复习课中密度测量实验的设计与教学技巧
作者：何小花 资源来源：网络 点击数： 更新时间：2005-7-28
初中物理课教材中，密度测量占有比较重的份量，在教学大纲中，此内容往往定位在应用与综合应用上。在近年来的中考试题中，密度测量的设计题频频出现，因此，教师应该高度重视密度测量的设计教学。
但在初中物理复习课中密度的测量只局限于课本，只使用天平与量筒，学生思维就得不到发展。在复习课的教学中，可用浮力、压强等知识来探求密度的测量问题，这样可激发学生的求知欲和创新精神。如何进行密度测量的实验教学，我认为应把握如下原则。
a.先分后合、循序渐进。
“先分后合”的意思是：在进行密度测量设计与教学时，教师可将这类题细分为质量测量与体积测量。在学生熟悉质量与体积单项测量的各种工具，掌握质量与体积单项测量的各种方法后，再引导学生选择测量质量与体积的工具进行组合，寻找各种不同的测量密度的方案，这样才能收到事半功倍的功效。
b.认识工具、深挖功能。
直接测量质量与体积的工具分别是天平与量筒，但间接测量的工具还有许多，充分认识各种测量工具的测量功能是密度测量的教学难点与关键。各项各种工具具体测量功能如下：
①质量测量。
用天平：对于固体可直接测量质量m；对于液体(如水)，借助水杯，直接测量水杯及水的质量m1，与剩下的水及水杯的质量(倒水后)m2，算出水的质量m＝m1-m2。
用弹簧秤：直接测量物体的重量，或间接测量液体重量，由公式m＝G/g计算出物体质量。
用量筒：对于液体，可直接测量体积，然后计算出质量；对于固体，如木块，令木块漂浮在量筒的水中，由漂浮条件可推出，m木＝m水。
②体积测量。
用量筒：测液体体积，可直接测量V；测固体体积时，其中木块类，读出量筒中水的体积，将木块压没在量筒中的水中，重新读水位的刻度V2，则V＝V1-V2；金属类可用细线将金属浸没在量筒中的水中。
用天平：直接测量固体质量，间接测量液体质量m1-m2，由公式V＝m/ρ计算固体或液体体积。
用弹簧秤：对于密度已知的物体，直接测量物体重量，或间接测量液体的重量，计算其质量，由密度公式计算固体或液体体积；对于密度未知物体，直接测量物体在空中的重量G1，物体浸没在水中时弹簧秤示数G2，F＝G1-G2求出体积：V＝V排＝(G1-G2)/ρ水g。
用刻度尺：对于形状规则物体，可直接测出相关的边长，算出体积；对于可变形物体(如番薯类)，切成规则形状后，再测量其体积；对于均匀水柱，测量水柱高，由V＝Sh可求出其体积。
c.借助方程、巧求密度。
密度与液体压强、浮力紧密相连，因此，利用与压强或浮力有关的等式布列方程，也可以巧妙地求出物体密度。
例如，在U形管的左右两管中注入水与待测液体，利用U形管内液体静止时，测量出两管中的液柱的高度h1、h2液体静止时，两管液体产生的压强相等，由此列方程ρ1gh1＝ρ2gh2。
密度小于水的柱形固体，漂浮在水面时，利用刻度尺可以测量柱形物体的高度h1与浸入水中部分的深度h2。由物体漂浮条件可列出方程ρ水gsh2＝ρ物gsh1，从而求出物体密度。
d.重视细节、准确表达。
首先，实验步骤的安排要科学。如测量液体密度时，应该先测液体与杯的总质量，后将液体倒入量筒读出液体体积，再测剩余液体与杯的质量；测固体密度，先测固体质量，后测固体体积。教师要反复强调实验步骤安排有利于提高测量的准确程度。
其次，实验步骤的书面表达上要准确，学生在这一方面主要有如下几个问题：一是对各步骤中测量的直接与间接量往往混淆不清。步骤中首先要写出是直接测量的物理量，然后才写出间接计算的物理量；二是在实验步骤叙述上缺乏条理，学生通常不是条分缕析地叙述实验步骤，表现出思维与逻辑混乱；三是在推导密度的表达上出现错误，在密度的表达式的推导中，学生为了省事，常常将一些间接量直接带入公式进行运算，或莫明其妙地加入一些新的未知量；四是学生代数式的运算技能不强，从而导致最后的结果出现错误。
e.动手动脑，注重创新。
由于密度测量设计题五花八门，变化多端，学生对此有很大的畏难情绪，为了激发学生的学习兴趣，提高实验教学的效率，在物理教学中师生要遵守动手与动脑相结合的原则，具体可采取如下措施：
首先，教师要创造条件让学生多动手操作，将一些验证型实验改为设计型实验，将演示实验改为学生实验，增加学生动手的机会，开放实验室，组织有兴趣的学生开展实验。
教师还要给学生布置适当的密度设计的书面作业。通过一题多解、一题多变、一题多问等方式的解题训练，培养学生的发散思维与创新能力。如，运用提供的固定器材，设计多种测量密度的方案；或将实验器材作适当的替换，寻找不同的测量方案；将不同器材进行各种组合，设计不同的测量方案等等。
