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第七章 密度與浮力 第一節(jié) 質(zhì) 量 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．通過比較不同物體所含物質(zhì)的多與少，建立質(zhì)量的初步概念。通過具體事例認(rèn)識到質(zhì)量是物體的基本屬性，它不隨物體的形狀、空間位置、狀態(tài)的改變而變化。 2．知道質(zhì)量的單位，對質(zhì)量單位形成感性認(rèn)識，會粗略估計常見物體的質(zhì)量。 3．通過觀察實物和閱讀教材，了解托盤天平的結(jié)構(gòu)。 課前準(zhǔn)備 1． 收集信息 查看方便面、火腿腸、袋（盒）裝奶、米面、洗衣粉、藥片等物品的包裝袋（盒），了解它們的質(zhì)量是多少克（或千克、毫克），并記錄下來，準(zhǔn)備課上與同學(xué)交流。 2．預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 一、質(zhì)量是物體的基本屬性 活動1：觀察下圖，思考討論后面的問題： 普通的籃球和乒乓球中充有什么物質(zhì)？____________。 兩物體內(nèi)充的是同一種物質(zhì)嗎？___________。 兩物體內(nèi)充的物質(zhì)多少相同嗎？誰的多？ _____________。 按照相同的思路，對下面兩圖中的液體和固體你能給同學(xué)提出問題嗎？ 一碗水比一盆水少 汽車輪胎用的橡膠比自行車輪胎用的橡膠多 閱讀課本理解其含義：自然界中的一切物體都是由物質(zhì)組成的，組成物體的物質(zhì)有多有少。 填一填 物理學(xué)中把物體 叫物體的質(zhì)量。 活動2：觀察教材第116頁圖7-1、7-2、7-3，并閱讀圖下面的文字，思考下列問題： 1．圖7-1冰化成水， 變了，質(zhì)量變了嗎？結(jié)合“質(zhì)量”的定義，說明你判斷的理由。 2．圖7-2中，泥團(tuán)的 變了，質(zhì)量變了嗎？說明你的理由。 3．圖7-3，航天員的 了，他的質(zhì)量變了嗎？說明你的理由。 4．你還能舉出類似的實例嗎？ 填一填 質(zhì)量是物體的基本 ，與物體的 、 、 無關(guān)。 二、質(zhì)量的單位 活動3：閱讀教材第116頁“質(zhì)量的單位”知識欄目中的內(nèi)容，然后完成下列填空： 1．國際單位中質(zhì)量的基本單位是 ，用符號 表示。 2．人們把保存在巴黎國際計量局中的國際千克原器的質(zhì)量作為___________的標(biāo)準(zhǔn)。 3．質(zhì)量的常用單位還有 。它們之間的換算關(guān)系是：1t= kg,，1kg= g，1g= mg。 3．把你課前收集的一些物體質(zhì)量的數(shù)據(jù)與同學(xué)交流。如果這些數(shù)據(jù)的單位是“克”，請換算成“千克”和“毫克”。 4．估計一些常見物體的質(zhì)量。如：估計一枚硬幣的質(zhì)量約為 ，一本物理課本的質(zhì)量約為 。 三、測量質(zhì)量的工具 活動4：觀察托盤天平（實物），對照教材圖7-7，認(rèn)識天平各主要部件的名稱，把天平各主要部件的名稱填在下圖中： 平衡螺母有幾個？自己標(biāo)出底座和刀口。 在底座上固定的有哪些部件？ 能隨橫梁可動（轉(zhuǎn)動）的有哪些？可調(diào)的有哪些？ 你還能列舉哪些在生產(chǎn)、生活中用來測量質(zhì)量的工具？ 說 明 理解物體、物質(zhì)、物質(zhì)多少的含義 讓學(xué)生說“理由”，既是對剛學(xué)習(xí)的質(zhì)量概念的鞏固，又能加強(qiáng)對“質(zhì)量是物體屬性”的真正理解。 此圖各部件名稱的標(biāo)注位置與教材不同，可避免學(xué)生按課本照抄名詞。 第二節(jié) 學(xué)習(xí)使用天平和量筒 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、會讀產(chǎn)品說明書，能參照說明書正確調(diào)節(jié)與使用托盤天平，并養(yǎng)成讀、用產(chǎn)品說明書的習(xí)慣。熟悉天平的構(gòu)造、使用步驟和注意事項，學(xué)會使用托盤天平稱固體和液體的質(zhì)量。 2、能區(qū)分量筒和量杯，會正確使用量筒和量杯測量液體和固體的體積。 3、培養(yǎng)在操作活動中遵守操作規(guī)則及細(xì)心、耐心、認(rèn)真和愛護(hù)儀器的良好品質(zhì)。 課前準(zhǔn)備 2． 復(fù)習(xí)回憶 托盤天平的主要結(jié)構(gòu)有： 、 、 、 、 等。 2．預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 一、學(xué)會使用天平 活動1：對照托盤天平實物，閱讀教材第119頁《托盤天平使用說明》，完成下列問題。 1、放：稱量前天平應(yīng)怎樣放置？游碼應(yīng)放在稱量標(biāo)尺的什么位置？ 2、調(diào)：若指針在分度標(biāo)尺中央刻度線的右側(cè)，應(yīng)如何調(diào)節(jié)平衡螺母?若在左側(cè)呢？天平平衡的標(biāo)志是什么？ 3、稱：稱量時，被測物體和砝碼分別放在哪個托盤中？加減砝碼時應(yīng)按照先大后小的順序，這樣做有什么好處？ 4、記：天平平衡時，怎樣計算物體的質(zhì)量？讀取稱量標(biāo)尺上的示數(shù)值時，應(yīng)以游碼左端為準(zhǔn)，還是以右端為準(zhǔn)？ 5、養(yǎng)：為什么不許用手，一定要用鑷子撥動砝碼和拿放砝碼？為什么不得置于潮濕、易氧化、易腐蝕之處？如果不按這些要求做，會出現(xiàn)什么問題？ 活動2：測量回形針的質(zhì)量 1. 把托盤天平放在水平桌面上進(jìn)行觀察： 天平的最大測量值為 。 稱量標(biāo)尺上的分度值為 。 2.調(diào)節(jié)橫梁平衡。 3.按照下表要求進(jìn)行測量，并將測量結(jié)果填入空格內(nèi)。 序號 回形針數(shù)量/個 總質(zhì)量/g 一個回形針的質(zhì)量/g ① 1 ② 20 ③ 40 活動3：測量水的質(zhì)量 計算燒杯中水的質(zhì)量 以下是測量水的質(zhì)量的三個步驟。想一想，應(yīng)按怎樣的順序操作？ 測量燒杯的質(zhì)量 測量燒杯和水的總質(zhì)量 將測量步驟和測量數(shù)據(jù)填入表格。 序號 測量步驟 質(zhì)量/g ① ② ③ 與同學(xué)們比較各自的測量步驟，誰的更合理？ 二、學(xué)會使用量筒和量杯 活動4：觀察實驗桌上的量筒和量杯，閱讀教材第120頁“學(xué)會使用量筒和量杯”部分，思考下列問題并討論、回答。 1、量筒和量杯的用途是什么？ 2、量筒和量杯的單位是什么？1mL=_____________m3 3、量筒和量杯的量程、分度值分別是多少？ 4、量筒和量杯的區(qū)別是什么？ 5、使用量筒和量杯讀數(shù)時視線應(yīng)怎樣？（如：測水的體積，由于水面是凹形的，讀數(shù)時，視線要 ；如測水銀的體積，由于水銀面是凸形的，讀數(shù)時視線要 ）. 6、讀出120頁圖7－10中液體的體積是多少？ 活動5：.小組合作完成下列實驗： 實驗一：用量筒測出體積是50mL的水。 實驗二：怎樣用量筒測出一個雞蛋的體積？思考、討論測量步驟，并按步驟進(jìn)行測量。 總結(jié)：1、如何測量液體的質(zhì)量？ 2、如何測量不規(guī)則固體的體積？ 說 明 讓學(xué)生對照托盤天平實物，閱讀《說明書》，并嘗試調(diào)節(jié)天平的橫梁平衡。理論聯(lián)系實際，學(xué)生印象深刻，效果好。 將使用步驟用盡量少的字概括出來，便于學(xué)生記憶。 讓學(xué)生在練習(xí)天平使用方法的同時體驗到測量微小物體的質(zhì)量可以采用測多算少的方法（累積法）。 本活動比教材上的要求低，但更具體，更易操作。 第三節(jié) 科學(xué)探究：物質(zhì)的密度 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、 學(xué)習(xí)應(yīng)用“比值”的方法探究物質(zhì)的性質(zhì)，從而建立密度的概念。 2、 知道密度的公式并能用公式進(jìn)行計算。 3、 會查密度表，知道密度單位的寫法、讀法及換算。 課前準(zhǔn)備 1 課前預(yù)習(xí)：觀察與思考題 如何區(qū)分一杯鹽水和一杯自來水？ 2．預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 一、 怎樣識別物質(zhì) 活動1、閱讀122頁圖7-12中所示的各種物體，思考討論： 要區(qū)別物體是由什么物質(zhì)組成的，僅靠觀察外形、品嘗味道能區(qū)分嗎？ 這節(jié)我們要探究如何利用物理的方法來鑒別物質(zhì)。 活動2、實驗探究 A、猜想與假設(shè) 如果兩杯相同體積的純水和鹽水，分別放在天平的兩盤上，橫梁將向那邊傾斜呢？試著猜一猜，并動手做一做。 填一填 相同體積的純水與鹽水，質(zhì)量 。（選填“相等”或“不相等”） 思考下列問題： （1） 相同體積的同種物質(zhì)，其質(zhì)量是否相等？ （2） 相同體積的不同物質(zhì)，其質(zhì)量是否相等？ （3） 體積不同的純水和鹽水，如果不允許品嘗味道，如何區(qū)別？ B、制定計劃與設(shè)計實驗 閱讀課本123頁，和同組的同學(xué)討論，回答： （1） 實驗器材： （2） 要測量的物理量： （3） 要比較的物理量： C、 進(jìn)行實驗與收集證據(jù)： 測出純水、鹽水、鐵、銅、鋁五種物質(zhì)三個體積下對應(yīng)的質(zhì)量，每組測量一種物質(zhì)，并將你的實驗數(shù)據(jù)填入表格中 物質(zhì) 實驗次數(shù) 質(zhì)量m/g 體積V/cm3 比值（質(zhì)量m/體積V） 數(shù) 值 單 位 1 2 3 D、交流與合作 （1）相同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是否相同或接近？ （2）不同物質(zhì)其質(zhì)量與體積的比值是否相同？ 填一填 實驗證明：同種物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是 ， 不同物質(zhì)的質(zhì)量與體積的比值是 。 因此，這個比值反映了物質(zhì)的一種特性。 （3）表中有一個欄目“單位”，你是怎樣填寫的？能說出它的意義嗎？ （4）現(xiàn)在你區(qū)別純水和鹽水一定要取相同的體積嗎?談?wù)勀悻F(xiàn)在的實驗方法。 （5）如何回答課本122頁圖7－12中（a）的問題？ E、評估 你認(rèn)為這次探究還有哪些不足和疏漏的地方，小組討論一下，并提出改進(jìn)的措施。 活動3、 閱讀課本124頁，并試著填一填 填一填 1、 在物理學(xué)中，把 叫做這種物質(zhì)的密度。密度是_______________的屬性，可用來鑒別物質(zhì)。 2、 若用 表示物體的質(zhì)量， 表示物體的體積， 表示物體的密度，那么密度的公式為 。 3、密度的單位為 或 。并把單位讀給你的同位聽。 4、你能將kg/m3 和g/cm3進(jìn)行單位換算嗎？試一試。 二、 常見物質(zhì)的密度 活動4、 閱讀124頁—125頁密度表 填一填 1、ρ水= 它表示的意思是： 。 2、通過閱讀密度表，你一定有所發(fā)現(xiàn)，請你寫出幾條 9 歡迎訪問初中物理教研網(wǎng)http://www.zqjyzx.jinedu.cn/wuli/ 金鄉(xiāng)奎星中學(xué) 李偉明編制 第四節(jié) 阿基米德原理 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道什么是浮力。 2．知道浮力的大小跟哪些因素有關(guān)。 3、知道阿基米德原理。學(xué)習(xí)用阿基米德原理計算浮力的方法。 4、練習(xí)使用彈簧測力計測浮力。 學(xué)時安排 本節(jié)用2學(xué)時，第一學(xué)時認(rèn)識浮力、探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)，第二學(xué)時學(xué)習(xí)阿基米德原理。 第一學(xué)時 課前準(zhǔn)備 1．家庭實驗 準(zhǔn)備一塊橡皮泥，用它造一個小船，把圖釘或螺母、砂粒等當(dāng)作“貨物”，看看你的小船最多能裝載多少“貨物”。 2．預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 一、認(rèn)識浮力 活動1：按照課本126頁圖7—8完成實驗探究1，將實驗數(shù)據(jù)填入課本中，根據(jù)實驗討論下列問題： （1） 下沉的物體是否受浮力？ （2） 浮力的大小等于多少？浮力的方向向哪？ （3） 根據(jù)實驗是否找到測量浮力的方法？如何測量？ 填一填 液體和氣體對浸在其中的物體有 的托力，物理學(xué)中把這個托力叫浮力。 二、浮力的大小與哪些因素有關(guān) 活動2：實驗：把礦泉水瓶（或易拉罐）慢慢壓入水中，手有什么感覺？同時觀察水面的變化？ （1） 根據(jù)上述實驗猜想浮力的大小可能跟什么因素有關(guān)？ （2） 結(jié)合日常生活經(jīng)驗，猜想浮力的大小還可能跟什么因素有關(guān)？ 活動3：實驗探究：浮力的大小跟哪些因素有關(guān) (1)如圖在彈簧測力計下端掛一個圓柱體，依次把它緩緩地浸入水中不同位置，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化情況，比較它受到的浮力大小。 (2)把圓柱體全部浸沒在濃鹽水中，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化情況。 濃鹽水 水 3 2 1 4 通過實驗完成下列內(nèi)容： （1）圓柱體從位置1－2－3的過程中，彈簧測力計的示數(shù) ，說明圓柱體受到的浮力 ；（填“變大”、“變小”或“不變”）說明浮力的大小跟 有關(guān)。 （2）從位置3－4的過程中，彈簧測力計的示數(shù) ，說明圓柱體受到的浮力 。（填“變大”、“變小”或“不變”）說明浮力的大小跟 無關(guān)。 （3）圓柱體從全部浸入水中到全部浸入濃鹽水中，彈簧測力計的示數(shù) ，說明圓柱體受到的浮力 ；（填“變大”、“變小”或“不變”）說明浮力的大小跟 有關(guān)。 填一填： 物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的 有關(guān)，還與物體排開液體的 有關(guān)，而與浸沒在液體中的 無關(guān)。 說 明 “活動1”的目的有三個：一是通過探究，認(rèn)識到下沉的物體也受到浮力作用，從而糾正有關(guān)浮力的一些片面認(rèn)識；二是通過實驗，讓學(xué)生在觸覺和視覺上感知浮力的存在；三是得出用彈簧測力計測量浮力的方法。 學(xué)生的猜想會較多，如果時間不允許，可以讓每個小組只研究其中1-2個猜想，然后各組之間交流。 這個結(jié)論能夠澄清學(xué)生的一些模糊認(rèn)識，還是下面學(xué)習(xí)阿基米德原理的基礎(chǔ)，所以教師可以設(shè)計幾個簡單的練習(xí)進(jìn)行落實。 第二學(xué)時 課前準(zhǔn)備 復(fù)習(xí)回憶 浮力的大小與哪些因素有關(guān)？ 預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 三、探究浮力的大小 活動3： （1）猜想與假設(shè) 根據(jù)上節(jié)課的實驗可知：物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的的體積有關(guān)，由此，你認(rèn)為浮力的大小與物體排開的液體的重力有什么樣的關(guān)系？ （2）制定計劃與設(shè)計實驗 討論思考：①浮力大小如何測？ ②為什么要收集溢出的水？怎樣使收集的水恰為排開的水？ ③用什么樣的容器接水？如何測排開的水重？ ④怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？ （3）進(jìn)行實驗與收集證據(jù) 按照下圖的實驗步驟進(jìn)行實驗，并將實驗所收集到的數(shù)據(jù)記錄在下表中。 比較測得的浮力與排開的水的重力，你發(fā)現(xiàn)了什么？ 填一填：浸入液體中的物體所受的浮力的大小 物體排開的液體的 。這就是著名的阿基米德原理。 說 明 該步驟的主要目的是：嘗試引導(dǎo)學(xué)生在物體受到液體浮力的大小和物體排開液體的重力這二者之間建立聯(lián)系。 前面已經(jīng)總結(jié)了用彈簧測力計測量浮力的方法，在此應(yīng)重點引導(dǎo)學(xué)生思考如何收集物體排開的液體。 實驗所用的重物最好選用密度比水稍大的物質(zhì)。倘若取密度比水大得多的銅塊（銅的密度是水的8.9倍），那么銅塊在水中所受浮力僅為本身重的1/8.9，實驗時彈簧測力計的示數(shù)變化不大，觀察起來就不太明顯，實驗誤差較大。 第五節(jié) 物體的浮與沉 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知道物體的沉浮條件,會判斷物體的浮沉。 2．知道通過改變物體受到的浮力或重力可控制物體上浮或下沉。 3、能應(yīng)用沉浮條件解釋簡單的物理現(xiàn)象。 學(xué)時安排 本節(jié)用2學(xué)時，第一學(xué)時探究物體的浮沉條件，第二學(xué)時學(xué)習(xí)浮沉條件的應(yīng)用。 第一學(xué)時 課前準(zhǔn)備 1．家庭實驗 （1）實驗器材：杯子、濃鹽水、清水、鮮雞蛋 （2）實驗方法：①把一只雞蛋輕輕放入濃鹽水中，觀察并記錄雞蛋的狀態(tài)。②向濃鹽水中緩緩倒入清水，并輕輕攪拌，觀察并記錄雞蛋浸入水的體積的變化，嘗試能否讓雞蛋全部浸入水中，并可停留在水中的任何深度。③繼續(xù)倒入清水，能否讓雞蛋沉入水底？④再倒入濃鹽水或放入鹽粒，看能否讓雞蛋在浮上來？ 2．預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 一、物體的浮沉現(xiàn)象 活動1：觀察物體的浮沉現(xiàn)象 將實驗桌上的木塊、小瓶、鐵皮分別投入水中，觀察它們在水中的浮沉情況。 觀察到的現(xiàn)象是：木塊_______,小瓶_______,鐵皮________. 你分析物體在水中是浮還是沉取決于什么。畫出物體在水中受力示意圖 填一填 物體在液體中的浮沉取決于所受的力，分別是_______和_____， 改變物體浮沉的途徑：改變物體所受的 或 __ 活動2：改變小瓶的重力探究物體浮沉的條件 往小瓶內(nèi)逐漸加水，擰緊瓶蓋后，放入水中，使裝水的小瓶分別處于下面狀態(tài)，并填表分析： 狀 態(tài) 受力分析 受力大小關(guān)系 物體的體積V物與排開液體體積V排的關(guān)系 漂浮 懸浮 下沉 沉到杯底 活動3：改變物體的浮力探究物體的浮沉條件 實驗器材：鐵皮、膠帶紙、水、燒杯。 （1）把鐵皮放入水中，觀察鐵皮下沉的運(yùn)動，分析鐵皮的受力情況：F浮 G物。 （2）把鐵皮折成方盒，用膠帶紙把縫隙粘好，放入水中，觀察小瓶的運(yùn)動情況： 。分析鐵盒受力的變化：__________________________________，此時F浮 G物。 自己根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)一下物體的浮沉條件。 填一填 1、當(dāng)浮力__ 重力時，物體上浮。 2、當(dāng)浮力 ___ 重力時，物體下沉。 3、當(dāng)浮力 _____ 重力時，物體處于懸浮或漂浮狀態(tài)。 說 明 “活動1”的目的有兩個：一是讓學(xué)生感知漂浮、懸浮、下沉和上浮四種狀態(tài)；二是通過實驗，讓學(xué)生理性認(rèn)識影響浮沉條件的因素。 實驗時教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生從改變物體重力、改變液體密度、改變排開液體體積等多方面進(jìn)行實驗。 對于程度比較好，學(xué)有余力的學(xué)生還可引導(dǎo)他們根據(jù)物體的浮沉條件和阿基米德原理表達(dá)式進(jìn)一步進(jìn)行理論推導(dǎo)，證明物體密度、液體密度與物體浮沉的關(guān)系 第二學(xué)時 課前準(zhǔn)備 復(fù)習(xí)回憶 物體的浮沉條件是什么？ 預(yù)習(xí)記錄 通過預(yù)習(xí)課文，你學(xué)會了什么，有哪些疑問，請簡要記錄下來： 合作探究 二、浮沉條件的應(yīng)用 通過上幾節(jié)的學(xué)習(xí)，我們知道：通過改變________，從而改變物體的重力，通過改變____________和_________________，從而改變物體所受的浮力。 活動4：探究密度計的原理。 （1）利用鉛筆和一小段鐵絲自制密度計，要求：使自制密度計能豎直地漂浮在液體中。 （2）將自制的密度計放入清水中、鹽水中、酒精中，觀察自制密度計浸入液體中的深度，你有什么發(fā)現(xiàn)？ 填一填 密度計是利用 ____ 條件工作的。當(dāng)密度計漂浮在不同的液體中時，若液體密度小，則密度計浸入液體的體積 ______ ；若液體密度大，則密度計浸入液體的體積 ___ 。 觀察密度計并分析： （1）密度計漂浮在不同的液體中，受到的浮力相等嗎？ （2）管下部的玻璃泡內(nèi)裝有小鉛?；蚬瑸槭裁?？ （3）玻璃管上部粗細(xì)均勻，有什么好處？ （4）密度大的刻度在上方還是下方？ 活動5：閱讀課本第133頁“鹽水選種” 1、鹽水選種時，什么樣的種子漂浮，什么樣的種子下沉，為什么？ 2、往鹽水中加很多鹽，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 活動6：往“潛水艇”模型或自制的模型中用注射器加水或抽水觀察浮沉，思考下面問題： 采用什么方法可以使?jié)撍聺?、懸浮在水中或浮出水面? 閱讀“熱氣球”內(nèi)容，思考回答： 1、 孔明燈為什么在點燃后才騰空而起？ 2、 加熱熱氣球內(nèi)的氣體，會有哪些量的變化? 3、節(jié)日中放的氫氣球為什么人松手后氣球會自動升空？ 自己總結(jié)歸納： 1、 物體的重力取決于什么？ 2、 物體受到的浮力取決于什么？ 3、 物體的浮沉取決于什么？ 4、 改變物體的浮沉有什么思路？都有哪些方法？ 說 明 對于“潛水艇”“熱氣球”的沉浮，可以利用視頻課件增加學(xué)生的感性認(rèn)識。