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【物理素材】物之组成【廿】  

2015-01-06 06:07:02|  分类: 物理教学素材 |  标签: |举报 |字号 订阅

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【物理素材】物之组成【廿】




 

 

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【物理素材】物之组成【廿】





《密度》教学片断
江苏丰县初级中学 刘庆贺





 



老师:大家是否喜欢爆米花?仔细观察一粒米和一粒爆米花,它们有什么不同?

 

引导学生得出:米的结构紧密,爆米花的结构松散,即它们的紧密程度不同。

 

老师:物质的紧密程度物理中用密度来反映,“密”是紧密的意思,“度”是程度。米的紧密程度比爆米花大,也就是米的密度大。物质的密度有大小,只凭观察不行,用什么方法科学地反映密度呢?我们知道米的数量增大一倍,质量也增大一倍,如果每粒米的体积相等,我们可以猜想,其质量与体积成正比。那么,由其他物质组成的物体,其质量与体积是否也成正比呢?

 

让学生分组实验,每组分别选取3个大小不同的、长方体的铁块和塑料块(铁块和塑料块的体积分别对应相等),分别用天平测出它们的质量;用直尺测出边长后,计算出它们各自的体积;算出每个铁块和塑料块的质量与体积的比值。把收集到的证据整理后,填写在课本上的表中。然后在坐标纸上画出质量与体积关系的图像。

 

老师:观察数据或图像,物体的质量跟体积的比值有什么关系?

 

学生:3个铁块尽管质量、体积不同,但它们的质量与体积的比值相同;3个塑料块的质量与体积的比值也相同;但铁块的质量与体积的比值比塑料块大。

 

老师:很好。大量的实验和研究表明:同种物质组成的不同物体,其质量与体积的比值为一定值;不同物质组成的物体,其质量与体积的比值一般是不同的。请思考:一粒米和由它爆出的爆米花,其质量与体积的比值相同吗?哪个大?

 

学生:比值不同。因为一粒米和爆米花的质量相同,但爆成米花后体积变大,因此质量与体积的比值变小。

 

老师:完全正确。前面我们已经知道,米的密度比爆米花大。这样我们就找到了反映密度的好方法,那就是用质量与体积的比值。

 

让学生阅读后回答:密度的定义、表示意义、符号、计算公式、单位、单位的读法、写法。

 

指出:密度是反映物质紧密程度的物理量,密度的计算公式是【物理素材】万物的组成(八) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间。可以看出,密度的单位是由质量单位与体积单位相除得到的。在国际单位制中,质量的单位是千克,体积的单位是立方米,那么密度的国际单位就是千克每立方米,符号kg/m3或kg?m-3。如果质量的单位用克,体积的单位用立方厘米,那么密度的单位就是克每立方厘米,符号g/cm3或g?cm-3。密度还有其他单位,如kg/dm3等。

 

老师:密度的单位一个是千克/米3,一个是克/厘米3,它们谁大谁小?

 

学生1:因为千克比克大,米3比厘米3大,当然是千克/米3大。

 

学生2:不对,因为米3是在分母上,大数除以大数,结果不一定大。

 

老师:找到两个单位的关系就好办了。怎样找?

 

学生3:可以从单位的表示意义来判断。1克/厘米3表示体积1厘米3的物体质量是1克,按这样计算1米3(=106厘米3)的物体质量是106克,合103千克。而千克/米3表示体积1米3的物体质量是1千克。所以1克/厘米3=1000千克/米3.

 

学生4:根据以前学过的速度单位的换算,我想到了一个办法:【物理素材】万物的组成(八) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

所以1克/厘米3=1000千克/米3。

 

老师:两位同学的推理完全正确。对于物质的密度,科学家已经测量出了常温、常压下一些常见物质的密度值。大家观察第10页的密度表,找出水的密度,看还能发现哪些规律?

 

师生归纳:水的密度为1.0×103 kg/m3,表示1 m3水的质量为1.0×103 kg。固、液、气体中,气体密度最小,固体的密度一般比液体大;表中的密度都是在常温、常压下测得的,说明密度与温度的高低、压强的大小有关;水和冰的密度不同,说明物质的状态变了,密度改变;冰、蜡和植物油的密度相同,说明不同物质的密度有可能相同。

《测量物质的密度》教学片断
江苏丰县初级中学 刘庆贺


老师:(出示一个螺母)这是老师自行车上的一个螺母,我想知道它是用什么材料制成的,应该怎样办?

 

学生:因为每种材料的密度是一定的。如果测出螺母的密度,再把测得的密度值与密度表相比较,与哪种物质相同或接近,就是那种材料。

 

老师:方法可行。要测量螺母的密度,需要测量哪些量?要用什么测量器材?

 

学生:根据密度的计算公式【物理素材】万物的组成(八) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间,要测量螺母的密度,需要测量螺母的质量和体积,测量质量需要天平。由于螺母的形状不规则,无法测量体积。

 

老师:老师今天就教大家认识一种新式武器,它就是量筒(量杯)。量筒是测量液体体积的工具。观察你桌上的量筒,明确它采用的测量单位、单位的符号、量筒的零刻度线位置、最大测量值和分度值。

 

学生:量筒的测量单位是毫升,符合为ml,1ml=1cm3。量筒的零刻度线在量筒底部,我用的量筒的最大测量值是100 ml,分度值是1 ml。

 

老师:阅读信息快递,说说量筒使用和读数时的注意事项。

 

学生:使用量筒时,应将其放在水平台面上,读数时,应使视线与液体凹面的底部相平。

 

老师:用量筒能测量形状不规则固体的体积吗?

 

学生:能。可以先把固体放入量筒,然后加水,读出总体积;然后把固体拿出,再读出水的体积;两个体积相减就是固体的体积。

 

老师:方法可行。不过这里还有一些细节问题,细节决定实验的成败。第一个细节:刚才说向量筒里加水,加多少?加的水太少,液面不能浸没固体;或者加的太多,液面超过量筒的最大测量值,行不行?

 

学生:不行,这样都不能测出固体的体积。

 

老师:所以科学的语言应该说:向量筒里加适量的水。这个“适量”就是两方面含义:液面至少要浸没固体,至多不能超过量筒的最大测量值。第二个细节:怎么把螺母放入、拿出量筒?

 

学生:要先用细线把螺母拴住。

 

老师:不错,这样还有一个作用,能让螺母轻轻进入、移出量筒,避免损坏仪器。就是说实验还要注意安全,包括人身安全和仪器安全。第三个细节:当你把螺母从量筒的水里拿出时,螺母上不可避免地会沾有一些水,这样会使测量结果不准确。测得的体积偏大还是偏小?

 

学生:螺母上要带走一些水,剩下水的体积变小。使测得的螺母体积偏大。

 

老师:完全正确。怎样进行实验能避免这样的误差?

 

学生:可以先测量水的体积,再测量总体积。

 

老师:非常正确。现在请大家写出用量筒测量螺母体积的正确方法。一会向大家汇报。

 

引导写出测量螺母体积的正确方法:

 

①量筒放在水平台面上,向量筒中加入适量的水,读出体积V1;

 

②用细线拴好螺母,轻轻放入量筒内的水中,读出体积V2;

 

③计算出螺母的体积V =V2 -V1。

 

老师:现在我们怎样测量螺母的密度?

 

学生:用天平测量螺母的质量,用量筒测出螺母的体积,再利用密度公式,就可以计算出密度。

 

老师:不错。有一个细节:是先测量质量呢,还是先测量体积?

 

学生:应该先测量质量。因为测量体积时,螺母要沾水,这样再测量质量就不准了。

 

老师:很好,你已经会控制误差了。试着写出测量螺母密度的实验步骤。

 

①调节天平平衡,测出螺母的质量m;

 

②量筒中放适量的水,读出体积V1;

 

③用细线拴好螺母,轻轻放入量筒内的水中,读出体积V2;

 

④计算出螺母的密度【物理素材】万物的组成(八) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间

 

老师:利用密度不仅可以鉴别物质的种类,还可以不用测量质量而计算出质量,或者不用测量体积而计算出体积。比如我们教室里空气的质量,你可以先估计,再计算是多少?

 

学生:根据【物理素材】万物的组成(八) - 惊鸿岂止一现 - 云雷屯,君子以经纶-高垚骏的物理空间,变形可得:m=ρV。只要知道教室的容积和空气的密度就可以算出空气的质量。

 

老师:很好。请大家据此计算出教室里空气的质量。







《密度与社会生活》教学片断
江苏丰县初级中学 刘庆贺





按课本“想想做做”,进行实验。教师可以演示,也可以让学生先猜想,再实验。

 

实验一:在室温下,用绷紧的橡皮膜把一个空锥形瓶的瓶口封上,然后把瓶子放入热水中。老师:你会观察到什么现象?过一会儿,再把瓶子放入冰水中,你又发现什么现象?

 

学生:橡皮膜一个会凸起来,一个会凹下去。

 

老师:两次实验中,锥形瓶内空气的质量是否变化?空气的密度是否变化? 空气密度的变化与温度有怎样的关系?

 

学生:空气的质量不变化,因为体积变化,所以空气的密度变化。温度升高,密度变小,温度较低,密度变大。

 

实验二:按课本图6.4-1做一个风车。如果把风车放在点燃的酒精灯上方,风车能转动起来。 

 

老师:风车转动的原因是什么?

 

学生:酒精灯使火焰上方的空气密度变小而上升,推动了风车。

 

老师:根据上面的道理,你能解释自然界中的风是怎样形成的吗?

 

学生:生活中的风就是空气在受热时体积膨胀,密度变小而上升。热空气上升后,温度低的冷空气就从四面八方流过来,形成风。

 

老师:日常生活中气体、液体、固体的密度受温度影响一样吗?

 

 总结:气体受温度的影响较大,固体、液体影响较小。

 

 老师:在我国的北方,冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好,使水管内的水结了冰,不仅影响正常的生活用水,有时还会把水管冻裂,造成送水设备的损坏。那么,自来水管为什么会被冻裂?查一查冰的密度,看能否回答问题。

 

学生:冰的密度小于水的密度,水结成冰时质量不变,根据密度的变形公式,可知水结成冰时体积变大,所以水结成冰会把水管胀破。

 

老师:很好。不过刚才不是说温度较低,密度变小吗?为什么水结成冰密度反而变小呢?这是因为生活中的物质大多数遵循“热胀冷缩”的规律,但是水在0℃--4℃喜欢“热缩冷胀”。也就说,水在4℃时的密度最大。

 

问:冬天气温在0℃以下时,湖面结成了冰,行人可以在湖面上行走,那么湖底的温度是多少?鱼还能存活吗?

 

学生:密度大的沉在底部,所以湖底的温度是4℃,这个温度可以让鱼生存。








 

 


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