《10.3密度》教学设计

　　教学目标

　　1.替代法测密度.

　　2.其他方法测密度.

　　教学重难点

　　重点 利用天平和量筒测量固体和液体的密度。

　　难点 分析测量物质密度的过程中，测量顺序的不同对测量结果的影响。

　　教学过程

　　学习指导一： 替代法测密度

　　【自主预习】

　　完成下面习题：

　　1.天平也可以测体积.若已知物质的密度，用天平测出其质量，即可利用公式V=m/ρ求出物体的体积.

　　2.量筒也能测质量.若已知物质的密度，用量筒测出其体积，即可利用公式m=ρV求出物体的质量.

　　【小组讨论】

　　小明用天平、大杯、小杯和密度为ρ的水测一石块的密度.

　　①天平平衡时如图所示，石块的质量m石=67g;

　　②小明测量石块的体积步骤如下：

　　A.测出空小杯的质量m1;

　　B.把装了水的大杯和空的小杯如图放置;

　　C.把石块缓缓放入大杯中，大杯中部分水溢进小杯;

　　D.测出承接了溢出水的小杯的总质量m2.

　　请你指出步骤B的错误之处：大杯中的水没有装满，导致用排水法测得的石块体积偏小.

　　③用本题中出现过的物理量的符号表示石块体积为(m2-m1)/ρ;石块密度为m石ρ/(m2-m1)(设步骤B中的错误已改正).

　　【教师点拨】

　　在缺少量筒的情况下，用替代的方法，也能测出物质的密度，例如在缺少量筒的情况下，常用水的体积来替代被测物体的体积.而水的体积是用天平先称出其质量后，运用V水=m水/ρ水计算得来，这样就不需要量筒了.

　　【跟踪训练】

　　将一质量为158g的金属块投入盛满水的溢水杯中，金属块完全浸没，测出溢出水的质量为20g.由此可知，金属块的体积是20cm3，金属块的密度是7.9×103kg/m3.

　　学习指导二： 其他方法测密度

　　【小组讨论】

　　1.蜡的密度小于水，放在水中会漂浮，如何测密度小于水的固体体积?

　　2.对于溶解于水的物质的体积又该如何测量?

　　“饱和溶液法”测溶解于水的物质的密度：

　　像白糖、食盐这样溶解于水的物质，其体积也无法直接用排水法测量，我们可以先用“饱和溶液法”测量出它的体积，进而测量出它的密度.下面，以食盐为例，介绍一下这种测量方法.

　　①用天平测量出适量的食盐的质量，记作m1;

　　②在量筒中加入适量的水，然后加入足量的食盐，充分搅拌，直至食盐不再溶解，量筒底有少量食盐晶体为止，此时量筒中的液体为食盐的饱和溶液，读出溶液和剩余食盐晶体的总体积，记作V1;

　　③把测量好的食盐加入量筒中，读出此时溶液和食盐的总体积，记作V2，则食盐的体积为V=V2-V1;

　　④食盐的密度ρ=m1/(V2-V1).

　　3.吸水物质的密度的测定：取一吸水物质，如一小块砖.

　　①用天平先称出它的质量m;

　　②在量筒中放入一定量的水，将砖块用细线吊着没入量筒里的水中，让它充分吸水;

　　③待砖块吸足水后，通过增、减水量，使量筒内的水面与某个整数刻度线相齐，记下这个数值V1(如图a所示);

　　④把砖块从量筒中提出水面滴干后，再观察此时量筒中剩余的水量V2(如图b所示);

　　⑤那么，砖块的体积V=V1-V2;

　　⑥求得砖块的实际体积，再根据测得的砖块的质量，就可计算出砖块的密度ρ=m/(V1-V2).

　　【教师点拨】

　　密度比水大的物质可采用“溢杯法”测量其体积，密度比水小的物质可采用“压入法”或“沉锤法”，吸水物质体积可采用排水法，或先让物体吸足够的`水(前提是吸水后物体自身体积不发生变化)再采取“溢杯法”测体积.

　　【跟踪训练】

　　1.不用量筒，只用天平，如何称出5毫升的水银来?

　　解：水银的密度是13.6g/cm3，5毫升水银质量为5×13.6g=68g.用天平称68g水银即可.

　　2.不用天平，只用量筒，如何量出100克酒精来?

　　解：100g酒精体积V=m/ρ=100g/(0.8g/cm3)=3125px3=125mL，用量筒量取125mL酒精即可.

　　3.某班同学收集到一块火山岩(质地疏松、吸水性强)标本，他们使用天平、盛水量筒和粗绳测火山岩的密度时，出现不规范操作：

　　(1)用粗绳扎住这块火山岩，浸没在量筒的水中测它的体积.

　　(2)测量过程中观察量筒读数时，视线均与液面边缘相平.

　　(3)测火山岩体积时发现火山岩吸水性很强.

　　(4)测完火山岩体积后，将其取出立即放在天平的盘中称量.

　　上述有些操作会造成测量值偏大或偏小，其中造成测量值偏小的步骤(1)(3)(填序号).

　　分析：本题所测的石块——火山岩，与平常的石块不同，火山岩质地疏松，吸水性强，在用排水法测它的体积时 易造成偏差，这种偏差主要是：

　　①对质量测量的偏差.先放入水中测体积后，火山岩吸收了较多的水，再测质量时，火山岩的质量测量值比真实值大;

　　②体积测量偏差.当干的火山岩放入水中后吸收了较多水，使得量筒中的水变少，示数增加的值偏少，测量得到的火山岩体积的测量值比真实值小.

　　就上述实验设计出现的问题，请你提出改进意见并设计出合理的实验方法：

　　①不应该用粗绳，因为选用粗绳也要考虑它的体积，会对标本体积测量产生误差，导致标本体积偏大;

　　②在任何时候读数都是读水的凹液面，而不是液面边缘，读液面边缘会导致标本体积偏大;

　　③矿石吸水性强，水被吸到矿石中后导致读数体积比实际体积偏小;

　　④由于矿石吸水，立即称量导致质量偏大.

　　改进方法(仅供参考)：

　　①用天平测出火山岩的质量m;

　　②先用细线系住火山岩放入水中浸泡至不再吸水为止(达到饱和状态)，再用排水法测出其体积V;

　　③用密度计算公式ρ=m/V计算密度.