人教版八年级物理上册《6.3测量液体和固体的密度》教学设计

第页人教版八年级物理上册《6.3测量液体和固体的密度》教学设计年级八年级学科物理课时数1课时教师课题第3节测量液体和固体的密度教学目标物理观念掌握固体和液体密度的测量方法，理解密度概念及其物理意义。科学思维学会运用科学思维，通过实验数据分析和推理，得出固体和液体的密度值。科学探究能够独立完成固体和液体密度的测量实验，包括实验器材的选择、实验步骤的设计以及实验数据的记录和处理。科学态度与责任培养严谨的科学态度，认识到实验误差的来源，并学会采取措施减小误差，同时增强对科学研究的责任感和使命感。教材分析本节内容选自八年级物理教材中关于物质属性探究的重要章节。教材通过引入密度这一物理量，帮助学生建立对物质特性的量化认识，为后续学习压强、浮力等知识奠定基础。实验环节设计紧密围绕密度公式的应用展开，既包含规则固体密度的测量，也涉及不规则固体及液体密度的探究，体现了从简单到复杂的认知递进规律。教材特别强调实验误差分析的重要性，通过对比不同测量方法的优缺点，引导学生理解科学探究中精确性与可行性的平衡关系。学情分析八年级学生已掌握天平、量筒的基本使用方法，对密度概念有初步理论认知，但缺乏将理论知识转化为实验操作的能力。学生普遍存在实验设计能力薄弱、数据处理经验不足的问题，部分学生对复杂实验步骤的逻辑衔接存在困惑，需要通过分层引导和典型案例分析突破实验设计瓶颈。教学重点掌握固体和液体密度的测量原理及实验操作过程，能够准确运用公式ρ=m/V进行计算。教学难点如何设计合理的实验步骤以减小实验误差，并准确分析实验数据得出可靠的密度值；同时理解实验过程中可能出现的各种问题及其解决方法。教学器材天平、量筒、烧杯、不规则固体（如小石块）、液体（如盐水）、细线、滴管、镊子等。天平用于精确测量物体的质量，量筒和烧杯用于测量液体的体积，细线用于捆绑不规则固体以便放入量筒中测量体积，滴管可用于精确添加液体，镊子则方便取用砝码等小物件。教学过程教师活动学生活动导入新课教师通过对上节课知识的复习，引导学生回顾密度公式ρ=mV学生思考测量物体密度需要用到的仪器，及测量密度的原理学习新课一、探究盐水的密度1.量筒的使用（1）观察量筒：让学生观察量筒，认识其单位、量程和分度值，明确量筒上的标度单位是毫升(mL)，(1mL=1cm³)。（2）使用方法讲解：强调量筒使用时要放在水平桌面上，读数时视线要与液体凹液面的底部或凸液面的顶部保持相平，通过图片或现场演示错误和正确的读数方式，让学生判断。2.测量液体（盐水）的密度（1）实验原理与器材：让学生说出测量盐水密度的实验原理ρ=mV（2）实验方案讨论：引导学生讨论不同测量顺序对结果的影响，分析方案1（先测量筒中盐水质量，再倒入烧杯测体积）和方案2（先测烧杯中盐水质量，再倒入量筒测体积）的误差情况，引出方案3——减液法。3.减液法步骤（1）用调节好的天平测出盐水和烧杯的总质量m1（2）把烧杯中的盐水倒入量筒中一部分，测出其体积为V。（3）用天平测烧杯和剩余盐水的总质量m2（4）根据ρ=m14.分析优点：让学生思考并回答减液法的优点是不用将液体全部倒出，减少各种挂壁引起的误差，倒出的部分液体体积可控制，方便读取数据。【典例1】小芳的妈妈每年都要腌制一些鸡蛋，为了帮妈妈减轻一些负担，小芳提前配制了一定浓度的盐水，她想知道配制的盐水的浓度，就用天平和量筒进行测量。（1）小芳进行了测量，步骤如下：①用调节好的天平测得空烧杯的质量m1；②在烧杯中倒入适量的盐水，测得烧杯和盐水的总质量m2，如图乙所示；③把烧杯中的盐水倒入量筒中，测得盐水的体积空烧杯的质量m量筒中盐水的体积V烧杯和盐水的总质量m盐水的密度ρ/g⋅①30②③④（2）请你帮小芳同学把下表填写完整。（3）在测烧杯和盐水总质量的过程中，小芳发现放上最小砝码后，指针又如图甲所示，她接下来的操作是：，使天平重新平衡；（4）经分析，小芳认为以上方法测出的盐水密度比真实值（选填“偏大”或“偏小”）。为了减小误差，小芳对上述步骤的顺序进行了改进，你认为她的改进顺序是（填序号）。【答案】4076.01.15取下最小砝码，调节游码偏大②③①④【详解】（2）[1]如图丙所示，量筒的分度值为2mL，量筒内盐水的体积为V=40mL=40cm3[2]由图乙知，标尺的分度值为0.2g，游码所对应的质量为1.0g，则烧杯和盐水的总质量为m[3]烧杯内盐水的质量为m根据密度公式ρ=m（3）[4]被测物体在左盘中，砝码在右盘中，在测烧杯和盐水总质量的过程中，小芳发现放上最小砝码后，指针又如图甲所示，指针指向中央刻度线右侧，说明加最小的砝码时砝码的总质量大了，所以此时应取下最小砝码，向右调节游码，使天平横梁重新在水平位置平衡。（4）[5]如果按上面的操作顺序，盐水的质量是准确的，但把烧杯中的盐水倒入量筒中时，烧杯中还会沾有一定质量的液体，因此用量筒测出的盐水的体积偏小，测出的盐水密度值比真实值偏大。[6]为避免烧杯残留盐水影响体积测量，应先测烧杯和盐水的总质量，再倒出盐水测体积，最后测烧杯和剩余盐水的质量，这样质量差就是量筒中盐水的质量。所以，改进顺序是②③①④。学生知道了量筒是用来测液体体积的工具，并且知道了量筒的读数方法学生掌握了测量液体密度的方法，同时知道测量时的误差来源通过例题练习，进一步掌握了利用天平和量筒测量液体密度的方法和实验的误差分析学习新课二、测量小石块的密度1.方案设计环节教师组织小组围绕“如何测量不规则小石块的体积？”展开深入讨论，启发学生思考不同测量方法的可行性，最终引导提出经典的“排水法”测量方案，并明确V石=V2.示范操作阶段教师进行规范的分步演示，完整展示实验流程。学生需认真观察并同步记录关键实验步骤：（1）测量质量：使用天平精确测量小石块的质量m，记录实验数据为27.2g；（2）测量体积：先在量筒中倒入适量水，读取初始体积V1=40cm3；再将用细线系好的小石块完全浸没于水中，读取总体积（3）计算密度：将测得的质量与体积数值代入密度公式ρ=mV，计算3.误差分析设问教师提出关键问题“若实验顺序改为先测体积再测质量，石块表面沾水会导致测量结果发生怎样的变化？”，引导学生深入分析“沾水导致质量测量值偏大，进而造成密度计算结果偏大”的误差产生逻辑。4.分组实操阶段学生以小组形式按照实验步骤独立完成操作，详细记录各项实验数据。教师巡回指导，及时纠正操作中出现的错误，包括但不限于石块放入时撞击量筒壁、读数时视线与液面不水平等常见问题。【典例2】小明测量一块实心复合材料的密度。(1)把天平放在水平台面上，将移到标尺左端零刻度线处，发现指针如图甲，接下来应向（选填“左”或“右”）调节平衡螺母使横梁平衡；(2)用调好的天平测量该物块的质量时，当在右盘放入最小的砝码后，指针偏在分度盘中线左侧，则应该，当天平重新平衡时，盘中所加砝码和游码位置如图乙所示；(3)因复合材料的密度小于水，小明在该物块下方悬挂了一铁块，按照如图丙所示①②③顺序，测出了该物块的体积。小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值（选填“偏大”“不变”或“偏小”）；(4)分析以上步骤，你认为测量体积最佳实验步骤顺序应该为。若图中数据为小明正确操作顺序所获得的数据，则这种材料的密度是kg/m3；(5)若按测量体积的最佳步骤先测复合材料的体积，再测复合材料的质量，会引起密度测量值比真实值（选填“偏大”“不变”或“偏小”）。【答案】(1)游码右(2)向右移动游码(3)偏小(4)①③②0.82×103(5)偏大【详解】（1）[1]把天平放在水平台面上，将游码移到标尺左端零刻度线处，再调节横梁上的平衡螺母，使天平在水平位置平衡。[2]发现指针如图甲，即指针偏向左侧，则接下来应向右调节平衡螺母使横梁平衡。（2）用调好的天平测量该物块的质量时，当在右盘放入最小的砝码后，指针偏在分度盘中线左侧，说明右盘添加的砝码质量偏小，则应该向右移动游码，直到天平在水平位置平衡。（3）由于复合材料出水后会沾有水，导致测得的复合材料的体积偏大，而质量测量准确，由ρ=（4）[1]为了避免复合材料沾水对测量结果的影响，测量体积最佳实验步骤顺序应该为①③②。[2]由图乙所示，标尺的分度值为0.2g，游码所在位置为1.4g，材料质量为m量筒的分度值为4mL，材料体积为V材料的密度ρ（5）若按测量体积的最佳步骤先测复合材料的体积，再测复合材料的质量，由于复合材料出水后会沾有水，导致测得的复合材料的质量偏大，而体积测量准确，由ρ=学生知道了利用天平和量筒测量固体物质的密度的方法和实验误差分析的方法通过例题练习，进一步掌握了利用天平和量筒测量小石块密度的方法学习新课三、测量固体和液体密度实验分析1.数据分析在实验中，展示两组学生分别测量固体和液体密度的实验结果，并进行详细对比。通过数据可以看出，即使是同一种物质，测量得到的密度值也存在细微差异。针对这一现象，引导学生深入讨论可能的原因，例如操作过程中的不一致性、环境因素的影响，以及测量工具本身的限制。最后，系统归纳误差的主要来源，包括操作误差（如读数偏差、操作不规范）和仪器精度（如天平、量筒的精确度限制），从而帮助学生全面理解实验中的不确定性及其成因。2.方案辨析针对“测量漂浮固体体积时，用细针压入水中”这一方法，需要判断其可行性并解释相关原理。该方法的关键在于通过外部压力确保漂浮固体完全浸没在水中，从而准确测量其排开水的体积。结合阿基米德原理，分析这一操作是否会影响体积测量的准确性，讨论细针引入的潜在误差（如细针本身的体积），并评估该方法在实际应用中的优缺点，从而得出结论是否推荐使用这种测量方式。3.计算强化提供具体数据：一个质量为25克、体积为30cm【典例3】航空航天科研团队成功研制出新型铌合金材料。某校研究小组获得一小块此材料，设计以下探究方案测量其密度：(1)如图甲，将铌合金材料切割成正方体形状，用刻度尺测出边长是cm；如图乙，用天平称量其质量是g，根据计算出密度是8.6×103kg/m3。(2)小敏发现合金块形状不规则，怀疑体积测量不准确，于是设计了新方案：①如图丙，在水平放置的电子秤上放一装有适量水的容器，记下此时水的质量；②如图丁，将铌合金块轻放入水中，待水位稳定后，做好标记B，记下此时水和铌合金块的总质量；③如图戊，取出铌合金块，在容器内注入水，直到水位达到处，记下此时水的质量，则铌合金块的体积是cm3（ρ水=1.0×103kg/m3）；④算出的密度是g/cm3（保留小数点后一位）。⑤在取出铌合金块时会带走一部分水，则此方法测出铌合金块的密度与实际密度相比（选填“偏大”，“偏小”或“不变”）。【答案】(1)2.0068.8ρ(2)标记B7.808.8不变【详解】（1）[1]由甲图可知，刻度尺的分度值为1mm，所以铌合金材料切割成的正方体的边长为2.00cm。[2]由乙图可知，标尺的分度值为0.2g，所以铌合金材料切割成的正方体的质量为m=50g+10g+5g+3.8g=68.8g[3]正方体边长2.00cm，利用V=a3计算出体积为V=a3=(2.00cm)3=8.00cm3正方体的质量为68.8g，所以利用ρ=m（2）[1][2][3]将铌合金块轻放入水中，待水位稳定后，电子秤增大的质量即为铌合金块的质量，大小为m合金=368.80g-300.00g=68.80g将铌合金块取出后，水面下降，将水加到标记B处，此时加入水的体积就等于铌合金块的体积，故在容器内注入水，直到水位达到标记B处。由戊图可知，加水后，总质量为307.80g，与丙图相比可知，加入水的质量为m水=307.80g-300.00g=7.80g加入水的体积和铌合金块的体积相等，所以有V合金的密度为ρ[4]取出铌合金后向容器中加水使液面上升至标记位置时，已经把带走的水补齐了，这些水对测量铌合金的体积无影响，故铌合金的密度测量值不变。学生通过对比液体和固体密度测量的方法，进一步理解了它们之间的区别和联系通过例题练习，掌握了特殊的测量固体物质密度的方法

课堂练习1．如图所示，是用量筒和铁块来测量石蜡（不沉于水）的体积，下列说法中不正确的是（

）A．实验前量筒中放入“适量”水，是指水越多越好B．实验中所用量筒的量程是100mLC．实验中可以省略步骤A和C进行测量D．正确实验测得石蜡的体积是5mL【答案】A【详解】测量不沉于水的石蜡体积，常用沉锤法，即用铁块等沉入水中的物体把石蜡拉入水中。步骤一般是：量筒中放适量水，读体积V1（水要能浸没铁块和石蜡，但不能过满）；放入铁块，读体积V2；将铁块与石蜡绑在一起浸没，读体积V由图可知，步骤A中适量水不是越多越好，水太多，当放入铁块与石蜡时，水有可能会溢出，从A步骤可看出，装50mL水时刚好占量筒的一半刻度数，因此量筒的最大测量值为100mL；A与C步骤省略后，仍可通过B（量筒测量体积包括水的体积，石头的体积）和D（量筒测量的体积包括水的体积，石头的体积以及石蜡的体积）两步操作测量出石蜡的体积，即测得的石蜡体积为59mL-54mL=5mL故A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。故选A。2．下列是用量筒量取液体的一些操作，其中不正确的是（）A．向量筒内倾倒液体，当液体接近刻度时，改用滴管向量筒内滴加液体B．当量筒放置在较低的桌面上，不便于观察读数时，把量筒举起C．读数时，视线与量筒内凹液面的最低点保持水平D．首先要选一个量程合适的量筒，把它放在平稳的桌面上，并使量筒的刻度线正对自己【答案】B【详解】A．向量筒内倾倒液体，当液体接近刻度时，改用滴管向量筒内滴加液体，这是为了更精确地量取所需体积的液体，操作正确，故A正确，不符合题意；B．量筒读数时，必须放在平稳的桌面上，不能举起量筒读数。因为举起量筒时，量筒会晃动，且视线难以与凹液面的最低点保持水平，容易导致读数误差较大，操作不正确，故B错误，符合题意；C．读数时，视线与量筒内凹液面的最低点保持水平，这样才能保证读数准确，操作正确，故C正确，不符合题意；D．首先选一个量程合适的量筒，放在平稳桌面上，且使刻度线正对自己，方便观察和读数，操作正确，故D正确，不符合题意。故选B。3．以下是小芳在测盐水密度时的实验步骤，排序最合理的是（）①用天平称出空烧杯的质量

②用天平称出盐水和烧杯的总质量③将盐水全部倒入量筒中测出盐水的体积

④算出量筒中盐水的质量⑤根据密度ρ=mV算出盐水的密度A．④②①③⑤ B．①④③②⑤ C．②③①④⑤ D．③②①④⑤【答案】C【详解】测量盐水密度的正确步骤：1.首先用天平称出盐水和烧杯的总质量（②），这样能得到初始的总质量。2.接着将盐水全部倒入量筒中测出盐水的体积（③），获取盐水体积数据。3.再用天平称出空烧杯的质量（①），通过与第一步总质量对比。4.然后算出量筒中盐水的质量（④），即盐水和烧杯总质量减去空烧杯质量。5.最后根据密度公式ρ=mV合理顺序为②③①④⑤。故选C。4．某学生用量筒量取液体，初次测量时向下俯视凹液面的最低处，读数为20mL；倒出部分液体后，向上仰视凹液面的最低处，读数为5mL。该学生实际倒出液体的体积（）A．肯定大于15mL B．肯定小于15mLC．肯定等于15mL D．可能大于也可能小于15mL【答案】B【详解】透过量筒俯视观察凹液面的最低处时，视线最先接触到高于液面的量筒侧壁，看到的读数偏大，所以液体实际体积小于20ml；透过量筒仰视观察凹液面的最低处时，视线最先接触到低于液面的量筒侧壁，看到的读数偏小，所以液体实际体积大于5ml，所以该学生实际倒出液体的体积小于20ml−5ml=15ml故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。5．在测量金属块密度的实验中，图甲所示的天平测量的金属块的质量为g；量筒中原有40mL的水，放入金属块后如图乙所示，金属块的密度为kg/m3【答案】542.7×【详解】[1][2]由甲图可以读出金属块的质量为54g,量筒中原有40mL的水，放入金属块后由乙图可以读出此时水和金属块的总体积为60mL，所以金属块的体积为20mL，根据密度计算公式，可得金属块的密度ρ6．在用天平和量筒测量小石块密度的实验中，天平和量筒的示数如图所示，则测出小石块的密度是kg/m³。【答案】3.57×1【详解】砝码质量m游码在标尺上对应的质量为m游码=1.4g，小石块的质量是m由量筒读出小石块的体积是V根据密度公式，小石块的密度为ρ7．小南同学利用天平、量筒等实验器材测量某未知液体的密度。(1)将天平放在桌面上，将游码移至标尺左端的处，此时指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向调节直至天平平衡；(2)测量步骤如下：①用天平测出空烧杯质量为12g；②向烧杯中倒入适量液体，如图丙所示测得烧杯和液体的总质量为g；③将烧杯中的液体全部倒入量筒中如图乙所示，测得液体体积为cm3(3)由上述测量步骤算出该未知液体的密度为gcm3；这样操作会使得计算得出的液体密度(4)小乔同学借用小南同学的实验器材，测量某一块长江边带回的鹅卵石的密度，发现鹅卵石不能放入开口小的量筒中，小乔同学重新选用了电子秤来测量计算鹅卵石的密度。①如图甲所示，用电子秤测出鹅卵石的质量为m1②如图乙所示，将鹅卵石放入烧杯中，再缓慢倒入适量的水，在杯壁标记水位，用电子秤测出烧杯的总质量为m2③如图丙所示，从烧杯中取出鹅卵石，忽略鹅卵石吸水，再向烧杯中加水至标记处，用电子秤测出此时的烧杯总质量为m3④根据上述测量结果可以计算出鹅卵石的密度为ρ石=（可选用字母符号m1【答案】(1)水平零刻线左(2)4440(3)0.8偏大(4)m【详解】（1）[1][2][3]根据天平使用方法，测量前，将天平放在水平桌面上，将游码归零，即移至标尺左端的零刻度线处，此时指针位置如图甲所示，指针偏右，表明右边重一些，应将平衡螺母向左调节直至天平平衡。（2）[1]丙图中天平标尺的分度值是0.2g，烧杯和液体的总质量为20g+20g+4g=44g[2]乙图中量筒的分度值是2mL，测得液体体积为V（3）[1]由上述测量步骤可得，量筒中液体的质量为m未知液体的密度为ρ[2]测量液体体积时，不能将液体完全倒入量筒中，导致测量液体的体积偏小，根据ρ=（4）根据①②两步得出烧杯和烧杯内水的质量为m实验中利用排水法来得到鹅卵石的体积，结合①②③步骤可得，补入水的质量为m则鹅卵石的体积为V鹅卵石的密度为ρ8．小明在测量花生油和实心物体A密度的实验中