6.4密度與社會生活教案年級八年級授課時間教學目標1.知道密度與溫度的關系，并能解釋簡單的與社會生活相關的密度問題。2.通過分析實例，理解密度是物質的一種特性，能運用密度知識鑒別物質。3.通過學習密度知識的應用，認識到物理理論在解決實際問題中的重要作用。教材分析在學習了密度概念及其測量的基礎上，本節讓學生進一步學習如何利用密度知識來解決實際問題。在“密度與溫度”的問題中，通過生活中常見的熱脹冷縮的現象引出溫度對物質密度的影響。風是常見的自然現象，有了氣體受熱膨脹、密度變小的知識，就能解釋風的形成了。通過自來水管在冬天容易被凍裂，引出了水和冰哪個密度大的問題，也就會給學生留下深刻的印象。用密度鑒別物質是密度知識的一個重要應用。教材通過分析一個實心鉛球是否是純鉛制造的問題，給出了用密度鑒別物質的方法，并呼應了章首語提出的問題。教材還進一步介紹了密度知識在生產和生活中的其他廣泛應用，以此引導學生重視密度與社會生活的聯系。不同的材料，因為物理性質不同，在生活中有不同的應用。教材在“材料與社會發展”中簡單提到了一些材料的屬性，展現了材料科學對社會發展的促進作用。教學器材紙風車、酒精燈、火柴、熱水瓶、錐形瓶、氣球等。多媒體ppt，包含視頻：《溫度對密度的影響》、《水在4℃時密度最大》、《阿基米德辨別王冠的故事》。教學過程教師活動學生活動導入新課【展示圖片，提出問題】①在北方的冬天，對自來水管的保護十分重要。如果保護不好，使水管里的水結了冰，不僅影響正常生活用水，還會把水管凍裂，造成送水設備的損壞。水管為什么會被凍裂？②飛機制造所用的材料主要是超硬鋁和鈦合金。而鋼鐵的硬度也比較理想，價格又低廉，但是為什么很少用呢？材料密度（kg/m3）超硬鋁2.7×103鈦合金4.5×103鋼、鐵7.8×103這都與密度有關，密度知識在工農業生產、社會生活中有重要的應用，今天我們一起學習——《6.4密度與社會生活》。觀看圖片，思考問題，提高興趣，進入情景。一、密度與溫度1.物質密度與溫度的關系【演示實驗】（1）將一個癟了的乒乓球放入熱水中，觀察發生的現象。（2）在室溫下，把一個氣球套在空錐形瓶的瓶口上，然后把瓶子放入熱水中，觀察氣球的變化；再把瓶子放在冷水中，觀察氣球的變化。癟乒乓球癟乒乓球放入熱水中氣球套在錐形瓶口上【實驗現象】①變癟了的乒乓球會重新鼓起來。②【提問】乒乓球（空錐形瓶）內空氣的密度變化嗎？為什么？（3）分析論證：根據ρ=m/V進行分析。①癟了的乒乓球放入熱水中時，球內氣體受熱膨脹，體積變大，因為質量不變，根據ρ=m/V可知，密度變小。②套在錐形瓶瓶口上的氣球，放入熱水中時，瓶內氣體受熱膨脹，體積變大，密度變小；放入冰水中時，體積變小，密度變大。（4）實驗結論：一定質量的氣體，其密度受溫度的影響較大。當其溫度升高時，密度變小；當其溫度降低時，密度變大。（5）熱脹冷縮自然界中的絕大多數物質都有溫度升高時體積變大，溫度降低時體積變小的性質，物質的這種性質可簡稱為“熱脹冷縮”。在我們常見的物質中，氣體的熱脹冷縮最顯著，它的密度受溫度的影響也最大。一般固體、液體的熱脹冷縮不像氣體那樣明顯，因而密度受溫度的影響比較小。2.風的形成（1）風的形成【演示實驗】如圖1所示，做一個紙風車。把風車放在點燃的酒精燈上方，觀察發生的現象。現象：風車能轉動起來。【提問】你知道是什么推動了風車嗎？[來【回答】當酒精燈上方空氣溫度升高時，受熱體積膨脹，密度變小而上升。熱空氣上升后，冷空氣就從四面八方流過來，形成氣流，氣流流過風車時，帶動風車轉起來。圖圖1紙風車圖2風的形成（2）自然界的風的形成【提問】自然界的風是怎樣形成的？【分析】風就是空氣的流動，風的形成是溫度引起空氣的熱脹冷縮所致。氣體受熱膨脹，體積變大，根據密度公式ρ=m/V可知密度變小，所以氣體密度變小會上升。熱空氣上升后，溫度低的冷空氣就從四面八方流過來，從而形成風。地面附近的風總是從低溫地區吹向高溫地區。（3）風的利用：風力提水、風力發電、風帆助航等。【播放視頻】——《溫度對密度的影響》3.冬天自來水管被凍裂的原因4.水的反常膨脹現象（1）水的熱膨脹規律如圖3所示，是科研人員通過探究“一定質量的水的體積隨溫度變化的關系”做出的圖像。【提問】分析圖象，回答以下問題：圖象中AB段、BC段反映的物理規律分別是什么？【分析】水溫低于4℃時，水溫升高，體積減小；水溫高于4℃時，水溫升高，體積增大。【歸納】以上現象揭示了水的膨脹規律：4℃以上的水是熱脹冷縮，而0℃～4℃的水是熱縮冷脹，把這種現象稱為反常膨脹。（2）水的密度與溫度的關系根據ρ=m/V可知：水的質量不變，在溫度4℃時，體積最小，所以密度最大。溫度高于4℃時，隨著水溫的升高，密度越來越小；溫度低于4℃時，隨著溫度的降低，水的密度也越來越小（如圖4所示）。結論：在溫度為4℃時，水的密度最大。（3）與水的反常膨脹有關的現象①水在4℃時的密度最大，下沉到水底。如圖5所示：水的反常膨脹使得水從上到下結冰。在寒冷的冬天，水面冰封了，但較深湖底的水卻有可能保持4℃的水溫，利于生物存活。②各種飲料都含有水分，由于水在4℃時的密度最大，體積最小，所以儲存或運輸在溫度為4℃時最安全的。【播放視頻】——《水在4℃時密度最大》【例題1】在室溫下，吹鼓兩個氣球，分別把它們放在冰箱的冷藏室和爐火附近，過一會兒，你會發現：在冷藏室的氣球體積_______，在爐火附近的氣球體積________。由于密度ρ=m/V，一定質量的氣體體積膨脹后，密度________；可見，溫度____（選填“能”或“不能”）改變物質的密度。【答案】縮小，膨脹，減小，能。【解析】氣體具有熱脹冷縮的性質，室溫環境下的氣球，溫度降低，體積縮小，火爐邊的氣球溫度升高，體積膨脹。氣體的質量不變，當溫度升高時，體積膨脹，根據ρ=m/V可知密度減小，溫度降低時，體積收縮，密度增大，故溫度能改變物質的密度。【例題2】如圖所示是水的密度隨溫度變化的關系圖，由圖中的關系不能得出的結論是（D）

A．水在4℃時密度最大 B．水在0～4℃，隨著溫度的降低，密度越來越小C．水在4～8℃，隨著溫度的升高，密度越來越小D．水凝固成冰時體積會變大【解析】由水的密度隨溫度變化的關系圖，可得出結論：水在4℃時密度最大；水在0～4℃，隨著溫度的降低，密度變小；水在4～8℃，隨著溫度的升高，密度變小。不能得出水凝固成冰時體積會變大的結論。所以選項ABC都正確，選項D錯誤。觀察2個實驗現象，分析原因，歸納出實驗結論。知道熱脹冷縮的規律。觀察實驗現象，推導出水的密度與溫度的關系。特別是要理解水的反常膨脹現象。推導出溫度為4℃時，水的密度最大。解釋與水的反常膨脹有關的2個現象。觀看視頻，進一步理解水在4℃時密度為什么最大。做題1并進行解析，理解氣體的密度與溫度的關系，會解釋有關現象。做題2并進行解析，理解水的密度與溫度的關系。二、密度與物質鑒別1.鑒別物質的種類【提出問題】如何鑒別一枚金牌是不是用純金做成的?要測金牌的密度，可用天平測質量，用借助于溢水杯和量筒，利用排水法測量體積，根據密度公式ρ=m/V計算出密度。例如，某運動員獲得了一枚金牌，為了鑒別金牌是否是純金制成的，他測出了金牌的質量為12.5g，體積為0.75cm3，問金牌是否是純金制成的？（金的密度ρ金＝19.3g/cm3）【解析】此“金牌”的密度為ρ=m/V＝125g/10.5cm3＝11.9g/cm3<ρ金。所以不是純金制成的．【想想議議】用密度鑒別金牌，這種鑒別方法是不是絕對可靠？為什么？【回答】從前面的密度表可知，一些不同物質的密度是相同的。例如酒精和煤油都是液體，它們的密度都0.8×103㎏/m3，所以這種鑒別方法不是絕對可靠的。通過對兩者氣味的判斷，在知道密度的基礎上可以鑒別出酒精和煤油。一些混合物的密度和一些物質的密度相等。要準確的鑒別物質，既要看密度，還要看顏色、氣味、硬度等。2.密度在社會生活中的其他應用【講解】（1）測量密度，確定礦藏種類。勘探隊員在野外勘探時，通過采集的樣品的密度等信息，可以確定礦藏的種類及經濟價值。（2）根據密度，鑒別產品優劣。例如用鹽水選種，把種子放到鹽水里，飽滿的種子因為密度大而沉到鹽水底。癟殼和雜草的種子因為密度小而浮在鹽水表面。（3）根據密度大小選擇合適的材料根據m=ρV可知，在體積相同時，密度越小，質量越小，密度越大，質量越大。【提出問題】①交通工具、航空器材中，為什么常采用高強度、低密度的合金、玻璃鋼等復合材料？②機器底座、壓路機的滾筒都比較重，常常選用密度大的材料來制作，這是為什么？【分析歸納】交通工具、航空器材中，常采用高強度、低密度的合金、玻璃鋼等復合材料，可以減小自身的質量。機器底座的作用是為了增加穩度，壓路機的滾筒是對路面的壓力大。這些情況下，要求它們的質量大一些，所以人們就常常選用密度大的材料來制作。源:Z,x③拍攝影視劇中房屋倒塌砸傷人的特技鏡頭時，要求道具的質量要小，人們常選用密度很小的泡沫塑料做道具。④在產品包裝中，常采用密度很小的泡沫塑料作填充物，減小質量，同時起到防震作用，便于運輸，價格低廉。【例題3】物理知識與生活聯系非常緊密，下列關于密度的一些說法正確的是③④（選填序號）。①1kg的水和1kg的冰的密度相同；②可以利用密度來鑒別物質，因不同物質的密度一定不同；③為減輕質量，航空器材常采用強度高、密度小的合金或新型合成材料；④發生火災時，受困人員常采取彎腰甚至爬行的姿勢撤離，是因為含有有害物質的空氣溫度較高，密度較小，大量聚集在房間的上方。【解析】①1kg的水和1kg的冰的質量相同，但狀態不同，水結成冰后體積變大，密度減小，故①錯誤；②不同物質的密度一般不同，所以可以利用密度來鑒別物質，但也有個別的不同物質具有相同的密度，故②錯誤；③航空器材的體積一定，由m=ρV可知，材料的密度越小，器材的質量越小，故航空器材采用強度高、密度小的材料制造，③正確；④發生火災時，溫度較高，室內有毒氣體體積膨脹，密度減小；有毒氣體會流向房間上方，所以為有效避免吸入有害氣體或被灼傷，受困人員常采取彎腰甚至爬行的姿勢撤離，故④正確。故選③④。【例題4】如圖所示是我國自行研制的C919大型噴氣客機。工程師將一質量是將一質量是7.9kg鋼制零件改用等體積的第三代鋁鋰合金替換，該零件的體積是____m3，用鋁鋰合合制成的新零件質量為____kg。可見，用第三代鋁鋰合金替換鋼制零件可以減小自身的。（鋼的密度為7.9×103kg/m3，鋁鋰合金的密度為2.4×103kg/m3）【答案】1×10-3；2.4；質量。【解析】該零件的體積是V＝EQ\F(m,ρ)=EQ\F(7.9kg,7.9×103kg/m3)=1×10-3m3鋰合合制成的新零件質量為m=ρV＝2.4×103kg/m3×10-3m3＝2.4kg用第三代鋁鋰合金替換鋼制零件可以減小自身的質量。思考問題，進入主題。說出鑒定一枚金牌密度的方法。進行計算加深印象。知道可以根據密度鑒別物質，但這種鑒別方法不是絕對可靠的。配合老師進行活動。了解密度在社會生活中的一些其他應用。思考并回答2個問題。感受密度知識在社會生活中的應用。做題并進行解析，加深理解密度知識在社會生活中的應用。。課堂練習課堂練習填“變小”、“變大”、“不變”）根據氣體這個特點，則安裝暖氣時應該靠近______（選填“地面”或“天花板”）。【答案】變小，地面。【解析】點燃酒精燈，上方的空氣吸收熱量，溫度升高，體積膨脹，密度變小，密度小的熱空氣上升，形成對流。實驗說明溫度能夠改變氣體的密度，根據氣體的這種變化規律，安裝暖氣時暖氣片應該靠近地面，暖氣周圍的空氣溫度高，空氣密度比較小，流向上方，使整個房間溫度比較高。2．如圖2所示，有一枚2022年北京冬奧會紀念幣，小明測量出它的質量為150g，體積為17cm3，試判斷這枚紀念幣是不是金制作的？（已知金的密度為19.3g/cm3）【答案】不是金制作的。【解析】紀念幣的密度ρ=m/V＝150g/17cm3＝8.8g/cm3<ρ金。ρ紀念幣所以這枚紀念幣不是純金制作的。【答案】B.【解析】嚴寒的冬天，室外的自來水管常會被凍裂，原因是水結冰后，質量不變，m冰=m水，即ρ冰V冰=ρ水V水因為ρ冰＜ρ水，所以V冰＞V水，即密度變小，體積變大。所以選B。4.圖所示為體積和質量都相等的銅、鐵、鋁的空心球（已知ρ銅>ρ鐵>ρ鋁）的示意圖，圖中白色部分表示各球的空心部分，請用筆線分別連接對應的金屬球。【答案】右圖.【解析】因為銅、鐵、鋁的質量相等，且ρ銅>ρ鐵>ρ鋁，根據ρ=m/V可得，銅的實際體積最小，鋁的實際體積最大，又因為三球的體積相等，因此銅球的空心部分體積最大，鋁球的空心部分最小，對應連線如圖所示。5.社會生活中密度用途很廣，下列說法正確的是（）B．一杯牛奶喝掉一半后，質量變小，密度變小 C．冬天戶外的水管容易凍裂，是由于水結冰后密度變大D．小蘭估測教室空氣的質量，大約是25kg（空氣密度約為1.29kg/m3）【答案】A。【解析】A．拍攝影視劇中房屋倒塌砸傷人的鏡頭時，常選用密度很小的泡沫塑料做道具；該選項正確.B．一杯牛奶喝掉一半后，質量變小，密度不變；該選項錯誤. C．冬天戶外的水管容易凍裂，是由于水結冰后密度變小，體積變大，該選項錯誤.D．先估算教室的體積約為V=10m×7m×4m=280m3空氣的密度為1.29kg/m3，近似取1千克/m3由公式ρ=m/V得m=ρV＝1kg/m3×280m3=280kg所以小蘭估測教室空氣的質量，大約是25kg是錯誤的.所以選A。6．室內火災發生時，受困人員應采取彎腰甚至匍匐的姿勢撤離，以盡量減少有害氣體的吸入。這是因為燃燒產生的有害氣體（）A．溫度較低，密度較大 B．溫度較低，密度較小 C．溫度較高，密度較大D．溫度較高，密度較小【答案】D。【解析】室內火災發生時，溫度較高，室內有毒氣體體積膨脹，密度減小，有毒氣體漂浮在房間的上方。所以，為有效避免吸入有害氣體或被灼傷，受困人員應采取彎腰甚至匍匐的姿勢撤離火場。答案D正確。7．在寒冷的冬天，裸露在室外的自來水管容易爆裂，其原因是水管中的水由液態變成固態時_______增大，把水管脹裂。事實表明，0～4℃的水“熱縮冷脹”，高于4℃的水“熱脹冷縮”，由此可知4℃水的______最大，所以封凍河面下較深河底的水溫保持_______，冰層下接觸冰的水溫度是______℃。【答案】體積；密度；4；0。【解析】0～4℃的水“熱縮冷脹”，高于4℃的水“熱脹冷縮”，由此可知4℃水的密度最大，封凍河面下較深河底的水溫保持4℃，冰層下接觸冰的水溫是0℃。8.課外科技活動中，小麗等同學將一定質量的水放在一個加蓋的量筒中，探究水的體積隨溫度變化的情況，根據實驗數據畫出體積V—溫度t圖像（如圖所示），請根據圖像中的信息回答問題。①用簡潔的語言描述“水的體積隨溫度變化的情況”，__________；②在0℃～4℃間溫度升高，水的密度_______，超過4℃之后，溫度上升，水的密度________（變大/變小/不變）；③根據前面的探究可以發現，常用的液體溫度計不用水為測溫物質的原因是________________；④小麗等同學在探究時，量筒里水的質量為______g．（4℃時水的密度為1.0×103kg/m3）【答案】①先變小后變大；②變大，變小；③水在4℃以下出現反常膨脹現象；④104。【解析】④4℃時水的體積104cm3，密度為1×103kg/m3水的質量m＝ρV＝1.0g/cm3×104cm3＝104g9．在加油站加油時，合格汽油的密度應該為0.71×103kg/m3，如果汽油的成分中含重油偏大，就是不合格產品，重油的密度大于汽油的密度，不合格的汽油的密度會偏大。有的加油站通常使用密度瓶來檢驗汽油的密度，如果密度瓶空瓶的質量為120g，裝滿水后質量為320g，若裝滿汽油質量為266g，試判斷該汽油是否合格？【答案】汽油的密度0.73×103