教学创新点

1、把高于4℃和低于4℃水的分层现象用温度传感器实际测出来。

2、让学生实际的感受液体分层和鉴别。

3、把水的反常膨胀的现象用视频拍出来展示给学生 。

4、拍摄水煮鱼视频，水沸腾但鱼依然能游动，给学生以冲击，但又能用所学知识解释。

5、现场展示记忆金属，激发学生学习兴趣。

6、现场展示风的形成

设计思想

本节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是的能力。利用视频和探究实验来具体研究密度与温度的关系，利用情境问题来具体研究密度在物质鉴别中的应用；最后进一步讨论分析密度在材料科学和人类社会发展中的作用。

教学目标

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·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

重点：1.密度与温度的关系；
　　  2.密度与物质鉴别。

教学难点

难点：水的反常膨胀，4℃水的密度最大。

教学资源

PPT、摄像头、温度传感器、自制教具

教法设计

根据本节特点主要采取启发教学、小组讨论、观察实验等方法

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

【实验引入】

给学生展示“奇异瓶”，现在打开开关，是没有液体从管口流出的。接着把橙色的液体倒入瓶中，会从管口流出什么颜色的液体呢？（流出的是蓝色的液体）。接着再倒入红色的液体，又会流出什么颜色的液体呢？（流出的是橙色的液体）。为什么倒入液体的颜色和流出液体的颜色会不同呢？就让我们带着这个问题走进今天的学习。

【复习回顾】

首先回顾一下前面学习的内容，密度的公式是  等于什么呀？

这是课本上固体、液体和气体的密度表，观察发现每个表上都标有常温，常温，和0摄氏度。（手指着）这说明密度的大小与温度有关，那它们之间到底有什么样的关系呢？下面我们就来研究密度和温度的关系。

【新课教学】

1、密度与温度

转换法：

要研究密度和温度的关系，就得知道密度在如何变化，可是我们没有办法直接看出密度的改变。那怎么办呢？有什么办法可以间接观察密度的变化呢？大家讨论一下。

（从公式可以看出，质量一定时，密度改变，体积就会改变。）所以我们可以通过观察体积的变化来判断密度的变化。这里用到了一种重要的研究方法，那就是“转换法”。

（1）气体密度与温度的关系

演示实验：

这里有一个锥形瓶，管口插有一根玻璃管，玻璃管上系有一个气球，注意观察，当改变锥形瓶中的空气的温度时，气球在如何变化。

现在把锥形瓶放入热水中，气球在怎么变呀？这说明瓶中空气的体积在怎么变？

接着再把锥形瓶放入冷水中，再观察，气球又在怎么变呀？这说明瓶中空气的体积在怎么变化？

那同学们，你能进一步的分析瓶中空气密度在如何变化吗？

大量的实验表明，不只空气，其他的气体也有热胀冷缩的现象，温度升高，体积变大，密度变小。

演示实验：

这是一个塑料箱，箱子的左右两边以及顶部各开了一个孔，我把箱子放在托盘上，托盘中装有水，装水的目的是为了阻止空气从箱子底部进入，现在我点燃箱内的灯，并堵住左右两边的小孔，注意观察，现在火焰是竖直向上的，接着我放开同学们左侧的小孔。

提问：火焰往你们的哪边偏了？

提问：火焰为什么会往右偏？

通过刚才的学习，我们已经知道气体的密度受温度的影响，那么固体的密度是否也受温度的影响呢？

（2）固体密度与温度的关系

演示实验：

固体的密度与温度有什么关系呢？下面我们就来研究。

这里有一个加热后的铜球，注意观察，它能通过金属环吗？

接着把铜球放入冰水中降温，再观察，铜球能通过金属环吗？

下面同学们讨论一下，温度改变时，铜球的体积和密度在如何变化？

抽学生回答：一定质量的铜球，温度降低，体积变小，密度变大。一定质量的铜球，温度升高，体积变大，密度变小。

大量的实验表明，不只铜，很多的固体也有热胀冷缩的现象。温度升高，密度变小。

通过刚才的学习，我们已经知道了，固体和气体的密度与温度的关系。下面我们就来研究液体密度与温度的关系。

（3）液体密度与温度的关系

前面我们学习了温度计，比如酒精温度计，当温度升高时，液柱会怎么变化？

温度降低时，液柱会怎么变化？

那请同学们进一步分析一下，当温度改变时，液泡里的酒精体积和密度在如何变化？（一定质量的酒精，温度升高，酒精的体积变大，密度就变小。一定质量的酒精，温度降低，酒精的体积变小，密度就变大。）

大量的实验表明，不只是酒精，很多的液体也有热胀冷缩的的现象，温度升高，体积变大，密度变小。（板书：温度升高，密度变小）

通过刚才的学习我们发现一般情况下，固体、液体和气体，都有热胀冷缩的现象。

同学们通过今天的学习，你觉得物体热胀冷缩的根本原因是什么？

（4）水的反常膨胀

那是不是所有物体都有热胀冷缩冷缩的现象呢？下面我们来看一段视频。

从视频中可以看出，随着温度的降低，液柱在如何变化的？先下降后上升，说明瓶里水的体积在怎么变化？

那么密度在怎么变呀？

科学家利用精密的仪器，测量出了常压下水在不同温度时的密度。发现水在4摄氏度的时候密度是最大的。

请问同学们，当温度低于4摄氏度时，温度升高，水的密度在如何变化呀？

①高于4℃时水的分层现象：

当温度高于4摄氏度时，温度升高，水的密度又在如何变化呢？

下面请同学们思考一个问题，这里有盆水，现在把冰块轻放在水面上，一会儿后，你觉得是上层的水温度高还是下层的水温度高？

实验演示：

到底是不是这样，我们来测一测，今天使用的测量工具是温度传感器，他的感温部位是在最前端，比如现在我用手触摸中间，读数没有改变，但是触摸前端马上就改变了。为了便于同学们观察，我在传感器上做了两个标记，下面开始实验。

此处水的温度大约是多少？（  ）记录下来，现在传感器往下移，此处的水温大约是多少？（ ）。也记录下来。为什么温度较高的水分布在上层呢？我们来分析一下

分析原因：

观察刚才数据，上层的水温约为（ ）。下层水温约为（ ）。根据刚才的学习知道水温高于4摄氏度时，温度升高，密度变小，所以（ ）的水密度是更大还是更小？

密度更小的水应该分布在上层还是下层？所以我们看到温度高水的在上层。

下面再来看一个实验，这里有一盆冰水，也来测量不同深度处的水温。此处的水温大约是多少？（ ）请记录下来，现在传感器往传感器下移，此处的水温大约是多少？（  ）也记录下来，为什么这次温度高的水分布在下层呢？同学们讨论一下（去黑板上写数据，关闭传感器）

②低于4℃时水的分层现象：

实验演示：操作并问学生温度是多少。

指导学生学生讨论：

低于4摄氏度时，水的温度升高，密度在变大。那（）水密度是更大还是更小？

密度更大的水应该分布在上层还是下层？所以乙中温度较高的水分布在下层。

其实刚才的实验，就解释了为什么鱼儿可以在厚厚的冰层下存活。因为水温低于4摄氏度时，温度高的水分布在下层，所以如果湖底部就可能分布着4摄氏度的水，鱼儿就不会被冻坏。

2、密度与物质鉴别

通过刚才的学习我们发现密度的知识与我们的生活息息相关。比如给大家展示的奇异瓶就用到了密度的知识，现在就来揭开它神秘的面纱，里面有三层液体，我事先在瓶子里加了蓝色液体1，又先后加入了液体2和3，哪一层处于管口处，就可以倒出相应颜色的液体。请同学们思考：这3种液体能够分层，是因为它们的什么不同？

那请问1.2.3中谁的密度最大？

其实生活中，鸡尾酒的调制就用到了这一原理，在酒杯中先后加入不同密度的酒，就可以调制出颜色分层的鸡尾酒了。

（1）利用液体分层鉴别液体种类

通过刚才的学习知道不同密度的液体添加在一起，可能出现分象，所以就可以利用这一原理来进行物质鉴别，比如这里有甲、乙、丙三种液体、一个量筒以及一张密度表。这三种液体中有一瓶是浓糖水，有一瓶是水，还有一瓶是植物油，，请同学们思考:该如何利用密度的知识来鉴别它们？可以小组讨论一下。

在同学们开始实验前我要提醒几点。第一，倾倒时，一定要倾斜量筒，沿着量筒壁缓慢倒入液体，不要竖直倒入；第二，倒出液体后，把瓶盖重新拧紧，放回原位；第三，倒完液体后，把量筒静置在桌面上观察现象。最后给同学们一点建议，为了便于观察，尽量把瓶子里的液体倒完。下面同学们可以开始实验，并把鉴定结果记录在学案上。

下面我找一组的同学来说说你们的鉴定结果和理由是什么。

下面请同学们把刚才的液体倒入废液回收瓶中，（演示）并整理好器材。

（2）利用密度测量鉴别物质种类

刚才是利用液体分层进行鉴别，其实还可以利用密度测量进行鉴别。比如就给你一瓶液体，然后提供天平和量筒，再给一张密度表，你怎么判断这瓶液体可能是什么？同学们可以小组讨论一下。

先测出瓶子和液体的总质量，然后把液体倒入量筒中测出液体的体积，最后再测量瓶子和剩余液体的质量。两次读数之差就是液体的质量。

比如现在测出液体质量是4.5，体积是5，请同学们在学案上计算一下它的密度，并判断甲可能是什么？

测量出来密度是0.9，那么甲就可能是什么？

那如果我再给同学们一杯液体，测量出它的密度是0.8，那你觉得这种液体可能是什么？也就是说我们没有办法单从密度判断出液体的种类，那怎么办呢？我们可以通过气味来判断，酒精和煤油的气味是有所不同的。所以为了准确的鉴别物质的种类，往往要同时使用多种方法。

（3）利用密度测量鉴别物体是否为实心

利用密度除了能够初步鉴别物质的种类，还可以鉴别物体是实心还是空心。比如这里有一个纯银饰品甲，我们测得它的质量为80g，体积为10cm3，请同学们判断甲是实心还是空心？可以小组讨论一下。

（4）密度与材料选择

在工业生产中，我们也常利用密度的知识来进行材料选择。下面请同学们判断一下，这些物体中，哪些应该选择高密度材料，哪些应该选择低密度材料，你选择的理由是什么？可以讨论一下。

（5）新材料介绍

随着科技的发展，科学家也研发了很多的新材料，比如气凝胶，它时目前世界上密度最小的固体，可以把一块气凝胶放在花蕊上，气凝胶除了密度小，还有耐高温，隔热等性能。所以气凝胶也经常应用在航天方面。

再比如形状记忆合金，我这里就有一块，它的特点是，能一直记住现在的形状，比如我现在改变它的形状，接着放入热水中，它又变回原来的样子了，形状记忆合金在医疗方面有很多的应用。

【练习】

1、食堂为了确保健康，坚持把餐具进行高温蒸煮消毒。在餐具放进冷水直至加热到水沸腾的过程中，关于餐具的下列相关物理量肯定没有变化的是（    ）

 A．温度      B．体积      C．质量     D．密度

2、北方的冬天，水管常常被冻裂，其主要原因是（   ）
A．水管里的水结成冰后，密度变大

B．水管里的水结成冰后，质量变大
C．水管里的水结成冰后，体积变大
D．水管本身耐寒冷程度不够而破裂

3、遭遇火灾时，受困人员应采取弯腰甚至匍匐的姿势撤离火场，这样能够有效避免吸入有害气体，因为与房间内其他空气相比较，含有毒有害物质的气体（    ）

A.温度较低，密度较大，而大量聚集在房间的下方

B.温度较高，密度较小，而大量聚集在房间的下方

C.温度较低，密度较大，而大量聚集在房间的上方

D.温度较高，密度较小，而大量聚集在房间的上方

【总结】

【作业】

最后给大家留一道作业，请同学们观看一段视频。课后同学们思考一下为什么沸水下的鱼可以存活。

同学讨论

生：变大

生：变小

生：一定质量的空气，体积变大，空气密度变小；一定质量的空气，体积变小，空气密度变大。

生：右边偏。

学生讨论

生：塑料箱内的热空气会上升，但是当我放开左边的小孔，塑料箱外的冷空气就会从小孔进来补充，所以看到火焰就会往右偏。

生：不能通过的

生：能通过

学生讨论

学生回答

生：上升

生：下降

学生讨论

生：是物体的密度改变了，所以体积才改变了

学生观看

生：先变小，后变大。

生：先变大，后变小

生：变大

生：变小

学生记录数据

生：更小

生：上层

学生记录数据

学生讨论

生：更大

生：下层

生：密度

生：密度

学生讨论：把这3种液体分别添加到量筒中，分布在最上层的就是植物油，分布在最下层的是浓糖水。

学生实验

生：甲是植物油，乙是水，丙是浓糖水。

学生讨论：测量出它的密度，然后对照密度表

学生计算

生：植物油

生：酒精或煤油

学生讨论并计算。

学生讨论并回答：

学生练习并回答

调动学生的学习积极性。

回顾知识并自然引入。

渗透研究方法

通过实验和学生讨论探究出密度与温度的关系

通过实验让学生看到水的分层。

揭秘引入实验，激发学生兴趣

通过密度的三种应用，让学生感受密度的知识很有用。

新材料介绍，联系实际生活

探究精神的培养

板书设计

密度与社会生活

一、密度和温度             

气体：温度升高，密度变大

固体：一般情况下，温度升高，密度变大

液体：一般情况下，温度升高，密度变大

特例：水（4ºC时密度最大）

二、密度与物质鉴别