师:同学们,大家好。我们今天学习八年级人教版物理上册第六章密度与温度。请准备好学习用品,开始今天的学习。在学习新内容之前,先回顾上两节课所学知识。我们在第一节学习了物体所含物质的多少叫质量,质量是物体本身的一种属性,只和物体所含物质的多少有关。当物体位置、形状、物态改变时,其质量不变。我们还学习了密度的计算公式:密度等于质量除以体积,根据物体的质量和体积可以算出密度,另外还学习了它的两个变形公式。
夏天来了,小明把一瓶装满水的玻璃瓶放进冰箱冷冻室,过了一晚,水变成冰,瓶子裂开了。请同学们思考一下,瓶子为什么裂开呢?
生:因为水变成冰,体积变大了,把瓶子撑破了。
师:体积变大了,它的密度如何变化?依据是什么?
生:我查密度表知道水变成冰,密度变小。
师:这位同学是从查密度表知道的,还有别的想法吗?
生:因为水变成冰,物态虽然变化了,但上节课老师说过,物体的质量不随它的形状、物态和位置而改变,所以质量不变。根据公式,密度等于质量除以体积,体积变大,所以密度变小了。
师:这位同学回答得很清楚。那请同学们再思考一下,水变成冰后,密度变小可能跟什么因素有关?依据是什么?
生:可能跟温度有关,因为水放进冰箱后,水的温度降低。
师:这位同学猜想可能跟温度有关。那么,是否可以根据以上现象判断物体温度降低,密度就会变小呢?下面请同学们翻开课本,阅读课本114页到115页的小资料。大家发现了吗?小资料给出的一些固体、液体、气体的密度都是有条件的。比如固体液体的密度保持不变是要在常温常压下,气体的密度保持不变是要在0摄氏度和标准大气压下。如果气压和温度变化了,物体的密度是否也会发生变化呢?下面我们就来进行探究。首先探究气体密度与温度的关系。实验一,在大气压保持不变的情况下,将套有橡皮膜的锥形瓶放入冷水中,请同学们观察实验现象,能否根据实验现象判断瓶内气体的密度变化情况。这是一个套有橡皮膜的锥形瓶,请同学们观察橡皮膜的形状。现在老师把这个锥形瓶放入装有冷水的烧杯中,请同学们再观察橡皮膜的形状是否发生变化。
生:橡皮膜凹陷下去,密度应该是变大的。
师:为什么呢?
生:根据公式,ρ = m÷V。在冰水中橡皮膜凹陷了,说明瓶内气体体积变小了。瓶子是密封的,瓶内气体质量不变,所以气体密度变大。
师:这位同学回答得非常清楚。那我若将瓶子放入热水中会有什么现象呢?请同学们猜想一下。
生:橡皮膜应该会凸出来。
师:这位同学猜想象皮膜应该会凸出来。下面我们通过实验验证这位同学的猜想是否正确。现在老师把这个锥形瓶放入装有热水的烧杯中,请同学们观察橡皮膜的形状是否发生变化。
实验表明,套有橡皮膜的锥形瓶放入热水中,橡皮膜会凸出来,说明刚刚这位同学猜想正确。那瓶内的气体又如何变化?依据是什么?
生:根据公式,ρ = m÷V,橡皮膜凸出来,说明瓶内气体体积变大,气体质量不变,所以气体密度变小。
师:这位同学回答得也非常不错。下面我们总结一下,当气体质量不变时,温度变化,通过实验现象判断气体体积的变化,再根据公式“密度等于质量除以体积”即可判断瓶内气体密度的变化情况。下面我们来看一道题目,请同学们观看视频回答问题。
(播放视频)
师:你们知道发生火灾的时候都要注意什么吗?
生:当心别被火烧着,还有不能坐电梯。
师:嗯,你们说的都对,但是都漏掉了很重要的一点,火灾中的烟雾也是非常危险的。造成人在火灾中死亡的主要原因就是吸入大量的毒烟。为了防止吸入烟雾,逃生的时候一定要用湿毛巾、手帕捂好口鼻。烟雾比空气轻,会向上漂浮,所以越接近地面的地方就会留下越多的空气。火灾逃生的时候,大家要趴在地上,用胳膊肘贴着地面爬行,才能躲开烟雾呼吸到空气。贴着墙壁走就能把握方向,而且墙壁和地面夹角处残留的空气比较多,能避免窒息,下楼梯时也要贴地面爬行,为了避开烟雾。
(看完视频)
师:在遭遇火灾时,含有毒有害物质的气体与房间内其他空气相比,温度是较高的,气体体积膨胀。根据公式,密度等于质量除以体积,那么它的密度是较小的,从而大量聚集在房间的上方。不知道同学们答对了没有。我们刚刚探究了气体密度与温度的关系,接下来再探究液体密度与温度的关系,比如探究煤油的密度与温度的关系。老师这里有一支煤油温度计,请同学们想想如何完成探究实验。