长度与密度丈量实验
一、实验简介 长度是最根本的物理量。在种种百般的长度丈量仪器中，它们的外观虽然差别，但其标度多数是以一定的长度来分别的，对许多物理量的丈量都可以归为对长度的丈量，因此，长度的丈量是实验丈量的底子。在进行长度的丈量中，我们不但要求能够正确使用丈量仪器，还要能够凭据对长度丈量的差别精度要求，公道选择仪器，以及凭据丈量东西和丈量条件采取适当的丈量手段。
密度是表征物体特征的重要物理量，因而密度的丈量对物体性质的研究起着重要的作用。对付规矩的物体，用物理天平测出其质量，用丈量长度的要领测出其体积，即可丈量出物质的密度。
二、实验原理 1.游标卡尺结构及读数原理 游标卡尺主要由两部分组成，如(图 1)所示：在一毫米为单位的主尺上附加一个能够滑动的有刻度的小尺（副尺），叫游标，利用它可以把主尺估读的那位数值较为准确地读出来。
游标卡尺在结构上的主要特点是：游标上 N 个分度格的总长度与主尺上（N-1）个分度格的长度相同，若主尺上最小分度为 a，游标上最小分度值为 b，则有 Nb =（N-1)a(1)那么主尺与游标上每个分格的差值（游标的精度值或游标的最小分度值）是：
固体密度的测量
（一）——实验专题课型
淮安市第六中学 黄海
【教学目标】
一、知识与技能
1、掌握密度公式，并能进行简单的计算；
2、会用天平、量筒等常规方法测量物质密度；
3、会运用学过的浮力、阿基米德原理、浮沉条件等知识，测量物质的密度。
二、过程与方法
1、根据密度的公式，明确要想测出物质密度，需从质量和体积入手思考设计实验；
2、明确测量密度的常规方法——排液法；
3、围绕“排液法”的器材选择和实验思路，逐步换设情境，提出问题，让学生对产生的新问题展开讨论并提出解决方案。
三、情感、态度与价值观
通过揭示学生思维中的矛盾来创设问题情境，以探究性的专题逐步创设成阶梯型的问题情境，激活学生的发散性思维、引发创造性思维，以产生积极的作用。
【教学重、难点】
一、重点：
1、知道测量密度的常规方法——排液法
2、掌握密度的公式，并能结合阿基米德原理、浮沉条件等物理知识推导出密度的表达式。
二、难点：
1、对于密度测量中的一些非常规方法的理解以及方法过程的先后。【课时安排】
1课时
【教与学的互动设计】
（一）创设情境 导入新课 回顾一下：
1、密度的公式：m
V2、常规的器材——天平用于测量质量、量筒用于测量体积
3、方法——排液法
具体方法：浸没时
V物＝ V排液＝ V2－V1
变化一下：没有量筒，对于规则物体的体积——刻度尺
强调：排液法的适用性更加广泛
（二）合作交流 解读探究
提高一下：针对排液法的应用，提出两个可能遇到的问题：
1、如果被测固体密度比液体的密度小，此时的 V物≠V排液，怎么办？
方法：悬沉法
针压法
2、如果被测固体易于液体反应或易溶于液体，怎么办？
方法：排面（细沙）法
方法与排液法相似
（学生讨论、提出解决方案、再进行作业纸上对应题目的解答。）
引伸一下：
一、思考如果没有天平，怎么办？
——提出弹簧测力计的使用。
1、常规的使用方法
2、如果提供测力计、细线、烧杯和水，可以测小石块的密度吗？
利用物体在液体中所受浮力的现象，提出另一方法的思考——阿基米德原理
（学生讨论、提出解决方案、再进行作业纸上对应题目的解答；并且为下一问题的提出埋下伏笔。）
二、思考没有天平又没有测力计的情况，只有量筒和水，又怎么办？
（启发学生运用物体在液体中的浮沉条件——漂浮和下沉，学生清楚方法后，进一步提出要求写 出密度的表达式）
方法：1.将水倒入量杯中，读出此时水的体积V
12.将橡皮泥捏成船状，放到水上，读出此时总体积V2
3.将橡皮泥捏成球状，放入水中，读出此时总体积V3
V1VV2 3
漂浮时，G ＝ F浮 沉底时，V物＝ V3-V1 表达式： ρ=m / V物
=G/（V3-V1）g
=F浮/（V3-V1）g
=ρ水g(V2-V1)/（V3-V1）g
=ρ水(V2-V1)/（V3-V1）
思考一下：
一、思考如果物体是悬浮在液体中的话，我们可以怎样测物体密度？密度计
二、并且介绍这种方法在实际生活中的应用。
(启发学生，运用了漂浮和下沉的原理之后，对于悬浮原理的思考及灵活应用。)
（三）总结反思 拓展升华 课后讨论：
1、如何用刻度尺、烧杯和水，测质量分布均匀的正方体蜡块的密度？
2、如何用细铁丝、烧杯和水，测质量分布均匀的形状不规则蜡块的密度？
（进一步改变条件，创设情境，让学生在课后更加深入思考。启发学生，其实测密度的方法根据器材选择的不同还有很多种，有兴趣的话可以去查找一些关于这方面的资料。培养他们良好的科学探究的思维和勇于钻研的精神。）
附上：课堂同步学案
固体密度的测量
（一） 以下实验请至少设计两种方法
实验一：请你自选器材设计实验，测量质量分布均匀的正方体蜡块的密度。
实验二：请你自选器材设计实验，测量生石灰块的密度。
实验三：请利用弹簧测力计、细线、量筒、水，测量小石块的密度。
实验四：请只利用量筒和水，测量橡皮泥的密度。
实验五：实验室备有毫米刻度尺、天平、弹簧测力计、量筒、小刀、玻璃杯、足够的水、细线、盐、密度计等，请你从中选用适当器材，设计测量山芋密度（山芋的密度一般比水大）的实验方法。（尽可能多想几种方法）
固体密度测量实验
【教学目标】
一、知识与技能
1、掌握密度公式，并能进行简单的计算；
2、会用天平、量筒等常规方法测量物质密度；
3、会运用学过的浮力、阿基米德原理、浮沉条件等知识，测量物质的密度。
二、过程与方法
1、根据密度的公式，明确要想测出物质密度，需从质量和体积入手思考设计实验；
2、明确测量密度的常规方法——排液法；
3、围绕“排液法”的器材选择和实验思路，逐步换设情境，提出问题，让学生对产生的新问题展开讨论并提出解决方案。
三、情感、态度与价值观
通过揭示学生思维中的矛盾来创设问题情境，以探究性的专题逐步创设成阶梯型的问题情境，激活学生的发散性思维、引发创造性思维，以产生积极的作用。
【教学重、难点】
一、重点：
1、知道测量密度的常规方法——排液法
2、掌握密度的公式，并能结合阿基米德原理、浮沉条件等物理知识推导出密度的表达式。
二、难点：
1、对于密度测量中的一些非常规方法的理解以及方法过程的先后。【课时安排】
1课时
【教与学的互动设计】
（一）创设情境 导入新课 回顾一下：
1、密度的公式：m
V2、常规的器材——天平用于测量质量、量筒用于测量体积
3、方法——排液法
具体方法：浸没时
V物＝ V排液＝ V2－V1
变化一下：没有量筒，对于规则物体的体积——刻度尺
强调：排液法的适用性更加广泛
（二）合作交流 解读探究
提高一下：针对排液法的应用，提出两个可能遇到的问题：
1、如果被测固体密度比液体的密度小，此时的 V物≠V排液，怎么办？
方法：悬沉法
针压法
2、如果被测固体易于液体反应或易溶于液体，怎么办？
方法：排面（细沙）法
方法与排液法相似
（学生讨论、提出解决方案、再进行作业纸上对应题目的解答。）
引伸一下：
一、思考如果没有天平，怎么办？
——提出弹簧测力计的使用。
1、常规的使用方法
2、如果提供测力计、细线、烧杯和水，可以测小石块的密度吗？
利用物体在液体中所受浮力的现象，提出另一方法的思考——阿基米德原理
（学生讨论、提出解决方案、再进行作业纸上对应题目的解答；并且为下一问题的提出埋下伏笔。）
二、思考没有天平又没有测力计的情况，只有量筒和水，又怎么办？
（启发学生运用物体在液体中的浮沉条件——漂浮和下沉，学生清楚方法后，进一步提出要求写 出密度的表达式）
方法： 1.将水倒入量杯中，读出此时水的体积V
12.将橡皮泥捏成船状，放到水上，读出此时总体积V2
3.将橡皮泥捏成球状，放入水中，读出此时总体积V3
V1V2 V3
漂浮时，G ＝ F浮 沉底时，V物＝ V3-V1 表达式： ρ=m / V物
=G/（V3-V1）g
=F浮/（V3-V1）g
=ρ水g(V2-V1)/（V3-V1）g
=ρ水(V2-V1)/（V3-V1）
思考一下：
一、思考如果物体是悬浮在液体中的话，我们可以怎样测物体密度？密度计
二、并且介绍这种方法在实际生活中的应用。
(启发学生，运用了漂浮和下沉的原理之后，对于悬浮原理的思考及灵活应用。)
（三）总结反思 拓展升华 课后讨论：
1、如何用刻度尺、烧杯和水，测质量分布均匀的正方体蜡块的密度？
2、如何用细铁丝、烧杯和水，测质量分布均匀的形状不规则蜡块的密度？
（进一步改变条件，创设情境，让学生在课后更加深入思考。启发学生，其实测密度的方法根据器材选择的不同还有很多种，有兴趣的话可以去查找一些关于这方面的资料。培养他们良好的科学探究的思维和勇于钻研的精神。）
附上：课堂同步学案
长度单位的自述
一天，长度单位的弟兄们到一起开会，主持会议的是“公里”老大哥，它首先发了言：“我们长度等单位是个国际大家庭，今天来参加会的是我们大家庭中的少数派，人们对我们非常生疏，因此，我们先作一下自我介绍．”
首先从会场中央站起来一个说道：“我叫‘引’，是中国籍的单位长度，中国古代《汉书：律历志上》有我的名字，所以我的年龄很大啦！是中国籍古时十丈为一引，今为‘市引’的简称，1公里（千米）＝30（市）引．”说完就坐下了．
接着从会议室一个角落站起一个“单位”大声喊道：“我叫‘码’，是英籍长度单位．英语‘yard’的译名，1码＝3英尺，1英里＝1760码．与公制及市制的关系是：1码＝0.9144米＝2．743市尺．”
“码”发言完后，就一个接一个的说开了．“我叫‘节’，我是无国籍‘人士’，也可以说，每一国都是我的国籍，因为我是国际通用的航海速度单位，也可用于度量水流速度和水中兵器（如鱼雷）的速度．我是离不开长度的，海里是我的爸爸，小时是我的妈妈．1节＝1海里／小时，例如，某船相对于静止水面的速度为15海里／小时，那么它的航速就是15节”.“我叫‘链’，生长在海上，是海上计量短距离的一种专用单位，我是一海里的十分之一．”
“我的名字大约谁也没听说过吧！我叫‘浔’；海洋测量中计量水深的专用单位，也可以说是无国籍人士，1浔＝1／100链＝1／1000海里＝1.852米．”
“我叫‘町’，是日本籍，也是一种长度单位，是国际长度等单位大家庭中的一员，只是我的面孔怪僻．所以大家见的不多（町＝1／36日里，1公里＝9．167町＝0．2546日里）．”
大家发言完后，“公里”说：“很好！我们初次见面，大家认识了一下，我们快回各自的岗位吧！继续发挥我们各自的伟大作用．”
大学物理开放实验——心得体会
最后一个开放实验,这个实验的结束也就标志着大学物理实验就要画上一个圆满的句号了，回顾这几周的学习，感觉十分的充实，通过亲自动手，使我进一步了解了物理实验的基本过程和基本方法，为我今后的学习和工作奠定了良好的实验基础。
这次做的是长度密度的测量实验,这应该是目前的所有实验中最简单的一个了吧.通过这次试验，更加熟练掌握有效数字的基本概念及其读取和运算.掌握游标的结构原理和正确使用游标类量具.学会不确定度的评定及实验数据的基本处理方法
除次之外，大学物理实验使我们认识到了一整套科学缜密的实验方法，对于我开发我们的智力，培养我们分析解决实际问题的能力，有着十分重要的意义，对于我们科学的逻辑思维的形成有着积极的现实意义。
感谢大学物理实验，让我收获了许多。谢谢老师。
