北師大版物理八年級上冊第二章《物質世界的尺度、質量和密度》教學教案

北師大版物理八年級上冊第二章

《物質世界的尺度、質量和密度》教學教案

一、物體的尺度及其測量

教學目標

1、學會用刻度尺測量物體的長度，能正確地記錄測量結果。

2、知道讀數(shù)時要估讀最小刻度的下一位數(shù)字。

3、知道測量有誤差，通過多次測量取平均值以減小誤差。知道誤差和錯誤

有區(qū)別。

4、學會用量筒和量杯測量不規(guī)則形狀物體的體積。

5、培養(yǎng)學生初步應用物理知識解決生活實際問題的能力。

教學重點

1、用刻度尺測量物體的長度的方法。

2、用量筒和量杯測量物體的體積的方法。

教學難點

1、估讀的方法。

2、量筒讀數(shù)時的注意點。

3、誤差與錯誤的區(qū)別。實驗器材

教師：示教刻度尺、方體木塊、卷尺、螺旋測微器、游標卡尺學生：學生自

備透明三角尺、木塊、量筒、石塊、水、細線學生課前準備透明三角尺教學過

程

一、物質世界的幾何尺度

讓學生觀察教師預先準備好的掛圖，比較兩條線段和兩個圓面積的大小，再

讓學生上臺用尺子量量，回答視覺總是可靠嗎?繼而舉例說明，對于時間長短、

溫度高低等，靠我們的感覺去直接判斷，并不總是可靠。不僅很難精確，有時甚

至會出錯誤。

在觀察和實驗中，經(jīng)常需要對各種物理量做出準確的判斷彳導到準確的數(shù)據(jù),

就必須用測量儀器來測量。例如，用刻度尺測量物體的長度，用秤來測量物體的

質量，用鐘表來測量時間的長短，用溫度計來測量溫度的高低。

長度是最基本的物理量，要求學生看書第25頁圖，了解宇宙、地球、上海

的金茂大廈、微粒的尺度。在生產、生活中，在物理實驗中經(jīng)常要測量長度。（舉

例）測量長度的方法和儀器有許多種，其中刻度尺是常用的測量長度的工具。同

時學會使用刻度尺，有助于我們學會使用其他測量儀器和了解測量的初步知識。

二、長度的單位

測量任何物理量都必須規(guī)定它的單位。學生已經(jīng)知道"米"是長度單位。應告

訴學生，米是國際統(tǒng)一的長度基本單位，其他的長度單位是由米派生的。米的代

表符號是mo其他常用的長度單位有千米、分米、厘米、毫米、微米、納米。它

們的代表符號分別是、、、、、（通常刻度尺的單位標注

kmdmcmmmpmnmo

是用符號表示，為使學生能順利觀察刻度尺，應介紹單位的代表符號。）

通過列舉事例使學生對米、分米、厘米、毫米等單位長度能心中有數(shù)，有個

粗略的概念。例如：常用鉛筆筆芯直徑大約1毫米，小姆指寬約有1厘米，手掌

的寬大約有1分米，成年人的腿長大約1米左右，光年的長度。

三、正確使用刻度尺

對單位用單位的長度有所了解后，介紹幾種測量長度的工具，分別介紹刻度

尺、螺旋測微器、游標卡尺，說明螺旋測微器、游標卡尺用于精確的測量，我們

目前只需掌握普通刻度尺的使用。那么如何使用刻度尺呢？對于刻度尺的總結一

下，有四個字，那就是認、量、讀、記。

①認：就是認識刻度尺，認識認識刻度尺的零刻線是否磨損，量程以及分度

值是多少？量程就是刻度尺能測量的最大范圍；分度值是指兩刻度線之間的距離,

在以前叫做最小刻度值。

②量：就是如何測量，在測量是要注意兩點,零刻線對準被測物體，如果

零刻線磨損了，則應讓其它刻度線對準被測物體，未端讀數(shù)與起點讀數(shù)之差，

就是被測物體長度?？潭染€應緊貼并平行被測物體,說明厚刻度尺的使用（圖

2-7）。

③讀：在讀數(shù)時，視線應與尺面垂直，此外，在物理實驗中，測量長度

往往要求比較精確，此時，就要進行估讀，即:要估讀到分度值的下一位（難點）。

估讀值不是一個精確的值，但也是一個有效值。讓學生用透明三角板測量一

紙條的寬度。首先分清三角板的正、反面，然后要求學生把三角板反著用（即

有刻度的一面朝上）。學生在測量時，故意讓學生身體向左偏、向右偏，讓

學生回答兩次讀數(shù)是否一樣?（不一樣，且尺子越厚，兩次讀數(shù)差別越大）。

這兩個讀數(shù)哪一個對?（都不對）。怎樣讀才能得到正確的數(shù)值?引導學生總

結出讀數(shù)的視線規(guī)則：數(shù)時，視線要與尺面垂直。（可參照課本圖2-7）。在

將零刻度對準被測物體的一端時，也要按這一規(guī)則去做。讓學生把三角尺

翻過來，重復上面的測量，這時身體偏左、偏右的兩次讀數(shù)基本一致。由

此得到，測量時刻度尺的正確放置方法是：讓刻度尺刻度緊貼被測物體的

始、末兩端。如果刻度尺不透明（如鋼尺、木尺）應怎樣放置?利用課本圖2-

7總結出刻度尺使用中的放置規(guī)則：刻度尺應"立"著放正，不能歪斜。（應

使刻度尺面垂直被測物體表面，學生還不理解這些立體幾何術語，改用"立

"著的說法?？赏ㄟ^示范的方法，幫助學生理解。）要求學生按上述放置和

視線規(guī)則，正確放置刻度尺，并將零刻度對準紙條的一個邊，看紙條的另

一條邊靠近那一條刻度線，讀取這一刻度的數(shù)值，就是紙條的寬。如果要

求測量更精確些，則應估讀到最小刻度值的下一位。這就是刻度尺使用時的估

讀規(guī)則。有效數(shù)字只要求學生有所了解，著重講清最后一位估讀數(shù)字是有

意義的，此，估讀的數(shù)字及其前面的數(shù)字都是有效數(shù)字。

④記：測量完了，就要記錄測量結果，測量結果由數(shù)字和單位組成。只

有數(shù)字而沒有單位是不行的，應懂得根據(jù)記錄來判斷所使用的刻度尺的分度值

（難點）。列舉幾個無單位數(shù)字，說用這組數(shù)是無用的。測量結果的記錄應

由數(shù)字和單位組成。對于任何物理量的測量結果，只有標明單位數(shù)據(jù)才有意

義。

四、誤差

測量時，要用眼睛估讀出最小刻度值的下一位數(shù)字，是估讀就不可能

非常準確，測量的數(shù)值和真實值之間必然存在著差異，這個差異就叫誤差。

任何測量都存在誤差?；蛟S有的同學會認為物體的末端恰好對著刻度線，

測量的結果應是準確的。其實，任何刻度線都有一定的寬度，"恰好對著刻度

線”

也是估計的，這時最小刻度值的下一位估讀數(shù)字是零。（估讀數(shù)字為"零

",容易被忽視，要提醒學生注意。）由此可見，測量中存在誤差是不可避免

的。

誤差跟錯誤不同。測量中，由于視線的偏斜而導致測量的錯誤，這是

由于沒有按規(guī)則去做而造成的。錯誤是應該而且可能避免的。測量的誤差是不

可避免的，除了估讀的誤差外，還有其他原因造成的誤差如儀器本身不準

確，環(huán)境溫度、濕度變化的影響等，這都是造成誤差的原因。誤差不可能

消除，只能盡量的減小。減小誤差的措施比較多，其中求平均值的方法，簡單

而有效。

測量中有時估計偏大,有時會偏小，這樣多次測量值的平均值更接近于真實

值。

五、體積的測量

學習了長度的測量后，在我們的生活中體積的測量也是非常重要的，

任何物體都要占據(jù)一定的立體空間，也就是具有一定的體積，對于具有規(guī)

則形狀的物體，如長方體、正方體、球體等，只要測量出它們的長、寬、高

或直徑，就可以算出它們的體積。但是對于液體的體積，就要用專門的儀

器測量，如量筒、量杯。并且對于形狀不規(guī)則的固體，就要用特殊的方法間

接測量它們的體積。

要求學生觀察桌上的量筒，結合書第28頁圖2-9,認清量筒和量杯的結構

特點。

1、體積的單位：國際單位是米3，實際應用中還有分米3、厘米3、毫米3、

升、毫升，它們的符號分別是m3、dm3、cm3、mm3、L、mL,lL=ldm3o并

簡單介紹體積單位的換算。

2、認識量筒的量程、分度值。

3、量筒讀數(shù)時要注意視線要同凹形水面的底相平，或與凸形水銀面的頂相

平。

實驗：讓學生在量筒中到入一定體積的水，并正確讀出水的體積。明白了量

筒的使用，再簡單介紹量杯，強調量杯的示數(shù)特點與量筒不同，由于量杯的形狀

特點，所以量杯上的刻度是不均勻的。

在介紹完量筒的使用后，提出問題：如何測出你們桌面上的不規(guī)則形狀的石

塊的體積呢？（要求學生看書第28頁的做一做，并思考測量石塊體積的方法）

教師講解：我們只要借助排開水的體積間接測量出這個石塊的體積，先在量

筒中到入一定體積的水，然后用細線綁住小石塊，慢慢放入水中（說明為什么要

用細線綁著慢慢放入水中），此時水面上升，分別讀出前、后兩次量筒的示數(shù),

將兩次的示數(shù)相減，就可以得到石塊的體積。這種方法測量不規(guī)則形狀固體的體

積，以后在學習中將經(jīng)常用到。

學生分組實驗，教師巡視，并對個別學生的操作提出更正。（實驗結束后,

要求學生整理實驗器材）

六、課堂小結

我們學習了利用刻度尺和量筒測量物體的長度和體積。注意刻度尺的使用

規(guī)則和讀數(shù)。再次強調誤差與錯誤的區(qū)別。

重復利用量筒測量不規(guī)則形狀物體體積的方法。

七、布置作業(yè)

課文第28頁作業(yè)第1、2、3題。

在家中利用刻度尺測量自己物理書的長和寬，要求估讀，并作好記錄。課時

作業(yè)設計

1、用刻度尺測量時，尺要沿著物體的,不利用磨損的，讀數(shù)時,視線要與尺面，在

精確測量時，要估讀到的下一位。

2、某人測得一本字典正400頁厚度為18.0mm,則該字典正文每張紙厚度

為mm。3、如圖所示，物體的長度應記作cm。4、給下面的測量數(shù)據(jù)填上適當

單位某同學身高是15.86教室的黑板長度是33.5課本紙張的厚度約為0.08武

漢長江大橋全長為1750。

5、某同學利用柔軟棉線測出地圖上長江長63.00cm,北京至鄭州鐵路線長

6.95cm。經(jīng)查書，長江實際長度為6300km。則此地圖的比例尺為，北京至鄭州

實際鐵路線長為。

6、下列單位換算的寫法中正確的是：

A.12cm=12x1/100=0.12mB.12cm=12cmxl/100=0.12mC.12cm

=12cmxl/100m=0.12mD.12cm=12xl/100m=0.12m

7、給你一段滌良線(柔軟、彈性較小的一種線)和一把刻度尺，你怎樣測出

如圖所示曲線的長度？

8、如圖，把金屬塊放入裝有70cm3水的量筒內，量筒中水面如圖2所示，

則金屬塊的體積是cm3。

9、完成下列單位換算：(1)156cm=m=nm

(2)500mL=L

(3)300cm3=m3=mm3補充資料

納米材料的特殊性質

隨著顆粒尺寸的量變，在一定條件下會引起顆粒性質的質變。由于顆粒尺寸

變小所引起的宏觀物理性質的變化稱為小尺寸效應。對超微顆粒而言，尺寸變小,

同時其比表面積亦顯著增加，從而產生如下一系列新奇的性質。

(1)特殊的光學性質當黃金被細分到小于光波波長的尺寸時，即失去了原

有的富貴光澤而呈黑色。事實上，所有的金屬在超微顆粒狀態(tài)都呈現(xiàn)為黑色。尺

寸越小，顏色愈黑，銀白色的柏(白金)變成鉗黑，金屬鋁變成鋁黑。由此可見，

金屬超微顆粒對光的反射率很低，通?？傻陀?%,大約幾微米的厚度就能完全

消光。利用這個特性可以作為高效率的光熱、光電等轉蝴料,可以高效率地將

太陽能轉變?yōu)闊崮堋㈦娔?。此外又有可能應用于紅外敏感元件、紅外隱身技術等。

(2)特殊的熱學性質固態(tài)物質在其形態(tài)為大尺寸時，其熔點是固定的，超

細微化后卻發(fā)現(xiàn)其熔點將顯著降低，當顆粒小于10納米量級時尤為顯著。例如，

金的常規(guī)熔點為1064C,當顆粒尺寸減小到10納米尺寸時，則降低27℃,2納

米尺寸時的熔點僅為327C左右；銀的常規(guī)熔點為670C,而超微銀顆粒的熔點

可低于因此，超細銀粉制成的導電漿料可以進行低溫燒結，此時元件的

100℃o

基片不必采用耐高溫的陶瓷材料，甚至可用塑料。采用超細銀粉漿料，可使膜厚

均勻，覆蓋面積大，既省料又具高質量。日本川崎制鐵公司采用0.1~1微米的

銅、鎂超微顆粒制成導電漿料可代替鈿與銀等貴金屬。超微顆粒熔點下降的性質

對粉末冶金工業(yè)具有一定的吸引力。例如，在鋁顆粒中附加0.1%~0.5%重量比

的超微銀顆粒后，可使燒結溫度從3000。(：降低到1200~1300。(：，以致可在較

低的溫度下燒制成大功率半導體管的基片。

(3)特殊的磁學性質人們發(fā)現(xiàn)鴿子、海豚、蝴蝶、蜜蜂以及生活在水中的

趨磁細菌等生物體中存在超微的磁性顆粒，使這類生物在地磁場導航下能辨別方

向，具有回歸的本領。磁性超微顆粒實質上是一個生物磁羅盤，生活在水中的趨

磁細菌依靠它游向營養(yǎng)豐富的水底。通過電子顯微鏡的研究表明，在趨磁細菌體

內通常含有直徑約為210-2微米的磁性氧化物顆粒。小尺寸的超微顆粒磁性與

大塊材料顯著的不同，大塊的純鐵矯頑力約為80安/米，而當顆粒尺寸減小到

210-2微米以下時，其矯頑力可增加1千倍，若進一步減小其尺寸，大約小于

6。0-3微米時，其矯頑力反而降低到零，呈現(xiàn)出超順磁性。利用磁性超微顆粒具

有高矯頑力的特性，已作成高貯存密度的磁記錄磁粉，大量應用于磁帶、磁盤、

磁卡以及磁性鑰匙等。利用超順磁性，人們已將磁性超微顆粒制成用途廣泛的磁

性液體。

二、物體的質量及其測量

教學目標

知識與技能：

1.初步認識質量的概念。

2.知道質量是物體的基本屬性。

3.能對質量單位形成感性認識，會粗略估計常見物體的質量。

4.會正確使用托盤天平測量固體和液體的質量。

教學重點：使用托盤天平測量質量。

教學難點：質量的概念和質量是物一體的屬性比較抽象，?托盤天平的使用方法

和注意事項。

教具準備

托盤天平、磋碼等。

教學過程

一、情景引入

明確兩個概念：物體和物質。

物體：我們常見的具體的實物都是物體。

物質：是指組成物體的材料。

例如：一把椅子和一張桌子。

1.椅子是一個物體，桌子也是一個物體，它們都是由木材組成的。

2.椅子、桌子都叫做物體，木材就是組成它們的物質。

那么下面我們再來觀察幾組物體，請同學們注意比較(課本插圖1

二、新課教學

探究點一物體的質量

1.交流討論：學生對上面"問題導入"中的問題進行交流、討論，在教師引

導下形成以下認識：

⑴鐵釘和鐵錘為一類，它們都是鐵制成的；木板和米尺為一類，它們都是木

材加工成的。

(2)一把鐵錘和一顆鐵釘都是由鐵這一種物質構成的，但兩者所含鐵這種物

質的多少不同，一把鐵錘比一顆鐵釘所含的鐵多；一塊木板和一把教學用木制米

尺都是由木材這一種物質構成的，但兩者所含木材這種物質的多少不同，一塊木

板比一把教學用木制米尺所含的木材多。

歸納總結：⑴鐵釘和鐵錘、木板和米尺，我們都把它們稱為物體。構成這些

物體的鐵、木材，我們都把它們稱為物質。從上面的例子我們可以看出物體是由

物質組成的。

(2)在物理上為了描述物體所含物質的多少引入質量概念，物理學中把物體

所含物質的多少叫做質量。質量通常用字母)表示。

拓展教學：要注意"物質"和"物體"的區(qū)別。物體有一定的形狀，占據(jù)一

定的空間，是有體積和質量的實物。物質是構成物體的材料。例如：桌子是物體，

構成桌子的物質是木材，還可以是鐵。再例如：大小兩個鐵球是由鐵這種物質構

成，而質量代表這種物質的多少，大鐵球的質量就大于小鐵球的質量。"質"指

物質，"量”是物質的多少的意思。

有了質量的概念，就可以對各種不同的物體所含物質的多少進行比較。如在

日常生活中人們去糧店買米，告訴營業(yè)員自己要買多少米，實際上他表達的是質

量的大小。物理學中的“質量"與日常生活中表示產品優(yōu)劣的那個“質量"含義

是完全不同的。

2.物體的質量不會

探究點二質量的單位

提出問題：你知道哪些質量的單位？它們之間的換算關系是怎樣的？

討論總結：國際單位制中，質量的基本單位是千克，符號是kg。常用的質

量單位還有克(g)、毫克(mg)、噸①。它們的換算關系是:1kg=IO3g,1mg

=10-3g=10-6kg,lt=103kg

生活中常用的單位有：公斤、斤、兩，1千克=1公斤=2斤=20兩。

要衡量質量的大小，首先要規(guī)定一個標準——單位。

完成課本上的練習題。學生通過較熟悉的一些實物的質量與一些質量單位近

似比較，來幫助學生形成較為具體的認識。

探究點三學習使用天平測量物體的質量

1,認識托盤天平的構造和天平使用注意事項。

教師引導教師播放課件，學生觀察，認識托盤天平和物理天平的主要構造。

K*1AH4中7J5

nW*ii?n

UMi4BM134Hls

交流總結:

.(1)平衡螺母：用來調節(jié)天平橫梁平衡;

(2)指針和分度盤：判斷天平是否平衡，可以根據(jù)指針在分度盤上左右擺動幅

度是否相等來判斷，而不必等到指針完全停止擺動，只要擺動幅度相同即可；

(3)標尺、游碼、祛碼：指示所稱物體質量。

教師引導:自學課本113到114頁得內容討論使用天平為什么這樣要求?

交流總結：使用托盤天平的注意事項：

(1)防止損傷:被測物體的質量不能超過天平的稱量，?往盤里增減怯碼時要輕

拿輕放，用后及時將祛碼放回怯碼盒里。

(2)防止銹蝕：要保持天平干燥、清潔；不要用手摸天平盤，不準把潮濕的東

西或化學藥品直接放在天平盤,里；怯碼要用銀子夾取，不準直接用手拿。

2.學生實驗——用天平測量固體和液體質量

分組實驗：讓學生邊操作邊思考：你所用的天平有沒有檢查天平底座是否水

平的裝置？應怎樣調平？你的天平的平衡螺母安裝在什么位置?如果指針偏左,

應該向哪個方向旋動平衡螺.母？這樣，學生通過觀察和分析，在操作體驗的基礎

上體會天平的操作程序和規(guī)則，就明白并學會了如何用天平稱量質量。

交流總結：

托盤天平的使用方法：

(1)把天平放在水平臺面上；

(2)把游碼放在標尺左端的零刻度線處，調節(jié)橫梁上的平衡螺母，使橫梁平

衡；

(3)將被測物體輕放在左盤上，估測物體的質量，將適當?shù)撵畲a用銀子夾取輕

放在右盤上，增減祛碼，并移動標尺上的游碼，直到橫梁恢復平衡(千萬注意：此

時不能調節(jié)平衡螺母使橫梁平衡！)；

(4)算出右盤中祛碼的總質量，再加上游碼所對的刻度表示的質量，即得出左

盤中被測物體的質量。

測量液體的質量的步驟：

(1)用天平稱出容器的質量mi。

將容器注入適量的液體后，用天平稱出液體和容器的總質量

(2)7772O

(3)液體的質量/)液=3-mi。

注意：如果先測容器與液體的總質量，倒出液體后再測容器的質量，那么由

于容器內還有殘留的液體，測量誤差就較大，因此這種方法一般不可取。

探究點四質量是物體的基本屬性

實驗探究：

1.用天平稱量一塊橡皮泥的質量。把橡皮泥捏成其他形狀后再稱一稱，它

的質量會改變嗎？

2.一塊冰放在杯子中，用天平測量其質量。待冰熔化成水后再測量一次,

看冰化成水后的質量有沒有變化。

3..用天平稱量室溫下的鐵塊質量。把這個鐵塊放在沸水中煮一段時間，取

出擦干再稱一稱。看它的質量有沒有改變？

4.科學家發(fā)現(xiàn)，地球上的物體被宇航員帶到太空后，質量沒有變化。

實驗總結’:物體的質量不會隨物體的形狀、狀態(tài)、溫度、位置的變化而變化。

只要物體中含有物質的多少不變，它的質量就不變，質量是物體的基本屬性。

三、板書設計

第五章我們周圍的物質

5.1物體的質量

'概念

單位及單位換算

質量＜（構造

測量（天平X調節(jié)

〔使用

四、教學反思

本節(jié)課的主要教學內容是質量的初步概念、單位及其換算和托盤天平的使

用方法。在完成知識與技能目標上也是按一照這個順序來進行的，通過講解、設疑、

自學、小組討論，使同學們認識質量的概念和質量是物體本身的一種性質，它不

隨物體的位置、形狀、狀態(tài)而改變，以及常見的測質量的儀器。通過觀察、講解、

示范操作，學生親自操作，讓學生認識天平的結構，學會托盤天平的使用方法。

這種教學設計基礎夯實有力，有利于學生學習掌握知識。本節(jié)課在完成過程與方

法目標上，關注學生生活，以生活中的現(xiàn)象為切入點，讓生活.走進物理。

三、學生實驗：探究--物質的密度

第一課時

教學目標

知識與技能：

1.經(jīng)歷密度概念建立的過程，領會用比值定義物理量的方法。

2.理解密度的定義、公式和單位。

3.會進行密度單位的換算。

教學重點：探究物體的質量與體積的關系。

教學難點：密度是物質的一種特性。

載具準備

實驗器材（天平，怯碼，長方體蠟塊、木塊、鐵塊、鋁塊）、文本、圖片或音

視頻資料；自制PPT課件。

教學過程

一、情景引入

播放有關大型飛機的圖片，提出問題：

1.如果你是設計師，在設計制造飛機時，你會選擇什么樣的材料?你為什

么選擇這些材料？

2.有同學說，"鐵塊比木塊重"這句話對嗎？

通過交流討論，使學生認識到，不同的物質即使體積相同，.質量也不一樣，

并而此引出同種物質的質量與體積之間有什么關系這個課題。

二、新課教學

探究點一探究物質的質量與體積的關系

學生實驗：調節(jié)好天平，用天平稱量體積相同的木塊、鋁塊、鐵塊?？纯此?/p>

們的質量是否相同？

實驗結論：體積相同的不同物質，它們的質量不同。

提出問題：如果同種物質，體積不相等，質量還相等嗎？將兩個木塊分別放

在天平的兩盤中，這兩個木塊哪個質量大？同一種物質，體積大的質量大，體積

小的質量小。這僅僅是質量跟體積的粗略關系，同種物質的質量跟體積有什么準

確的數(shù)量關系呢？（滲透由粗略到精確，定量研究物理規(guī)律的方法。）

設計實驗：要研究質量跟體積的數(shù)量關系，首先要把質量、體積的數(shù)值測出

來。質量用天平測量；體積可以先用刻度尺測量出長、寬、高，然后根據(jù)長方體

體積=長、寬X高進行計算。為了便于記錄和分析測得的數(shù)據(jù)，我們需要設計一

個表格。

進行實驗：一用質量不同、形狀規(guī)則的長方體的石蠟塊和干松木塊為研究對象,

把它們的質量和對應的體積填入下表。

石蠟塊

干松木塊

實驗次數(shù)

體積質量

質量ml9體積勿cm3

k/cm3硒

1109105

220182010

330273015

440364020

數(shù)據(jù)處理:我們以體積1/為橫坐標，以質量6為縱坐標，在方格紙上描點，

再把這些點連起來，會得到如圖所示的圖象。

,m/g

50

40

30石蠟塊

20

1O0干松木塊

102030405oV/cm?

實驗結論:同一種物質的質量跟體積成正比，即質量跟體積的比值是一定的。

探究點二密度

教師弓I導：物質相同，質量跟體積的比值相同，物質不同，其質量跟體積的

比值一般不同，就是說質量跟體積的比值與物質的種類有關，.質量跟體積的比值

反映了不同物.質的不同性質,在物理學里用密度來表示物質的這種性質。

交流總結：

1.定義：某種物質組成的物體的質量與它的體積之比叫做這種物質的密度。

用符號0表示。

2.計算公式：密度=棵聶p=w

符號的意義及單位：.

P——密度——千克每立方米(kg/m3)

m----質量----千克(kg)

^體積——立方米(m3)

3

3.單彳⑦奐算1g/cm=1x103|<g/m3

要點辨析：對于公式Q=▽的理解：

Q)由同種物質組成的物體，體積大的質量大，物體的質量跟它的體積成正

比，質量和體積的比是一個定值(即密度不變)。

(2)由不同物質組成的物體，在體積相同的情況下，密度大的質量大，物體.

的質量跟它的密度成正比。

(3)由不同物質組成的物體，在質量相同的情況下，密度大的體積反而小，

物體的體積跟它的密度成反比。

4.利用公式pA,會進行簡單的計算。

三、板書設計

第2節(jié)密度

探究：同種物質的質量與體積的關系

概念：單位體積某種物質的質量

密度＜公式■.p=m/V

單位：kg/m3g/cm31g/cm3=IxlO3kg/m3

、物理意義：

四、教學反思

由于是概念教學，物理概念的建立要符合學生的認知規(guī)律和生活經(jīng)驗，避免

密度把密度概念直接灌輸和強加給學生，依據(jù)建構主義的學習理論和教學心理學

原理，在密度概念教學過程中，應通過形象化的實驗，充分發(fā)揮學生主動探究的

積極性，引導學生在合作探究、小組討論的過程中自主建構密度概念，教師僅僅

是學生概念學習的引導者、促進者和幫助者。為此，本節(jié)課采用"科學探究小組

合作”的教學模式。

四、新材料及其應用

教材分析

本節(jié)內容的安排主要是讓學生感受到時代科技發(fā)展的脈搏，形成并保持積

極向上的精神狀態(tài)，初步認識科技發(fā)展對人類社會發(fā)展所產生的影響，激發(fā)學

生的學習興趣，增強學生的科技意識，鼓勵學生努力學習，力爭將來能在新材

料的開發(fā)和應用上做貢獻，有對國家和人民的使命感和責任感，對于知識方面

不做具體的要求。

教材上所涉及到的知識也只是起到一個拋磚引玉的作用，對新材料的認識

還給同學和老師留了很廣闊的空間，搜集資料的過程和同學們交流的過程是本

節(jié)課的關鍵.在內容的實施過程中，老師對學生的活動過程的監(jiān)控就顯得非常

重要，及時發(fā)現(xiàn)學生準備過程中的問題，既保證了交流活動的順利進行，也在

過程培養(yǎng)了學生有計劃完成調查研究的科學素養(yǎng).教師在這節(jié)課中重點突出了

引導者的角色和參與者的角色。

教學目標：知識與技能

1、了解納米材料、"綠色能源”和記憶合金等新材料在現(xiàn)代科技、工農業(yè)

生產和日常生活中的應用。

2、了解其它新材料的有關應用，培養(yǎng)收集整理信息的能力。過程與方法

1、通過利用不同的渠道收集信息，體驗收集整理信息的過程.嘗試一種新

的學習方法。2、通過研究小組交流調查、研究結果，了解新材料的廣泛應用

和未來發(fā)展前景。情感、態(tài)度和價值觀

1、通過了解新材料的應用，初步認識科技對現(xiàn)代社會生活的影響，引導學

生關心社會發(fā)展。

2、通過學習新材料的有關知識，了解科技為人類帶來的便利，提高學生學

習科學的興趣。3、培養(yǎng)學生樂于參加調查、收集資料等社會實踐活動的品

質.在合作中培養(yǎng)協(xié)作精神。教學重點：對學生收集、整理信息的過程的指導

教學難點：對學生整理信息、加工信息的指導以及交流過程的指導教學方

式：教師指導下學生自主學習

課前準備：課前布置學生上網(wǎng)查詢有關資料

提出問題：提前兩周向學生提供如下的調查研究的問題，要求學生完成調

查報告.問題如下：

1.納米技術、2.記憶合金、

3.單晶硅、多晶硅（太陽能電池），太陽能電池；4.錢鐵硼材料；液晶材

料；5.防彈衣、貧鈾彈、不銹鋼；

6.高溫超導陶瓷、航天飛機、宇航服、合成材料、稀土材料；7.交通標志

和反光涂料、光導纖維、光纜；

以下此表格可作為參考，但又不拘一格，從以下幾個方面來了解新材料材

料的名稱起源性質特點屬性應用發(fā)展方向前景展望

分工合作：

由于內容太多，對所有的同學來說，不可能在有限的時間內把所有的以上

涉及的材料都查找清楚，為避免學生在自由組合過程中將一些比較內向的同學

遺漏，采取按教室里的座位分成6組可7組，由學生自己選出組長，每組認領

課題可以是上面的問題，也可以是與新材

料有關的其李課題。指導學生利用互聯(lián)網(wǎng)、圖書館、音像、報刊雜志等各

種渠道收集與研究問題有關的資料。選出全班總活動的主持人。

教學過程：

在課堂上每組派一名代表向同學匯報.可以借助幻燈片等軟件的方式匯

報，可以用實物演示，可以演講。每組成員匯報完畢，下面的同學可以提問、

質疑。

評價的標準：評價可有教師評價和學生評價兩種方式.可以設單項評獎，

也可綜合評獎或以學生選票的方式評出以下幾種獎項；例如：材料最詳實的，

講解最深入淺出的（能讓同學聽懂的），講解最清楚的“”

交流、學習

學生做主持，各組選派代表匯報本組的調查情況.最后教師對整個活動做

簡要概括。資料的內容見媒體素材.

為了更充分地調動全體學生的參與意識，特設置以下表格，使學生更好地

完成任務。表格如下：

獎項組最佳組織獎最佳風采獎最佳制作獎最佳

想象獎

最佳深入淺出獎最佳

內容豐富

獎

1234567參考資料太陽能的利用

人類生存和發(fā)展基本上依賴于太陽能，地球上除了核能以外，其他各種形

式的能源，包括化石燃料（煤、石油、天然氣等）能、生物質能（柴草、樹木

等）、風能、水力能、潮汐能和海洋能等都起源于太陽能。地球表面上每年所

接受的太陽輻射能，大約是目前人類全年所消耗能量的1一2萬倍。太陽能起

源于太陽內部物質在高溫、高壓狀態(tài)下的聚變反應。據(jù)推算，太陽這個巨型聚

變反應球還可能維持100億年以上。地球上常規(guī)能源的儲量被大量開發(fā)而迅速

減少，促使人們更加重視太陽能的利用。二十世紀五十年代中期，各國政府和

廣大科技工作者開始有計劃有組織進行太陽能利用的研究工作，目前，很多方

面已經(jīng)得到實際應用并且已經(jīng)形成產業(yè)，不僅且有巨大的社會效益，同時也具

有很大的經(jīng)濟效益。太陽能的優(yōu)越性還在于它不需要開采和運輸，干凈清潔，

不會造成污染。太陽能必將逐步取代常規(guī)能源，同核能一起成為未來人類社會

兩大主要能源。

我國的太陽能利用起步于二十世紀七十年代，主要是光熱、光電轉換方面

的利用。在光熱轉換方面，全國擁有太陽灶十幾萬臺，居世界第一位，轉換器

的性能和使用效果居發(fā)展中國家前列。熱水器超過了150萬平方米，被動式太

陽房已建成上千幢。在光電轉換方面，近年來主攻方向是研制各種太陽能電

池，通過自身開發(fā)和引進生產線，目前已開成（3。5~4。0）兆瓦的生產能

力，轉換效率達到10%。

納米塑料

所謂"納米塑料”是指無機填充物以納米尺寸分散在有機聚合物基體中形

成的有機/無機納米復合材料。在納米復合材料中，分散相的尺寸至少在一維

方向小于由于分散性的納米尺寸效應、大比表面積和強界面結合，納

100nmo

米復合材料具有一般工程塑料所不具備的優(yōu)異性能，因此是一種全新的高技術

新材料，具有廣闊的商業(yè)開發(fā)和應用前景。

經(jīng)濟實用的制備工藝

納米塑料中用作納米無機相材料的蒙脫土(MMT),是我國豐產的一類天然

粘土礦物，是一種層狀硅酸鹽。其結構片層是納米尺度的，包含有三個亞層，

在兩個硅氧四面體亞層中間夾含一個鋁氧八面體亞層。亞層之問通過共用氧原

子以共價鍵連接、結合極為牢固。整個結構片層約厚lnm,長寬約lOOnm,

由于鋁氧八面體亞層中的部分鋁原子被低價原子取代，片層帶有負電荷。過剩

的負電荷靠游離于層間的Na、Ca和Mg等陽離子平衡，因此容易與烷基季鍍

鹽或其它有機陽離子進行離子交換反應生成有機化蒙脫土，交換后的蒙稅土成

親油性，并且層間的距離增大。有機蒙脫土能進一步與單體或聚合物熔體反

應，在單體聚合或聚合物熔體混合的過程中剝離為納米尺度的結構片層，均勻

分散到聚合物基體中，從而形成納米塑料。這種插層復合技術是基于在傳統(tǒng)工

藝基礎上的技術革新，不需要新的高昂設備投資，工藝簡單，操作方便，環(huán)境

友好，特別適合于聚合物改性，容易實現(xiàn)工業(yè)化生產?？梢愿鶕?jù)要求提供多種

規(guī)格的納米土和設計、制造納米塑料生產線。

優(yōu)異的物理力學性能高強度和耐熱性

插層復合技術能夠實現(xiàn)有機物基體與天機物分散相在納米尺度上的復合，

所得的納米塑料能夠將無機物的剛性、尺寸穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性與聚合物的韌

性、可加工性及介電性完美地結合起來。納米塑料中含蒙脫土量較少，一般在

10wto%以下，通常僅3-5wto但其剛性、強度、耐熱性等性能與常規(guī)玻纖

或礦物填充增強復合材料(填充量3Owt%左右甚至更高)相當，因而納米塑料的

比重較低，比強度和比模量高而又不損失其抗沖擊強度。能夠有效地降低制品

重量，方便運輸。同時，由于納米粒子尺寸小于可見光波長，納米塑料具有高

的光澤和良好的透明度。

高阻隔及自熄滅性

納米技術在醫(yī)學上的應用隨著納米技術的發(fā)展，在醫(yī)學上該技術也開始嶄

露頭腳。研究人員發(fā)現(xiàn)，生物體內的RNA蛋白質復合體，其線度在15~20nm

之間，并且生物體內的多種病毒，也是納米粒子。10nm以下的粒子比血液中

的紅血球還要小，因而可以在血管中自由流動。如果將超微粒子注入到血液

中，輸送到人體的各個部位，作為監(jiān)測和診斷疾病的手段?？蒲腥藛T已經(jīng)成功

利用納米SiO2微粒進行了細胞分離，用金的納米粒子進行定位病變治療，以

減少副作用等。另外，利用納米顆粒作為載體的病毒誘導物已經(jīng)取得了突破性

進展，現(xiàn)在已用于臨床動物實驗，估計不久的將來即可服務于人類。

研究納米技術在生命醫(yī)學上的應用，可以在納米尺度上了解生物大分子的

精細結構及其與功能的關系，獲取生命信息?？茖W家們設想利用納米技術制造

出分子機器人，在血液中循環(huán)，對身體各部位進行檢測、診斷，并實施特殊治

療，疏通腦血管中的血栓，清除心臟動脈脂肪沉積物，甚至可以用其吞噬病

毒，殺死癌細胞。這樣，在不久的將來，被視為當今疑難病癥的愛滋病、高血

壓、癌癥等都將迎刃而解，從而將使醫(yī)學研究發(fā)生一次革命。

納米技術在陶瓷領域方面的應用

陶瓷材料作為材料的三大支柱之一，在日常生活及工業(yè)生產中起著舉足輕

重的作用。但是，由于傳統(tǒng)陶瓷材料質地較脆，韌性、強度較差，因而使其應

用受到了較大的限制。隨著納米技術的廣泛應用，納米陶瓷隨之產生，希望以

此來克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有像金屬一樣的柔韌性和可加工性。英國

材料學家Cahn指出納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰(zhàn)略途徑。

所謂納米陶瓷，是指顯微結構中的物相具有納米級尺度的陶瓷材料，也就

是說晶粒尺寸、晶界寬度、第二相分布、缺陷尺寸等都是在納米量級的水平

上。要制備納米陶瓷，這就需要解決：粉體尺寸形貌和粒徑分布的控制，團聚

體的控制和分散，塊體形態(tài)、缺陷、粗糙度以及成分的控制。

Gleiter指出，如果多晶陶瓷是由大小為幾個納米的晶粒組成，則能夠在低

溫下變?yōu)檠有缘?，能夠發(fā)生100%的范性