多彩的物質世界教案設計
多彩的物質世界教案設計
【課標導航】
1. 知道宇宙是由物質組成的，物質是由分子和原子組成的
2. 了解原子的核式結構模型，了解人類探索微觀世界的歷程
3. 初步了解納米科學技術及納米材料的應用和發展前景
4. 初步認識質量的概念及其單位，通過實際操作，會正確確使用天平測量固體和液體的質量
5. 理解密度的物理意義，嘗試用密度知識解決簡單的實際問題。學會量筒的使用方法
6. 通過實驗進一步鞏固物質密度的概念，能解釋生活中一些與密度有關的物理現象。
【知識要點導學】
一、知識要點
1．宇宙是由 組成的，物質是由 組成的，原子是由 和 組成的。納米科學技術是 尺度內的科學技術，其研究對象是 或單個的 。
2、物質一般以 、 、 的形式存在。多數物質從液態變為固態時體積 ，液態變為氣態時體積會顯著 。 的物質中，分子排列十分緊密，粒子間有 的作用力。因而具有一定的 和 。液態物質中，分之沒有固定的 ，運動比較自由，粒子間的作用力比 的小。因而液體沒有確定的 ，具有 性。 物質中，分子極度散亂，間距很大，并以高速向四面八方運動，粒子間的作用力極 ，容易被 ，具有 性。
3．物體所含 叫做質量，用字母 表示；它的國際單位是 ，符號是 ，常用單位有 （ ）、 （ ）、 （ ）。1t= kg= g= mg。
4．實驗室常用 測量物體的質量。
其使用方法是①天平應 放置。②天平使用前要使 平衡。③了解砝碼盒中的 砝碼質量是多少，總質量是多少。④被測物體放在 盤，砝碼放 盤。
使用時應注意：①被測物體不能超過天平的 ②不能直接用手接觸 ，不能把 弄濕、弄臟。③潮濕的物體和化學藥品不能直接放到天平的 中。
5． 某種物質的 叫做這種物質的密度，密度是物質的一種屬性，它不隨 、 、 的改變而改變。
6．密度的公式為： ，其國際單位是 ，符號為 ；常用單位為 （ ），1g/cm3= 水的密度ρ水= kg/m3,其物理意義是 。
二、要點梳理
1．“物體”與“物質”的區別和聯系
物體是指具有一定形狀、占據一定空間有體積和質量的實體。而物質則是指構成物體的材料。比如桌子這個物體是由木頭這種物質組成的。鐵鍋這個物體是由鐵這種物質組成的。
2、 質量
①物體的質量由其自身材料構成情況和體積大小來決定．當構成物質的材料和物體的體積確定后，物體的質量也就確定了。②質量不會隨物體的位置、形狀、狀態而改變，它是物體的一種屬性。
3、密度
①一種物質的質量與體積的比值是一定的，物質不同，其比值也不同。 ②在溫度、壓強等條件相同的情況下，物質密度總是一定的，與物質的質量、體積無關。③混合物質的密度應由其混合物質的總質量與總體積的比值決定，而不是等于構成這種混合物的各種物質的密度的算術平均值。
4、密度知識的應用
①根據已知物質的密度，對不便直接測定質量而能測定體積的物體，可以利用m＝ V來計算物體的質量。
②根據已知物質的密度，對難以直接測量體積，而能測量質量的物體，利用V＝ 來計算物體的體積。
③根據物體的質量和體積可以算出物質的密度．再通過查密度表可以鑒別構成物體的材料是什么物質。
④判斷物體是否是實心或空心。判斷的方法通常有三種：利用密度進行比較；利用質量進行比較；利用體積進行比較。
三、實驗技能
1． 測量質量的方法：
使用天平測量（固體：直接測量；液體：m總－m瓶）
2． 測量體積的方法：
① 對形狀規則的固體：可用刻度尺間接測出其體積；
② 對形狀不規則的固體：使用量筒或量杯采用“排液法”測體積。若固體不沉于液體中（即ρ固＜ρ液 ＝時，可用“針壓法”——用針把固體壓入量筒浸沒入水中＝或“沉錘法”——用金屬塊或石塊栓住被測固體一起浸沒入量筒的液體中）測出其體積。
注意：1mL=1cm3=10-6m3, 1 L=1dm3=10-3m3
3． 密度的測量：
①原理：ρ=
②方法：測出物體質量m和物體體積V，然后利用公式ρ= 計算得到ρ。
密度測量的常見方法：
① 測沉于水中固體（如石塊）的密度：
器材：天平（含砝碼）、量筒、石塊、水、細線
步驟：用天平稱出石塊的質量m；倒適量的水入量筒中，記下水面的刻度V1，用細線栓住石塊浸沒入量筒的水中，記下此時水面的刻度V2；
密度表達式：ρ石=
② 測量不沉于水的固體（如木塊）的密度：
器材：天平（含砝碼）、量筒、木塊、鐵塊、水、細線
步驟：用天平稱出木塊的質量m；倒適量的水入量筒中，用細線栓住鐵塊浸沒入量筒的水中，記下水面的刻度V1，將木塊取出，用細線把木塊與鐵塊栓在一起全部沒入量筒的水中，記下此時水面的刻度V2；
密度表達式：ρ石=
注意：在測固體的密度時，在實驗的步驟安排上，都是先測物體的質量再用排液法測體積。如若倒過來，則會造成固體因先沾到液體而使得質量難以準確測量。
③ 測量液體（如鹽水）的密度：
器材：天平（含砝碼）、量筒、燒杯、鹽水
步驟：用天平稱出燒杯和鹽水的質量m1；將燒杯中的鹽水倒一部分入量筒中，記下量筒中液面的刻度V；用天平稱出剩余鹽水和燒杯的質量m2；
密度表達式：ρ石=
注意：測量液體的密度，通常人們習慣于：先用燒杯稱量液體的質量，然后將燒杯里的液體倒入量筒，測量其體積，由此算出密度。這種方法的一個弊端是：燒杯里的液體是無法完全倒盡到量筒內，從而造成體積測量的不準確，引起密度較大的誤差。
4、同種物質的質量與體積的關系：
這是一個較為簡單的探究實驗，質量、體積的都很容易測得。然而通過這個實驗，關鍵是要掌握實驗數據的處理方法。要確定兩個物理量之間是正比關系，可以有三種方法：①一個量的變化引起另一個物理量變化時，它們的比值是否保持不變，如同一物質的質量與體積的比值。②一個物理量增大到原來兩倍、三倍或n倍，另一個是否也對應地增大到自己原來的兩倍、三倍或n倍。③運用圖象法處理數據，以這兩個物理量為坐標軸，畫出圖象，看圖象是否是正比函數的經過原點的斜線。
【典型例題點評】
例1：(05.北京)下列說法正確的是:
A ．一塊磚切成體積相等的兩塊后，磚的密度變為原來的一半
B ．鐵的密度比鋁的密度大，表示鐵的質量大于鋁的質量
C ．銅的密度是8.9 ×103kg/m3 ，表示lm3銅的質量為8. 9 ×103kg
D ，密度不同的兩個物體，其質量一定不同
分析與解：密度是物質的一種特性，同種物質密度與體積、質量無關，即不論質量大小如何，密度不變。答案A錯。密度不同的物質進行比較時，并不表明密度大的物體質量大，也不表明它們質量一定不相等，這還必須由各自的體積決定；所以答案B、D錯。
正確答案：C
點評：本題主要考查學生對“密度”概念及其性質的理解。
例2：(05.常州)在澳大利亞南部海灘，發現一群擱淺的鯨魚，當地居民緊急動員，幫助鯨魚重返大海．他們用皮尺粗略測算出其中一頭鯨魚的體積約為3m3，則該頭鯨魚的質量約為
A．3×102kg B．3×103kg C．3×104kg D．3×105kg
分析與解：這是一道估算題，要知道鯨魚的質量，就必須先知道鯨魚的體積和密度，由m=ρV求得；題目的已知條件只給了鯨魚的體積，沒給鯨魚的密度，這就需要同學們根據自己平時的知識積累進行推斷：鯨魚在海里可以自由地上浮、下潛，說明鯨魚的密度與水的密度相當。由此可以計算鯨魚的質量大約為：
正確答案：B
點評：這道題考查利用密度計算質量到是其次，更主要的是考察同學們是否有意識地關注自然、社會、生活中的物理現象，關注這些物理現象背后隱含的物理知識。這是今后中考出題的方向，應當特別注意。與這題類似的，如已知人的質量求人的體積等。
例3：(05. 南通)小明在實驗室里測量一塊形狀不規則、體積較大的礦石的密度．
(1)用調節好的天平測量礦石的質量．當天平平衡時，右盤中砝碼和游碼的位置如圖10-1所示，礦石的質量是______g．
(2)因礦石體積較大，放不進量筒，因此他利用一只燒杯，按圖10-2所示方法進行測量，礦石的體積是______cm3,
(3)礦石的密度是______kg/m3，從圖A到圖B的操作引起的密度測量值比真實值_______(選填“偏大”、“偏小”、“不變”)．
（4）本實驗中測礦石體積的方法在初中物理中經常用到，請舉一例：
___________________________________________________________________。
分析與解：（1）從圖10-1中直接讀出礦石的質量為：175.6克。（2）礦石的體積由于太大無法直接放入量筒，用排水法測得；分析圖10-2的A、B、C三個步驟，可以看出是采用等量替代法測礦石的體積。B步驟是將礦石提出燒杯，杯中的水面下降，C步驟是再用量筒的水補充到燒杯，使水面恢復到原來的位置，此時量筒內所減少的水的體積就是礦石的體積。為70cm3。（3）由ρ= 可以算得礦石的密度為：2.51×103 kg/m3 。又由于把礦石從燒杯中提出時，附帶了一些水，從而造成往燒杯里到水的體積要比礦石的真實體積要大。由ρ= 可知：質量準確，體積偏大，所以密度偏小。（4）歷史上最著名的故事就是“曹沖稱象”，這也是利用“等量替代法”稱量大象的質量的。
正確答案：(1)175.6 (2)70 (3)2.51×103 偏小 (4)曹沖稱象；
點評：這是一道實驗探究題，是中考的熱點問題。主要考察考生是否會根據圖示分析出在這實驗中是采用“等量替代法”來進行礦石的體積的測量，對實驗數據的讀取和處理。更重要的是考察考生對實驗結果的誤差分析能力及對“等量替代法”的融會貫通、舉一反三的能力。
例4、（05.梅州）A、B、C三種物質的質量m與體積V的關系圖像，如圖10-3(a)所示．由圖可知，A、B、C三種物質的密度 A、 B、 C和水密度 水之間的關系是 （ ）
A． A＞ B＞ C，且 A＞ 水,
B． A＞ B＞ C，且 A＜ 水,
C． A＜ B＜ C，且 A＞ 水,
D． A＜ B＜ C，且 A＞ 水,
分析與解： 圖像中，橫軸表示體積，單位是cm3，縱軸是質量，單位是g，整個圖像表示了質量隨體積的變化。根據密度公式 ＝ ，我們可以從體積為10 cm3處作縱軸m的平行線，如圖l0-3（b）所示，并與A、B、C三條直線交于點C1、C2和C3，再分別過點作橫軸V的平行線，從圖中就可以看出： A＞ B＞ C，又因為 水＝1g/cm3，而圖中 A約為2g/ cm3， B約為1g/ cm3， C則小于1g/ cm3。
正確答案 A
點評：此題是用圖像來求物理量，是數學知識應用于物理的一種常用方法，用圖象法求解物理問題，往往比常規的物理解法更具有簡潔，形象的特點。考生應給予足夠重視。
【能力訓練】
（一） 填空題
1、7.9×103kg/m3= g/cm3 3L= mL； 98mg= kg；
2、給下列的數據填上恰當的單位。
（1）一只鋼筆的質量約為21 ；（2）一個中學生的質量約為50 ；
（3）一頭大象的質量約為6 ；（4）一枚大頭針的質量約為60 。
3、北京時間10月12日9時9分52秒，我國自主研制的神舟六號載人飛船.，準確進入預定軌道。費俊龍、聶海勝在太空中以____________為參照物認為自己是靜止的；他們在太空中處于失重狀態，他們的質量____________（選填“變大”“變小”或“不變”）
4、在探索微小粒子的歷程中，人們首先發現了電子，進而認識到原子是由_________和_________組成的
5、古人稱黃河水是“一石水，六斗泥”。創意中學綜合實踐小組從黃河中取了2×10-3m3的水，稱得質量為2.2kg，由此可知含泥沙的黃河水的密度為_____________kg/m3。
6、一個鋼瓶內氫氣的密度為6 kg/m3，若充氣球用去了其質量的1/3，則瓶內的剩余氫氣的密度
為 kg/m3
7、甲、乙兩實心球，甲的體積大于乙的體積，有關甲、乙兩球的質量和密度的關系，可能存在的情況有（1） ；（2） ；（3） 。
8、甲、乙兩物體，甲的質量是乙的質量的3倍，乙的體積是甲的體積3/5，則組成甲、乙兩物體物質的密度之比為 ，若將甲的體積截去1/3，將乙物體截去2/3，甲、乙兩物體剩余部分的密度之比為 。
9、5米3的水結成冰時，它的質量是__________，體積是__________，5米3的冰化成水時，它的質量是__________千克，體積是__________米3。
（二） 選擇題
1、下列物體的尺度由小到大排列的是（ ）
A.夸克、原子核、質子、原子 B.質子、原子核、原子、夸克
C.夸克、質子、原子核、原子 D.原子、原子核、質子、夸克
2、宇航員從月球上采集一塊礦石，帶回地球后，這塊礦石一定不變的是
A位置 B質量 C重力 D溫度
3、醫護人員用體溫計給病人測量體溫時，體溫計中的水銀在測量過程中始終不變的是（ ）
A、質量 B、體積 C、密度 D、溫度
4、甲物質的密度為2.5t/m3，乙物質的密度為2.5kg/dm3，丙物質的密度為2.5g/cm3，丁物質的密度為250kg/m3，其中密度最小的物質是( )
A、甲 B、乙 C、丙 D、丁
5、一瓶純凈水喝掉一半后，剩下的半瓶水與原來的一瓶水比較（ ）
A、質量減小，密度不變 B、質量不變，密度不變
C、體積減小，密度不變 D、體積不變，密度減小
6、列有關密度的說法，正確的是（ ）
A、一滴水的密度小于一桶水的密度
B、因為鋁比鐵輕，所以鋁的密度小于鐵的密度
C、 液體的密度一定小于固體的密度
D、密度是物質本身的一種特性
7、甲、乙兩種物體的質量之比是1：3，體積之比是2：5，則它們的密度之比是（ ）
A、5：6 B、6：5 C、2：15 D、15：2
8、在“用天平稱物體質量”的實驗中，張強同學用已調節好的天平在稱物體質量時，通過增、減砝碼后指針偏在分度盤中線左邊一點，這時應該（ ）
A、 橫梁右端螺母向右旋出一些
B、 橫梁右端螺母向左旋進一些
C、 把天平右盤的砝碼減少一些
D、 向右移動游碼
9、以下四組器材中，能測出一個形狀不規則石塊密度的是（ ）
（1） 刻度尺、天平和砝碼；
（2） 天平和砝碼、量筒、水、細線
（3） 彈簧測力計、刻度尺、細線
（4） 彈簧測力計、水、細線、燒杯
（A）（2）（4） （B）.（2）（3） （C）（1）（2）（3） （D）（2）（3）（4）
（三） 實驗題、
1、某同學在使用托盤天平稱物體質量時，采用了如下步驟：
（1）把天平放在水平桌面上，把游碼放在標尺左端零點上；
（2）調節天平橫梁右端螺母；
（3）將被測物體放在右盤里；
（4）根據估計用手將砝碼放在左盤里，再移動游碼直到橫梁平衡；
（5）計算砝碼的總質量，并觀察游碼所對應的刻度值，得出所稱物體的質量；
（6）稱量完畢把砝碼放回盒內。
以上有三個步驟中各有遺漏和錯誤。請在下列橫線上寫出這些遺漏和錯誤步驟的序號，并在橫線上加以補充或糾正：
2、下面是小麗在測量一塊礦石密度時的主要步驟。
a) 下面的操作有哪些是必要的，請你把必要的操作按正確的順序將序號排列出來：
（A） 用調節好的天平測出量筒的質量為200ｇ
（B） 向量筒中倒進一些水，測出這些水的體積15ｃｍ3
（C） 用調節好的天平測出礦石的質量28ｇ
（D） 將礦石放入量筒中，測出礦石和水的總體積25ｃｍ3
（E） 將必要的數據填入下表中，利用相應公式，求出礦石的密度。
正確的操作順序為 。
b) 請你把必要的物理量和數據填入下表中，并求出礦石的密度
3、一次實驗課上，老師提供給同學們下列器材：一架已調節好的天平（無砝碼）、兩只完全相同的燒杯、一只量筒、水、滴管等.要求用上述器材來測定一個合金塊的密度.小明同學設計好實驗方案后，進行了如下操作：
①將兩只空燒杯分別放在天平的左右兩盤內，把合金塊放入左盤燒杯中；
②向右盤燒杯中緩緩倒水，再用滴管調節，直至天平平衡；
③將燒杯內水倒入空量筒中，測出水的體積（如圖10-4a圖所示）；
④用細線拴好合金塊，將其放入圖a的量筒內，測出水和合金塊的總體積（如圖10-4b圖所示）.則
（1）合金塊的質量 = ___ g；合金塊的體積 = ____ cm3；合金塊的密度 = ____ g/cm3.
（2）在讀數無誤的情況下，小明測出的合金塊密度值與真實值相比 ________ （填“偏大”或“偏小”），產生這一誤差的主要原因是 _________________________ .
（四） 計算題
1、學校物理興趣小組的同學，為了判斷一個鋁球是否是實心的，他們對鋁球進行了測量，實驗數據如下：（ρ=2.7×10-3 kg/m3。
鋁球的質量m/g 水的體積V1/mL 水和鋁球的總體積V2/mL
27 50.0 65.0
求：（1）該鋁球是空心還是實心的？
（2）若鋁球是空心的，空心部分的體積多大？
（3）若在空心部分注滿水，球的總質量是多大？
2、一塊碑石的體積是30 為了計算它的質量，取一小塊碑石，測出其質量是140g；用量筒量出體積的過程中，在量筒內裝了100毫升水，放入石塊浸沒在水中，水面上升到量筒的180毫升處，則石碑質量是多少？
【能力訓練】答案：
一、 填空
1、 7.9 3000 0.098
2. g kg t mg
3. 飛船， 不變
4、原子核 電子
5、
6、 2
7、（1） （2） （3） 的關系無法確定。
8、 6：5， 5：6
9、
二、 選擇題
1. C；2.B;3.A;4.D;5.A;6.D;7.A;8.D;9.A;
三、 實驗題
1、 A：（2）調節天平橫梁右端螺母；直到橫梁平衡。
B：（3）將被測物體放在左盤里；
C：（4）根據估計用鑷子夾取砝碼放在左盤里，再移動游碼直到橫梁平衡；
2、a）（C）（B）（D）（E）
b）物理量 石塊質量 (g) 量筒內水的體積(cｍ3) 放入石塊后總體積(cｍ3) 石塊體積
cｍ3 礦石的密度ｋｇ/ｍ3
數據 28 15 25 10
3、 （1） 60， 20，3
（2）偏小。因為燒杯內水倒入空量筒時，水無法完全倒盡，導致測水的體積偏小，致使計算合金塊的質量偏小，而體積的測量是準確的，由ρ=m/V可知，測得的密度偏小。
四：計算題
1、（1）空心（2）40 cｍ3（3）67g
2、6.5噸
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