五 教学过程
(一)情境导入
1.学生展示。请刘同学讲讲阿基米德怎样鉴别皇冠的真伪的故事。
2.学生回应。“阿基米德是通过洗澡,突发灵感,通过知道排开液体体积与皇冠体积相同来辨别皇冠的真假。”
3.教师根据学生回答,引入主题。密度知识的应用解决了阿基米德的烦恼。今天我们就来研究密度在社会生活中的应用。
(二)新知探索
1.教师提问。从刚才同学们了解的现象可知:密度的知识与人们社会生活的关系十分密切,那么是不是所有物体的密度都是一成不变的呢?密度与温度有没有关系呢?
2.学生回应。根据密度公式可知,一定质量的液体体积膨胀后,密度变小。
3.思考讨论。日常生活中气体、液体、固体的密度受温度影响一样吗?
4.教师总结。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。气体受温度的影响较大,固体、液体影响较小。
5.互动交流。生活中的物质大多数遵循“热胀冷缩”的规律,但水这种物质在一定温度时是喜欢“热缩冷胀”的。引导学生通过计算说明为什么水结冰时体积反而变大。
1 kg水的体积:V=m/ρ水=1 kg/1.0×103kg/m3=1.0×103m3
1 kg冰的体积:V冰=m/ρ冰=1 kg/0.9×103kg/m3=1.1×10-3m3
启发学生从自来水管遵从“热胀冷缩”的规律,而水结冰后遵从“热缩冷胀”,从这两个方面入手分析解答。
6.教师归纳。水的反常膨胀现象;4℃的水密度最大。温度高于4℃时,随着温度的升高,密度越来越小;温度低于4℃时,随着温度的降低,密度越来越小。水凝固成冰时,体积变大,密度变小。人们把水的这个特性叫作水的反常膨胀。
7.提出问题。水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢?
8.教师归纳。由于水的反常膨胀,在严寒冬天,河面封冻了,较深河底的水却保持4 ℃的水温,鱼儿仍然可以自由自在地游呢!
(三)合作探究
1.提出问题。如何鉴别金项链是不是纯金做成的?
2.引导同学思考。从密度表可以看出,各种物质的密度是一定的,不同物质的密度是不同的。只要测出了项链的密度,再与密度表中金的密度进行比较就可鉴别项链是不是纯金做成的。
3.在同学回答问题的基础上小结:测出项链的密度后,与密度表中金的密度比较。测项链的密度时,可用天平测质量,用量筒测体积,根据密度公式计算出密度。
4.引导同学思考。用量筒测得的项链质量是否精确?因此测出的项链密度是否精确?
5.学生讨论并回答。例题:深圳市中小学生运动会的金牌质量为45.39g,体积为5.1cm3,它是纯金的吗?若不是纯金做成的,那么是用什么材料做成的?
6.学生活动。思考并独立解题。利用密度知识还可以鉴别牛奶、酒的优劣,在地质勘探中鉴别矿石,另外,我们还可以用密度的知识来鉴别体育课上用的铅球是不是纯铅做成的。让学生通过计算学会如何鉴别物质,如果单位用g/cm3,可将它换算成kg/m3,再对照密度表确定物质的种类。
7.知识归纳。从前面的密度表可知,一些不同物质的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液体,它们的密度都是0.8×103kg/m3。通过对两者气味的判断,在知道密度的基础上可以鉴别出酒精和煤油。可见,利用密度这一重要属性,可以鉴别物质,但是要准确地鉴别物质,常常要多种方法并用。
(四)课堂小结
1.密度与温度关系。一定质量的气体,当温度升高时,体积膨胀后,密度变小。
2.水的反常膨胀,4 ℃水的密度最大。
3.密度可以鉴别物质先求出物质的密度;查表确定。若不同物质的密度相等的情况下用其他方法来鉴别物质。如:气味,颜色,透明度,硬度,可燃性等。
(五)课后巩固
1.1cm3的冰融化成水后,质量是多少?体积是多少?
2.根据气体密度随温度升高而变小的现象,试分析房间里的暖气一般都安装在窗户下面的道理。
3.活动与探究。
课题:鉴别铅球。
组织形式:学生活动小组。
活动流程:提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作。
备注:写出探究过程报告;发现新问题。