實驗：用天平和量筒測定固體和液體的密度

教學目標 

知識目標
掌握測定固體和液體物質密度的實驗原理.

能力目標
1.培養實驗能力
這是一個測定性實驗，通過這一實驗應使學生明確實驗原理，加深對物理概念、物理規律的理解，并通過實驗培養學生根據給定的儀器進行實驗設計的能力、進行表格設計的能力以及分析實驗數據并得出結論的能力.

2.培養運用所學知識解決問題的能力.
根據密度的公式以及學習過的知識，如何測定物質的密度.

根據測量出的質量、體積值，運用所學知識求出物質的密度.

德育目標
本節實驗所需儀器設備較多，應通過本節課教學有意識地培養學生良好的學習、工作習慣（實驗時，各種儀器應按合理位置擺放，實驗結束后，應整理儀器并歸位放好）.培養學生與他人合作的意識和團隊精神.

實驗過程中對學生進行愛護儀器、愛護學習環境的教育，保證一個優美的學習環境，對學生進行環境美的教育.

教學建議

教材分析
這個實驗是利用物理公式間接地測定一個物理量，是從實驗原理、使用儀器、實驗步驟的安排，記錄數據、根據數據得出結果對學生全面地進行實驗能力的訓練的一個重要實驗，對培養實驗能力有重要的作用.

量筒和量杯的結構比較簡單，使用時主要是會認識它們的刻度.所以教材首先要求學生觀察量筒和量杯的刻度，認清它們的量程和每小格代表多少立方厘米.對于如何正確使用量筒或量杯測量液體和固體的體積，教材是通過幾幅圖加以說明的.選擇石塊作為測量對象，是因為從密度表中查不出它的密度值，石塊的形狀一般都不規則，必須用量筒或量杯才能測出它的體積，學生測量時會更有興趣些.

教法建議
學生應在教師的引導下，用實驗法完成本節課的學習.

教學設計示例

一、教學分析與說明

1.關于實驗原理

實驗前可與學生討論如何利用密度公式來測定物質的密度，需要測出哪些量？用什么辦法和儀器來測量？啟發學生思考，激發興趣，搞清實驗原理和實驗方法.

2.在使用量筒時應注意的問題

（1）了解量筒（或量杯）的用途.量筒是實驗室里用來測物體體積的儀器.

（2）知道量筒的構造，學會判定量筒的最小分度和量程，認識“ml”表示“毫升”，讀數時要估讀到最小刻度的下一位.

（3）量筒一定要放置在水平面上，然后再將液體倒入量筒中.

（4）觀察量筒里液面到達的刻度時，視線要跟液面相平，若液面呈凹形，觀察時要以凹形的底部為準；若液面呈凸形，觀察時要以凸形的頂部為準.

（5）用量筒（杯）測固體體積的方法叫排液法.

在練習用量筒（或量杯）測液體體積時，兩次的測量應讓同組的兩個同學各測一次.如果分組儀器全部是量筒，應給教師準備一個量杯，讓學生看到實物.觀察量筒時，可就觀察問題提問練習.在視線和凹面相平時，教師應做一個示范動作.滴管是學生第一次使用，也應講清楚如何使用，尤其是要從量筒中取出液體時應怎樣做，讓學生思考一下，最好找學生示范一下.測出的水的體積不要倒回燒杯中，做下一個實驗時用.

3.關于實驗的操作

（1）在測固體的體積時，要讓學生弄明白需要記錄哪些數據.并把所測得的有關數據填入數據表中，再求出石塊的體積和密度.

測固體密度最好用燒鍋爐的焦炭，選一些大小形狀均合適的（體積最好在20~40cm3之間），事先要蘸上臘，以防吸水.如果用石塊，一定要求學生用細線栓牢，否則極易砸壞量筒.要講清用排液法測體積的做法和這種方法的適用條件.第一，這種物質不能溶于這種液體，若溶于這種液體就要換用其他的液體或想其他的解決辦法.第二，這種物質不能吸收這種液體，若吸收也需要換成其它的液體.因此排液法不是萬能的.

（2）測鹽水的密度時，要讓學生明白鹽水的質量是怎樣得到的，需記錄哪些數據，并把測得的數據填在數據表中，最后求出鹽水密度.

測鹽水的密度中鹽水一定要飽和溶液.如果天平不夠精確，系統誤差較大，則應考慮換用其他溶液如硫酸銅溶液等

4.整個實驗過程可有三種處理方法

對基礎較差的班級可采用一個實驗一個實驗領著做的方法.這種方法的好處是實驗過程容易控制，但不易于每個同學的個性發展，進度會受些影響.對于中等程度以上的班級可采取先做實驗1.練習用量筒（或量杯）測液體體積，然后把以下的實驗要求、步驟講清楚，讓各組再進行以下的實驗.在學生實驗過程中，教師要加強巡視，加強個別指導.特別要對實驗能力較差的組給予更多的關注，防止這些同學的實驗走過場.為此也就有了第三種方法：在實驗課前可先培養幾名學生骨干，讓他們在實驗課上當教師的小助手，重點幫助一些實驗有困難的同學.

5.實驗進度的安排

因各實驗小組的實驗水平不同，所以實驗進度就不平衡.對實驗進度快的組除了加強檢查他們的操作與數據外，應給予他們更多的實驗機會，為此教師可事先準備一些蠟塊，讓進度快的組測一下蠟塊的密度.對進度慢的組，可把這一問題作為思考題，把實驗過程寫在實驗報告上.

6.實驗報告

關于實驗報告，最好是讓學生自己寫.應有實驗題目、實驗目的、實驗原理、實驗器材（包括數量和規格）、實驗內容及主要步驟、實驗數據和結果、還應有實驗日期和同組人.條件較好的學校也可統一印制實驗報告紙，發給學生使用.實驗記錄的表格最好讓學生參照教材自己設計，教師在這方面也應給予一定的指導.

二、課時安排 1課時

三、學具教具準備

量筒（或量杯）、石塊（或燒鍋爐的焦炭）、細線、鹽水、天平和砝碼、燒杯（或玻璃杯）、清水、多媒體演示課件

四、教學過程 設計

（一）新課引入

復習密度的知識，請同學們用中文表述一下密度的公式，并說出用符號表示的公式.

    通過這個公式可以認識到，只要知道了某一物體的質量和它的體積，就可以計算出組成這個物體的物質的密度，也可以說只要測量出物體的質量和它的體積就可以求出它的密度.

（二）新課教學

以上我們分析了根據 ，只要我們測量出物體的質量和它的體積，就可以求出物體的密度，請同學們考慮一下用什么方法測量物體的質量和體積.

用天平可以測物體的質量，用量筒可以測物體的體積.

如果是一個規則物體除了用量筒可以測量它的體積外，還可以用什么辦法？

還可以用刻度尺來測量

今天我們這個實驗是要求同學們用天平和量筒測定固體和液體的密度.

根據以上的分析，請同學們談一下這個實驗的原理是什么？

這個實驗的原理就是密度的公式   

 我們今天的實驗是要測定金屬塊和鹽水的密度，請同學們考慮除了被測物體、天平、砝碼和量筒外，還需要什么物品.

還需要清水、細線以及裝清水和鹽水的燒杯.

請同學們寫出測金屬塊密度的實驗步驟，并設計記錄實驗數據的表格.

請同學說出實驗步驟以及表格中需要記錄和需要計算的項目，教師根據學生的回答予以肯定式補充修正，并隨時將學生回答的正確結果寫在黑板上，最后形成如下內容：

1.測金屬塊的密度

實驗步驟

（1）.將天平放在水平桌面上，調節天平平衡.

（2）.測出金屬塊的質量，并把測量值填入表格中.

（3）.向量筒中注入一定量的清水，并把測得的水的體積值填入表格中.

（4）.將石塊用細線拴好，沒入水中，測出石塊和水的總體積，并把測量值填入表格中.

（5）.計算出石塊的體積，填入表格.

（6）.計算出金屬塊密度，填入表格.

表格設計

請同學們寫出測定鹽水密度的實驗步驟，并設計記錄實驗數據的表格.

學生基本寫完后，請同學說出實驗步驟以及表格設計的內容，教師隨時把正確內容寫在黑板上，并進行必要的補充、修正。

2.測定鹽水的密度

實驗步驟

（1）把天平放在水平臺面上，調節天平平衡，（這里向同學說明一下，測金屬塊的密度完成后，只要天平沒動，可以不再調節，但如果作為一個獨立實驗必須有這一步）

（2）在燒杯中盛鹽水，稱出它們的質量，并將測量值填入表格中.

（3）把燒杯中的鹽水倒入量筒中一部分，測出它的體積，并將測量值填入表格.

（4）稱出燒杯和杯中剩余鹽水的質量，將測量值填入表格.

（5）計算出量筒內鹽水的質量，記入表格.

（6）求出鹽水密度記入表格

表格設計

    以上內容一定要求學生在不看書的情況下完成.

教師詢問同學是否還有問題，然后宣布開始實驗.實驗結束后要求學生將儀器整理好，并按原來位置放好，然后討論課后“想想議議”.要求學生回答，教師進行必要的指導.

（三）總結、擴展

今天我們進行的實驗綜合了許多前邊的知識，對于同學們復習鞏固前邊學習的內容，對于了解物理知識之間的內在聯系會有很大幫助.測定物體密度的方法不僅這一種，今后我們還將深入地學習.密度知識在初中物理中占有十分重要的位置，它同我們后面將學到的許多知識有必然的聯系，希望同學們認真學習好這部分內容，為以后的學習打下基礎.對于學有余力的班級教師可適當介紹一些有關密度計的知識，擴展學生的知識面.

探究活動

【課題】物質的特性和屬性

【組織形式】個人或自由結組

【活動流程】
制訂子課題；制訂查閱和查找方式；收集相關的材料；分析材料并得出一些結論；評估；交流與合作.

【參考方案】從學校數據庫或網上收集有關物質屬性的信息.

【備注】
1、網上查找的資料要有學習的過程記錄.

2、和其他成員交流，發現共性和差異.

3、發現新問題.