第4节密度与社会生活教学设计教案

教学准备

1. 教学目标

1.1 知识与技能：

理解密度与温度的关系，并能解释简单的与社会生活相关的密度问题；

利用密度知识鉴别物质；

能用密度知识解决简单的实际问题。

1.2过程与方法 ：

通过实验探究活动，总结出：一定质量的气体，温度高，密度变小；温度低，密度变大；

学会利用密度这一重要属性鉴别物质。

1.3 情感态度与价值观 ：

培养学生严谨的科学态度，充分把密度知识与社会生活紧密相连。

2. 教学重点/难点

2.1 教学重点

密度与温度的关系；

密度与物质鉴别。

2.2 教学难点

应用密度的定义式及变形公式解决一些简单的实际问题。

对混合物质的密度、体积、质量等有关方面的计算。

判断物体实心、空心．

3. 教学用具

多媒体设备

4. 标签

教学过程

6.1 引入新课

【师】

大家知道吗。很炫酷的龙卷风也是因为物质的密度，才引起的很厉害的自然现象。

密度是物质的基本属性，每种物质都有自己的密度。密度在我们的社会生活中有重要的价值。

例如，利用密度知识可以鉴别戒指是不是纯金做的。勘探队员在野外勘探时，通过对样品密度等信息的采集，可以确定矿藏的种类及其经济价值。在农业生产中利用盐水可以选种等，我们知道这些都是利用了不同物质的密度一般不同这一特点。

6.2 新知介绍

一、密度与温度

【师】

在室温下，吹鼓两个气球。分别把它们放在一大堆冰块和酒精灯火焰附近。

过一会儿，你发现了什么现象？

【生】放在冰块上面的气球变小了，气球下降；放在酒精灯火焰附近的气球变大了，气球上升。

【师】为什么？

【生】气体受热体积膨胀。由于密度ρ＝mV知，一定质量的气体体积膨胀后，密度变小。

【师】做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯附近，风车能转动起来。 同学们知道是什么推动了风车吗？

【生】因为空气流动推动了风车

【师】由于ρ=m/v知，一定质量的气体体积膨胀后，密度变小。

所以我们生活中的风是如何形成的？

【生】由于空气受热或者遇冷使得空气的密度变化。

【师】

日常生活中气体、液体、固体的密度受温度影响一样吗？

气体受温度的影响较大，固体、液体影响较小。

【师】

在我国的北方，冬天对自来水管的保护十分重要。如果保护不好，使水管内的水结了冰，不仅影响正常的生活用水，有时还会把水管冻裂，造成送水设备的损坏。那么，自来水管为什么会被冻裂？

【生】因为水结冰了，体积变大。

【师】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。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＝1kg/1.0×103kg/m3＝1.0×10－3m3

1 kg冰的体积：V冰＝m/ρ冰＝1kg/0.9×103kg/m3＝1.1×10－3m3

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。

【总结】

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做水的反常膨胀。

【例题】当夏日炎炎时，我们常使用空调来降低室内的温度．当冬日严寒时，我们又可以使用空调来提高室内的温度，你觉得在使用的过程中，空调的风向应怎样调节最有利于整个室内温度尽快达到预设要求（ ）

A．夏天，应将空调出风口向上调节，让凉风向上吹出

B．冬天，应将空调出风口向上调节，让暖风向上吹出

C．无论夏天还是冬天，都应将空调出风口向下调节

D．无论夏天还是冬天，都应将空调出风口向上调节

【分析】

知识点：我们在使用空调时，夏天是为了致冷，冬天是为了致热，通过改变空气的温度来起到调节气温的作用，根据空气密度与温度的关系可进一步做出分析．

解：

（1）夏天使用空调是为了致冷，而冷的空气密度大，因此应将空调出风口向上调节，将其吹向高处，再让其自然下降，达到循环的目的，使室内均衡降温；

（2）冬天使用空调是为了致热，而热的空气密度小，因此应将空调出风口向下调节，将其吹向低处，再让其自然上升，达到循环的目的，使室内尽快暖起来．

综上所述，选项的描述中只有A是正确的．

故选A．

【例题】小聪和小明为了探究“温度和物质状态对同种物质密度的影响．在一定的环境下将lg的冰加热，分别记录其温度和体积的数据，利用描点法得到了如图所示的图象．则下列说法中正确的是（ ）

A．小明和小聪的研究结果表明：密度是不会随状态而发生改变的

B．当水从0℃上升到4℃的过程中，其密度逐渐增大

C．在0℃时，冰块的密度比水大

D．当0℃时，在冰变成水的过程中质量变大

【分析】

由图可得从-4℃上升到0℃的过程中，冰的体积变化情况；从0℃上升到4℃的过程中水的体积变化情况；而水的质量不变，根据密度公式分析密度大小变化情况，进一步得出答案．

解：

A、小明和小聪的研究结果表明：密度会随状态而发生改变，故A不正确；

B、由图象可知，水从0℃上升到4℃时，其体积变小，利用ρ=m/v可知，水的质量不变，体积减小，则密度增大，故B正确；

C、由图象可知，在0℃时，冰块的体积大于水的体积，利用ρ=m/v可知，冰的密度小于水的密度，故C不正确；

D、质量是物质本身的一种属性，与形状、状态、空间位置无关，所以0℃时，在冰变成水的过程中质量不变，故D不正确．

故选：B．

二、密度与物质鉴别

【师】因为密度是物质的一种特性，基本，自然界中的物质，固体的液体的，密度都不一样，所以很多时候，密度可以作为物质的一种鉴别方式。

最简单的，可以鉴别物体是否空心不空心。

【师】相同体积的两个铁球，如果质量不一样，说明质量小的铁球是空心的。

下面我们来看一道例题来巩固这点。

【例题】50毫升水和50毫升酒精混合，则该混合液的密度（ ）

A．大于0.9×103千克/米3

B．小于0.9×103千克/米3

C．等于0.9×103千克/米3

D．无法判断

【分析】知道水和酒精的体积，利用密度公式求出水和酒精的质量，求出总质量，将二者混合后，由于分子间有间隙，总体积将变小，利用密度公式分析混合液的密度大小．

解：水和酒精的体积V=50mL=1250px3，

ρ水=1g/cm3，ρ酒精=0.8g/cm3，

m水=ρ水V=1g/cm3×1250px3=50g，m酒精=ρ酒精V=0.8g/cm3×1250px3=40g， 混合液的质量：

m=m水+m酒精=50g+40g=90g，

若不考虑体积的变化，

混合液的体积：

v=1250px3+1250px3=2500px3，

混合液的密度：

ρ=m/v=

90g

100cm3

=0.9g/cm3=0.9×10-3kg/cm3，

但是实际上，50mL水和50mL酒精混合后，由于分子间有间隙，混合液的总体积小于100mL（2500px3），

103kg/m3． 所以混合液的密度应大于0.9×

故选A．

【例题】小明将体积相同的铁球和铜球分别放入已调节好的天平两托盘上（没有超过天平的量程，且ρ铁＜ρ铜），天平恰好保持平衡，则（ ）

A．铜球一定是空心的

B．铁球一定是空心的

C．两球一定都是空心的

D．条件不足，无法判断

【分析】已调节好的天平平衡时是水平方向平衡，当天平恰好保持平衡时左右两盘里物体的质量相等，根据密度公式比较两者体积之间的关系，然后根据铜球和铁球的质量相等判断空心问题．

解：因天平是等臂杠杆，且水平方向恰好水平平衡，

所以，铁球和铜球的质量相等，

因ρ=m/v，且ρ铁＜ρ铜，

所以，实心铁球的体积大于实心铜球的体积，

又因铁球和铜球的体积相等，

所以，铜球一定是空心的，铁球可能是空心的．

故选A．

课堂小结

气体受温度的影响较大，固体、液体影响较小。

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做水的反常膨胀。

因为密度是物质的一种特性，基本，自然界中的物质，固体的液体的，密度都不一样，所以很多时候，密度可以作为物质的一种鉴别方式。

通过密度，可以鉴别物体是否空心不空心。

课后习题

1、下列实际生活应用中，主要从密度角度考虑的是（ D ）

A．用钨做白炽灯泡的灯丝

B．用塑料做插座的外壳

C．用水做汽车发动机的冷却液

D．用塑料泡沫做电影场景中的道具

2、我国研制的“全碳气凝胶”是目前世界上密度最小的固体材料，其密度仅为

0.16kg/m3，则（ B ）

A．该材料体积越大，密度越大

B．1m3的该材料质量为0.16kg

C．该材料制的物品带到太空，质量减小

D．该材料适合做打桩用的重锤

3、下表是水的密度随温度变化的数据．分析表中的数据不能得出的结论是（A ）

A．水凝固成冰时体积会变大

B．水在4℃时密度最大

C．温度高于4℃时，随着温度的升高，水的密度越来越小

D．温度低于4℃时，随着温度的降低，水的密度越来越小

4、冬天里，我们常看到室外的自来水管外包了一层保温材料，是为了防止水管冻裂，水管被冻裂的原因是（ D ）

A．水管里水结成冰以后，密度变大

B．水管本身耐寒程度不够而破裂

C．水管里水结成冰以后，质量变大

D．水管里水结成冰以后，由于冰的密度比水小，冰的体积变大

5、有一家工厂要制造一种特殊用途的钢铝罐，即钢罐内表面要压接一层0.25mm厚的铝片．焊接专家、锻压专家都束手无策．后来，一位科学家解决了这一难题．他们先把薄薄的铝片装到钢罐内，与钢罐的内表面相贴，再往钢罐内灌满水，水中插入冷冻管，使水结冰，铝膜就与钢罐接牢了．

（l）请你简要说明其原因．

（2）请举两个实际例子说明水结冰的危害性．

答案：（1）由于水结冰时要膨胀，产生巨大压力，使铝膜与钢罐牢牢的压在一起；

（2）汽车的水箱装满水时，在冬天易被冻裂；自来水管在冬天也会因水结冰，体积变大，将自来水管涨破．

[1]作业布置

1、完成配套课后练习题

板书

气体受温度的影响较大，固体、液体影响较小。

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做水的反常膨胀。

因为密度是物质的一种特性，基本，自然界中的物质，固体的液体的，密度都不一样，所以很多时候，密度可以作为物质的一种鉴别方式。

通过密度大小，可以鉴别物体是否空心不空心。