《测量固体和液体的密度》教学设计-2025-2026学年北师大版（北京）（2024）初中物理八年级全一册

《测量固体和液体的密度》教学设计-2025-2026学年北师大版（北京）初中物理八年级(全一册）核心素养教学目标物理观念学生能够深刻理解密度是物质的一种特性，进一步明确密度的概念，即密度是物质单位体积的质量（ρ=m/V）。知道测量密度在生活、生产和科学研究中的重要意义，如鉴别物质、选择材料等。科学思维通过实验探究过程，学会运用控制变量法、等效替代法等科学研究方法。例如，在测量固体密度时，用排水法测量不规则固体体积运用了等效替代法。能够根据实验数据进行分析、归纳和推理，得出合理的实验结论，培养逻辑思维能力。科学探究经历测量固体和液体密度的实验探究过程，包括提出问题、设计实验、进行实验、收集数据、分析与论证、评估等环节，提高科学探究能力。学会正确使用天平、量筒等测量工具，掌握测量固体和液体质量、体积的基本技能，培养动手操作能力和实验数据处理能力。科学态度与责任在实验操作过程中，培养严谨认真、实事求是的科学态度，严格遵守实验操作规程，如实记录实验数据。认识到物理知识与实际生活的紧密联系，体会物理知识在解决实际问题中的重要作用，增强对科学的责任感和对生活的观察力。教学重难点教学重点熟练掌握量筒的使用方法，包括正确读数、测量液体体积以及利用排水法测量不规则固体体积。学会利用天平和量筒测量固体和液体的密度，掌握实验原理（ρ=m/V）和实验步骤。教学难点理解测量液体密度时，实验步骤的优化对减小误差的影响，如先测量液体和容器的总质量，再倒出部分液体测量剩余液体和容器的质量，从而计算出倒出液体的质量，以减小误差。分析实验过程中可能产生误差的原因，并能提出相应的减小误差的方法，培养学生的误差分析能力。教学过程（一）课程导入（5分钟）1.展示图片和实物：教师展示一些外观相似但材质不同的物品，如铜块和铁块、盐水和清水等，提问学生：“同学们，我们看这些物品，从外观上很难直接区分它们是什么物质。在生活和科学研究中，我们常常需要知道物质的种类，那有没有什么办法可以帮助我们准确鉴别这些物质呢？”2.引导思考：让学生思考并讨论，然后请几位学生发表自己的看法。有的学生可能会提到根据物质的一些特性，如颜色、硬度等，但对于外观相似的物质，这些方法可能不太准确。3.引出课题：教师总结学生的回答，指出密度是物质的一种重要特性，不同物质的密度一般不同。通过测量物质的密度，我们可以鉴别物质。从而引出本节课的主题——测量固体和液体的密度。4.设计意图：从生活中常见的问题情境引入，激发学生的学习兴趣和好奇心，让学生感受到物理知识与实际生活的紧密联系，自然地引出本节课的教学内容，同时培养学生发现问题、思考问题的能力。（二）复习回顾（5分钟）1.密度概念提问：教师提问：“同学们，我们之前学习了密度的概念，谁能来说一说密度的定义是什么？”请一位学生回答，其他学生进行补充和修正，强化学生对密度定义（密度是物质单位体积的质量）的记忆。2.密度公式及单位复习：接着提问：“那密度的公式是什么呢？公式中每个字母代表什么物理量？密度的单位有哪些？它们之间的换算关系是怎样的？”引导学生回顾密度公式ρ=m/V（其中ρ表示密度，m表示质量，V表示体积），以及密度的单位，如国际单位制中是千克每立方米（kg/m³），常用单位还有克每立方厘米（g/cm³），1g/cm³=1000kg/m³。3.质量和体积测量工具回顾：教师继续提问：“要测量物质的密度，我们需要知道物质的质量和体积，那我们常用哪些工具来测量质量和体积呢？”引导学生回忆测量质量常用天平，测量液体体积常用量筒，对于形状规则的固体体积可以用刻度尺测量后计算得出，而对于不规则固体体积可以用排水法等特殊方法测量。4.设计意图：通过复习回顾，帮助学生巩固已学知识，为学习本节课测量固体和液体密度的实验内容做好铺垫，让学生在已有知识的基础上更好地理解和掌握新知识，同时培养学生的知识迁移能力。（三）量筒的使用（10分钟）1.展示量筒：教师拿出量筒，向学生展示，并介绍量筒的构造，包括刻度线、量程、分度值等。让学生观察自己桌面上的量筒，找到量筒的量程和分度值，并请几位学生说出自己量筒的量程和分度值是多少，加强学生对量筒构造的认识。2.讲解量筒使用方法：测量前：教师强调使用量筒前要观察量筒的量程和分度值，选择合适的量筒进行测量。例如，如果要测量的液体体积较大，超过了量筒的量程，就无法准确测量；如果量程过大，测量的精度又会受到影响。测量时：将量筒放在水平台上，倒入液体时，要让液体缓慢流入量筒，避免液体溅出。教师进行演示操作，让学生观察。读数时：教师讲解读数的方法，视线要与量筒内液体的凹液面底部相平（如果是水银等凸液面液体，则视线与凸液面顶部相平）。教师通过多媒体展示不同错误读数的图片，如俯视读数、仰视读数等，让学生判断哪种读数方法正确，并分析错误读数会导致测量结果偏大还是偏小。然后让学生进行实际操作练习，用量筒测量一定量的水，并正确读出体积数值，教师巡视指导，及时纠正学生的错误操作和读数方法。1.测量不规则固体体积（排水法）：教师提出问题：“对于形状不规则的固体，我们如何测量它的体积呢？”引导学生思考。然后介绍排水法测量不规则固体体积的原理和方法。原理：利用等量占据空间替代的方法，即把不规则固体浸没在水中，它排开的水的体积就等于该固体的体积。操作步骤：教师边演示边讲解，先在量筒中倒入适量的水（“适量”的含义是既能使固体完全浸没，又不会使水在放入固体后溢出量筒），读出此时水的体积V₁；然后用细线拴好不规则固体，慢慢将固体浸没在水中，读出此时水和固体的总体积V₂；则固体的体积V=V₂-V₁。教师让学生分组进行实验，测量一个小石块的体积，并记录实验数据。在学生实验过程中，教师巡视指导，提醒学生注意操作规范，如细线要尽量细，固体要缓慢浸没等，以减小实验误差。1.设计意图：量筒是测量体积的重要工具，通过详细讲解量筒的使用方法，包括测量液体体积和利用排水法测量不规则固体体积，让学生掌握正确的操作技能，培养学生的动手实践能力和科学严谨的态度。通过实际操作练习和错误案例分析，加深学生对量筒使用方法的理解和记忆，提高学生的实验操作水平。（四）测量固体的密度（15分钟）1.实验原理讲解：教师提问：“我们要测量固体的密度，根据密度公式ρ=m/V，需要测量哪些物理量呢？”引导学生回答出需要测量固体的质量m和体积V。然后强调本节课测量固体质量使用天平，体积使用刚才学习的排水法用量筒测量，明确实验原理。2.实验器材介绍：向学生展示实验器材，包括天平、砝码、量筒、水、细线、小石块（或其他不规则固体）等，并简单介绍各器材的作用。3.实验步骤讨论与确定：教师组织学生进行小组讨论，设计测量小石块密度的实验步骤。每个小组讨论后，派代表发言，阐述自己小组设计的实验步骤。教师对各小组的方案进行点评和总结，最终确定合理的实验步骤：用天平测量小石块的质量m，将天平放在水平台上，调节天平平衡，把小石块放在左盘，用镊子向右盘加减砝码并调节游码，直至天平平衡，读出砝码和游码的总质量即为小石块的质量m，并记录数据。用量筒测量小石块的体积V，按照前面学习的排水法，先在量筒中倒入适量的水，读出水的体积V₁；用细线拴好小石块，将小石块缓慢浸没在水中，读出此时水和小石块的总体积V₂；则小石块的体积V=V₂-V₁，并记录数据。根据密度公式ρ=m/V，计算小石块的密度ρ，并记录数据。学生分组实验：学生按照确定的实验步骤进行分组实验，测量小石块的密度。教师巡视各小组，观察学生的实验操作过程，及时给予指导和帮助，纠正学生在使用天平和量筒过程中出现的错误操作，如天平未调平就进行测量、砝码用手直接拿取、读数不准确等。提醒学生如实记录实验数据。实验数据处理与误差分析：实验结束后，教师选取几个小组的实验数据进行展示，让学生计算出各自测量的小石块密度值。然后引导学生分析实验过程中可能产生误差的原因，如天平测量质量时的误差（天平未调平、砝码生锈等）、量筒测量体积时的误差（读数不准确、排水法中固体表面附着气泡等）。让学生思考如何减小这些误差，培养学生的误差分析能力。设计意图：通过让学生参与实验步骤的讨论和设计，培养学生的自主探究能力和创新思维。在学生分组实验过程中，提高学生的动手操作能力和团队协作能力。实验数据处理和误差分析环节，有助于学生理解实验误差的产生原因，掌握减小误差的方法，培养学生严谨的科学态度和实事求是的精神。（五）测量液体的密度（15分钟）1.实验原理回顾：教师再次强调测量液体密度的实验原理同样是根据密度公式ρ=m/V，需要测量液体的质量和体积。2.实验方案设计讨论：教师提出问题：“我们如何测量一杯盐水（或其他液体）的密度呢？请大家思考并设计实验方案。”组织学生进行小组讨论，鼓励各小组提出不同的实验方案。3.实验方案展示与分析：各小组派代表展示自己设计的实验方案，主要有以下两种常见方案：方案一：用天平测量空烧杯的质量m₁。将适量盐水倒入烧杯中，用天平测量烧杯和盐水的总质量m₂，则盐水的质量m=m₂-m₁。将烧杯中的盐水全部倒入量筒中，读出盐水的体积V。根据密度公式ρ=m/V，计算盐水的密度ρ。方案二：用天平测量烧杯和适量盐水的总质量m₁。将部分盐水倒入量筒中，读出量筒中盐水的体积V。用天平测量剩余盐水和烧杯的总质量m₂，则倒入量筒中盐水的质量m=m₁-m₂。根据密度公式ρ=m/V，计算盐水的密度ρ。教师引导学生对这两种方案进行分析和比较，讨论哪种方案测量结果更准确。通过分析可知，方案一中将盐水从烧杯倒入量筒时，烧杯壁上会残留部分盐水，导致测量的盐水体积偏小，根据密度公式计算出的密度值会偏大；而方案二则避免了这种情况，测量结果相对更准确。让学生理解实验步骤的优化对减小误差的重要性。学生分组实验（采用方案二）：学生按照优化后的方案二进行分组实验，测量盐水的密度。教师巡视指导，确保学生正确操作天平和量筒，准确记录实验数据。提醒学生注意在倒盐水时要缓慢，避免盐水溅出量筒。实验数据处理与交流：实验结束后，各小组计算出所测盐水的密度值，并将实验数据和计算结果在小组内进行交流和讨论。教师选取几个小组的数据进行展示，让学生观察不同小组测量结果的差异，分析产生差异的原因，进一步强化学生对实验误差的认识和理解。设计意图：通过实验方案设计讨论和分析，培养学生的科学思维能力和创新意识，让学生学会对不同实验方案进行评估和选择。学生分组实验过程中，提高学生测量液体密度的实验技能和操作能力。实验数据处理和交流环节，促进学生之间的合作与交流，培养学生分析问题和解决问题的能力。（六）课堂练习（10分钟）1.展示练习题：教师在多媒体上展示一些与测量固体和液体密度相关的练习题，如下：某同学在测量一块金属块的密度时，进行了如下操作：用调节好的天平测量金属块的质量，右盘中的砝码和游码的位置如图所示（给出游码位置图片），则金属块的质量为______g。将适量的水倒入量筒中，读出水的体积为20ml，用细线拴好金属块，将其缓慢浸没在水中，此时量筒中水面的示数如图所示（给出量筒示数图片），则金属块的体积为______cm³。根据测量数据，计算出金属块的密度为______kg/m³。为了测量某种液体的密度，小明设计了如下实验步骤：用天平测量空烧杯的质量m₁=20g。将适量液体倒入烧杯中，用天平测量烧杯和液体的总质量m₂=52g。将烧杯中的液体全部倒入量筒中，读出量筒中液体的体积V=30ml。计算该液体的密度ρ=______g/cm³。请你分析小明的实验方案存在什么问题？如何改进可以减小误差？一个质量为0.25kg的玻璃瓶，盛满水时称得质量是1.5kg，则这玻璃瓶的容积是多少m³？它最多能装多少千克的酒精？（ρ水=1.0×10³kg/m³，ρ酒精=0.8×10³kg/m³）学生解答与交流：让学生独立思考并解答这些问题，在学生解答过程中，教师巡视，观察学生的解题情况。解答完成后，让学生在小组内进行交流和讨论，分享自己的解题思路和答案。然后请几位学生到黑板上进行板演，讲解自己的解题过程。教师点评与总结：教师对学生的解答进行点评，肯定学生正确的解题思路和方法，指出学生存在的问题和错误，如单位换算错误、公式运用不熟练、实验误差分析不准确等。对练习题进行总结，强调解题的关键知识点和注意事项，如天平、量筒的读数方法，密度公式的正确运用，实验误差的分析与减小方法等，进一步巩固学生本节课所学的知识。设计意图：通过课堂练习，及时巩固学生本节课所学的测量固体和液体密度的知识和技能，包括实验操作、数据处理、公式计算以及误差分析等方面。让学生在练习中加深对知识点的理解和掌握，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。同时，教师通过学生的答题情况了解学生的学习效果，发现学生存在的问题，以便进行有针对性的辅导和强化训练。（七）课堂拓展（5分钟）介绍其他密度测量方法：教师向学生介绍一些除了天平和量筒测量密度之外的其他方法，如利用密度计测量液体密度。展示密度计的实物或图片，介绍密度计的工作原理：密度计是根据物体漂浮时浮力等于重力的原理制成的，它在不同液体中漂浮时，所受浮力不变，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，液体密度越大，密度计排开液体的体积越小，密度计浸入液体中的深度越浅，通过密度计上的刻度可以直接读出液体的密度。还可以简单介绍一些现代先进的密度测量仪器，如电子密度仪等，让学生了解科技的发展给密度测量