(guī)則固體體積的原理和方法。原理：利用等量占據(jù)空間替代的方法，即把不規(guī)則固體浸沒在水中，它排開的水的體積就等于該固體的體積。操作步驟：教師邊演示邊講解，先在量筒中倒入適量的水（“適量”的含義是既能使固體完全浸沒，又不會使水在放入固體后溢出量筒），讀出此時水的體積V?；然后用細線拴好不規(guī)則固體，慢慢將固體浸沒在水中，讀出此時水和固體的總體積V?；則固體的體積V=V?-V?。教師讓學生分組進行實驗，測量一個小石塊的體積，并記錄實驗數(shù)據(jù)。在學生實驗過程中，教師巡視指導，提醒學生注意操作規(guī)范，如細線要盡量細，固體要緩慢浸沒等，以減小實驗誤差。1.設計意圖：量筒是測量體積的重要工具，通過詳細講解量筒的使用方法，包括測量液體體積和利用排水法測量不規(guī)則固體體積，讓學生掌握正確的操作技能，培養(yǎng)學生的動手實踐能力和科學嚴謹?shù)膽B(tài)度。通過實際操作練習和錯誤案例分析，加深學生對量筒使用方法的理解和記憶，提高學生的實驗操作水平。（四）測量固體的密度（15分鐘）1.實驗原理講解：教師提問：“我們要測量固體的密度，根據(jù)密度公式ρ=m/V，需要測量哪些物理量呢？”引導學生回答出需要測量固體的質(zhì)量m和體積V。然后強調(diào)本節(jié)課測量固體質(zhì)量使用天平，體積使用剛才學習的排水法用量筒測量，明確實驗原理。2.實驗器材介紹：向?qū)W生展示實驗器材，包括天平、砝碼、量筒、水、細線、小石塊（或其他不規(guī)則固體）等，并簡單介紹各器材的作用。3.實驗步驟討論與確定：教師組織學生進行小組討論，設計測量小石塊密度的實驗步驟。每個小組討論后，派代表發(fā)言，闡述自己小組設計的實驗步驟。教師對各小組的方案進行點評和總結，最終確定合理的實驗步驟：用天平測量小石塊的質(zhì)量m，將天平放在水平臺上，調(diào)節(jié)天平平衡，把小石塊放在左盤，用鑷子向右盤加減砝碼并調(diào)節(jié)游碼，直至天平平衡，讀出砝碼和游碼的總質(zhì)量即為小石塊的質(zhì)量m，并記錄數(shù)據(jù)。用量筒測量小石塊的體積V，按照前面學習的排水法，先在量筒中倒入適量的水，讀出水的體積V?；用細線拴好小石塊，將小石塊緩慢浸沒在水中，讀出此時水和小石塊的總體積V?；則小石塊的體積V=V?-V?，并記錄數(shù)據(jù)。根據(jù)密度公式ρ=m/V，計算小石塊的密度ρ，并記錄數(shù)據(jù)。學生分組實驗：學生按照確定的實驗步驟進行分組實驗，測量小石塊的密度。教師巡視各小組，觀察學生的實驗操作過程，及時給予指導和幫助，糾正學生在使用天平和量筒過程中出現(xiàn)的錯誤操作，如天平未調(diào)平就進行測量、砝碼用手直接拿取、讀數(shù)不準確等。提醒學生如實記錄實驗數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)處理與誤差分析：實驗結束后，教師選取幾個小組的實驗數(shù)據(jù)進行展示，讓學生計算出各自測量的小石塊密度值。然后引導學生分析實驗過程中可能產(chǎn)生誤差的原因，如天平測量質(zhì)量時的誤差（天平未調(diào)平、砝碼生銹等）、量筒測量體積時的誤差（讀數(shù)不準確、排水法中固體表面附著氣泡等）。讓學生思考如何減小這些誤差，培養(yǎng)學生的誤差分析能力。設計意圖：通過讓學生參與實驗步驟的討論和設計，培養(yǎng)學生的自主探究能力和創(chuàng)新思維。在學生分組實驗過程中，提高學生的動手操作能力和團隊協(xié)作能力。實驗數(shù)據(jù)處理和誤差分析環(huán)節(jié)，有助于學生理解實驗誤差的產(chǎn)生原因，掌握減小誤差的方法，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的精神。（五）測量液體的密度（15分鐘）1.實驗原理回顧：教師再次強調(diào)測量液體密度的實驗原理同樣是根據(jù)密度公式ρ=m/V，需要測量液體的質(zhì)量和體積。2.實驗方案設計討論：教師提出問題：“我們?nèi)绾螠y量一杯鹽水（或其他液體）的密度呢？請大家思考并設計實驗方案?！苯M織學生進行小組討論，鼓勵各小組提出不同的實驗方案。3.實驗方案展示與分析：各小組派代表展示自己設計的實驗方案，主要有以下兩種常見方案：方案一：用天平測量空燒杯的質(zhì)量m?。將適量鹽水倒入燒杯中，用天平測量燒杯和鹽水的總質(zhì)量m?，則鹽水的質(zhì)量m=m?-m?。將燒杯中的鹽水全部倒入量筒中，讀出鹽水的體積V。根據(jù)密度公式ρ=m/V，計算鹽水的密度ρ。方案二：用天平測量燒杯和適量鹽水的總質(zhì)量m?。將部分鹽水倒入量筒中，讀出量筒中鹽水的體積V。用天平測量剩余鹽水和燒杯的總質(zhì)量m?，則倒入量筒中鹽水的質(zhì)量m=m?-m?。根據(jù)密度公式ρ=m/V，計算鹽水的密度ρ。教師引導學生對這兩種方案進行分析和比較，討論哪種方案測量結果更準確。通過分析可知，方案一中將鹽水從燒杯倒入量筒時，燒杯壁上會殘留部分鹽水，導致測量的鹽水體積偏小，根據(jù)密度公式計算出的密度值會偏大；而方案二則避免了這種情況，測量結果相對更準確。讓學生理解實驗步驟的優(yōu)化對減小誤差的重要性。學生分組實驗（采用方案二）：學生按照優(yōu)化后的方案二進行分組實驗，測量鹽水的密度。教師巡視指導，確保學生正確操作天平和量筒，準確記錄實驗數(shù)據(jù)。提醒學生注意在倒鹽水時要緩慢，避免鹽水濺出量筒。實驗數(shù)據(jù)處理與交流：實驗結束后，各小組計算出所測鹽水的密度值，并將實驗數(shù)據(jù)和計算結果在小組內(nèi)進行交流和討論。教師選取幾個小組的數(shù)據(jù)進行展示，讓學生觀察不同小組測量結果的差異，分析產(chǎn)生差異的原因，進一步強化學生對實驗誤差的認識和理解。設計意圖：通過實驗方案設計討論和分析，培養(yǎng)學生的科學思維能力和創(chuàng)新意識，讓學生學會對不同實驗方案進行評估和選擇。學生分組實驗過程中，提高學生測量液體密度的實驗技能和操作能力。實驗數(shù)據(jù)處理和交流環(huán)節(jié)，促進學生之間的合作與交流，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。（六）課堂練習（10分鐘）1.展示練習題：教師在多媒體上展示一些與測量固體和液體密度相關的練習題，如下：某同學在測量一塊金屬塊的密度時，進行了如下操作：用調(diào)節(jié)好的天平測量金屬塊的質(zhì)量，右盤中的砝碼和游碼的位置如圖所示（給出游碼位置圖片），則金屬塊的質(zhì)量為______g。將適量的水倒入量筒中，讀出水的體積為20ml，用細線拴好金屬塊，將其緩慢浸沒在水中，此時量筒中水面的示數(shù)如圖所示（給出量筒示數(shù)圖片），則金屬塊的體積為______cm3。根據(jù)測量數(shù)據(jù)，計算出金屬塊的密度為______kg/m3。為了測量某種液體的密度，小明設計了如下實驗步驟：用天平測量空燒杯的質(zhì)量m?=20g。將適量液體倒入燒杯中，用天平測量燒杯和液體的總質(zhì)量m?=52g。將燒杯中的液體全部倒入量筒中，讀出量筒中液體的體積V=30ml。計算該液體的密度ρ=______g/cm3。請你分析小明的實驗方案存在什么問題？如何改進可以減小誤差？一個質(zhì)量為0.25kg的玻璃瓶，盛滿水時稱得質(zhì)量是1.5kg，則這玻璃瓶的容積是多少m3？它最多能裝多少千克的酒精？（ρ水=1.0×103kg/m3，ρ酒精=0.8×103kg/m3）學生解答與交流：讓學生獨立思考并解答這些問題，在學生解答過程中，教師巡視，觀察學生的解題情況。解答完成后，讓學生在小組內(nèi)進行交流和討論，分享自己的解題思路和答案。然后請幾位學生到黑板上進行板演，講解自己的解題過程。教師點評與總結：教師對學生的解答進行點評，肯定學生正確的解題思路和方法，指出學生存在的問題和錯誤，如單位換算錯誤、公式運用不熟練、實驗誤差分析不準確等。對練習題進行總結，強調(diào)解題的關鍵知識點和注意事項，如天平、量筒的讀數(shù)方法，密度公式的正確運用，實驗誤差的分析與減小方法等，進一步鞏固學生本節(jié)課所學的知識。設計意圖：通過課堂練習，及時鞏固學生本節(jié)課所學的測量固體和液體密度的知識和技能，包括實驗操作、數(shù)據(jù)處理、公式計算以及誤差分析等方面。讓學生在練習中加深對知識點的理解和掌握，提高學生運用物理知識解決實際問題的能力。同時，教師通過學生的答題情況了解學生的學習效果，發(fā)現(xiàn)學生存在的問題，以便進行有針對性的輔導和強化訓練。（七）課堂拓展（5分鐘）介紹其他密度測量方法：教師向?qū)W生介紹一些除了天平和量筒測量密度之外的其他方法，如利用密度計測量液體密度。展示密度計的實物或圖片，介紹密度計的工作原理：密度計是根據(jù)物體漂浮時浮力等于重力的原理制成的，它在不同液體中漂浮時，所受浮力不變，根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排，液體密度越大，密度計排開液體的體積越小，密度計浸入液體中的深度越淺，通過密度計上的刻度可以直接讀出液體的密度。還可以簡單介紹一些現(xiàn)代先進的密度測量儀器，如電子密度儀等，讓學生了解科技的發(fā)展給密度測量