整体设计

新《义务 教育初中物理课程标准》对本节的要求是：“解释生活中一些与密度有关的物理现象。了解人类关于物质属性 的研究对日常生活和科技进步的影响。”

本节内容是在学习了密度概念及其测量的基础上，进一步学习如何利用密度知识解决实际问题。本节内容是对密度知识的拓展，一方面通过本节教学可以使学生体会到密度知识在社会生活中的重要价值，另一方面还可以提高学生应用所学知识解决实际问题的能力。对于密度知识在社会生活中的应用，教师可以引导学生联系生活中的实例及学生已经具备的密度的有关知识来帮助学生理解。在此基础上进一步研究密度与温度、与物质鉴别的关系，教师可以通过演示实验和点拨引导，使学生通过观察、分析、总结、归纳出结论，千万不要想当然地直接告诉学生结论，对本节例题的教学也应这样，教给学生方法比教给学生知识更重要，学生能通过自己的努力学到新知效果会更好。

三维目标

知识与技能

1.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;

2.利用密度知识鉴别物质;

3.能用密度知识解决简单的实际问题。

过程与方法

1.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;

2.学会利用密度这一重要属性鉴别物质。

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。

教学重点

1.密度与温度的关系;

2.密度与物质鉴别。

教学难点

水的反常膨胀，4 ℃水的密度最大。

教学方法

探究法、讨论法、实验法、观察法。

课时安排

1课时

教学准备

酒精灯，火柴，纸风车，冷水，文本、图片或音视频资料;自制PPT课件。

教学过程

导入新课

实验导入：鸡蛋我主沉浮

材料：生鸡蛋一个，大玻璃杯两个，食盐若干，小勺一个，玻璃棒或筷子一根

步骤：1.将一个生鸡蛋放入盛有清水的玻璃杯中，可以看到鸡蛋沉入水中。

2.然后逐渐向杯中放入食盐，并不断搅拌，可以看到鸡蛋悬浮于水中任意位置。

3.继续向杯中放入食盐，直到鸡蛋漂浮于水中。由此我们可以看到鸡蛋在盐水中的三种状态。(此次试验也可反过来做)

同学们能解释其中的道理吗?导入课题。也可播放视频展示实验过程。

设计意图：通过实验设疑，激发学生学习本节内容的兴趣。

故事导入

聪明的阿基米德怎样鉴别皇冠的真伪

2 000多年前，当希腊希洛王取得王位后，决定在一座教堂里向永垂不朽的神献上金制的皇冠。于是，他称给工匠所需要的金子并付给酬金。工匠按规定的期限做好了金冠。事后，有人告密，说工匠盗窃了做皇冠的一部分金子，而掺进去同等数量的铜。希洛王为有人欺骗他而大为恼火，可是又找不到揭破这个盗窃案的方法。后来，希洛王在召见阿基米德时，交给了他一项重大任务：鉴别工匠制造的皇冠是否为纯金制成。阿基米德接受任务后忧心忡忡，冥思苦想，不得其解。

有一天，阿基米德在身体泡入盛满水的澡盆中洗澡时，发现水从澡盆中溢了出来，而自己的身体却在水中轻了许多。他突然受到启发：盆里溢出来的水的体积，不就是自己的身体浸入水里的那一部分体积吗?用这个方法不就可以鉴别皇冠的真伪了吗?阿基米德由此揭开了金冠之谜，断定皇冠是掺了假的。因为金子密度大，在相同的情况下体积比较小，掺进了别的金属后，体积增大，排出的水就多了。阿基米德运用这种潜意识的思维方法，在他的科学创造中起了重要的作用。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。

情景导入

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。下面我们来欣赏几组画面(多媒体播放)

从录像中我们看到用密度的知识解决了选种的问题。你还知道我们生活中运用密度可以做什么吗?

推进新课

一、密度与温度

提出问题　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?

播放视频：龙卷风

视频截图——龙卷风

平时生活中的风、龙卷风的形成与我们所学的密度知识是否有关呢?

演示实验

演示实验1：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。

观察并思考：过一会儿，你发现了什么现象?为什么?

点评：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。

说明：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。

演示实验2：按课本图做一个纸风车。如果把风车放在点燃的酒精灯附近，风车能转动起来。

观察并思考：你知道是什么推动了风车吗?学生分析。

结论：由于ρ= 知，一定质量的气体体积膨胀后，密度变小。

思考讨论：1.生活中的风是如何形成的?

2.日常生活中气体、液体、固体的密度受温度影响一样吗?

讨论总结：1.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。

2.气体受温度的影响较大，固体、液体影响较小。

提出问题　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?

讨论交流　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=1 kg/1.0×103 kg/m3=1.0×10-3 m3

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

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。

学生自学　课本120页下面到121页上面

交流归纳　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做水的反常膨胀。

提出问题　水的反常膨胀对冬季水中的生物有什么意义呢?

交流归纳　学生读下图思考讨论并回答

如图为冬天河水温度分布图。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!

跟踪例题

某同学利用一定质量的水，研究水的体积和温度的关系，并 根据实验数据作出Vt图象。请根据图象回答以下问题：

(1)图象中AB段反映的物理现象是________，BC段反映的物理现象是________;

(2)以上现象揭示了水的反常膨胀规律，由此可进一步得出的推论是：水在4 ℃时________;

(3)在寒冷的北方冬天，湖面上结了厚厚的一层冰，而鱼却能在湖底自由的生活。请你估计一下湖底的水温为________℃。

解析：图象中，横轴为温度轴，纵轴为体积轴。由图象可知，在AB段水的体积随温度的升高而减小;在BC段水的体积随温度的升高而变大。

答案：(1)温度升高，体积缩小　温度升高，体积变大

(2)密度最大　(3)4