【公開課】跨學科實踐：制作微型密度計++課件物理人教版八年級下冊

第十章

浮力第4節(jié)

跨學科實踐：制作微型密度計3.通過跨學科融合，激發(fā)對科學探索的興趣，體驗知識的綜合運用和培養(yǎng)創(chuàng)新思維和環(huán)保意識1.知道漂浮條件在密度計制作中的應(yīng)用2.通過制作微型密度計培養(yǎng)設(shè)計方案、具體動手操作及發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力學習目標課堂導入密度計及測量液體的密度視頻新知探究

消毒酒精的密度約為0.87×103kg/m3。用密度計測量酒精的密度，是一種初步判斷其是否合格的簡單方法。不過常用的密度計體積較大，很難放入小瓶酒精中進行測量。

如果能設(shè)計和制作一個微型密度計，測量時只要把微型密度計放入小瓶中，就能方便、快速地判斷其是否合格。項目提出

制作微型密度計項目分析要制作一個微型密度計，需要完成以下任務(wù)。1.設(shè)計一個能放入小瓶中，并判斷酒精是否合格的微型密度計。2.按照設(shè)計要求，完成微型密度計的制作。新知探究

制作微型密度計項目分析新知探究

制作微型密度計測量原理物體的漂浮條件：F浮=G物分析：

密度計在三種液體中都漂浮，所以，F(xiàn)浮1=G密度計，F(xiàn)浮2=G密度計，F(xiàn)浮3=G密度計

甲

乙

丙

可以得到：F浮1=F浮2=F浮3

即：ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3

由圖知V排1＞V排2＞V排3，故

ρ1＜ρ2＜ρ3同一支密度計新知探究

制作微型密度計正確判斷

該項目中我們只需檢查酒精的密度是否在一個合理的范圍內(nèi)，所以只需在密度計的標度桿上標出一個范圍，測量酒精的液面是否在這個范圍之內(nèi)，就可以判定該酒精是否合格。ρ1＜

ρ2＜

ρ3ρ3=0.88×103kg/m3ρ1=0.86×103kg/m3

ρ2=0.87×103kg/m3

新知探究

制作微型密度計1.設(shè)計（1）基本思路

如圖所示，把塑料吸管的下端用蠟封口并纏上銅絲，設(shè)法讓它能豎直漂浮在水面上。這就是一個最簡單的密度計。項目實施新知探究

制作微型密度計（2）估算密度計的質(zhì)量

對于100mL的小瓶酒精來說，若微型密度計測量時排開1~2mL的酒精，一般不會導致酒精的溢出。1~2mL酒精的質(zhì)量為1g左右，因此我們設(shè)計的微型密度計的質(zhì)量也應(yīng)為1g左右。新知探究

制作微型密度計（3）估算標度桿的直徑

ρ1=0.86g/cm3ρ3=0.88g/cm3ρ2=0.87g/cm3分析：由阿基米德原理知：F浮=G排=ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3

又因為密度計漂?。篎浮=G密度計=m密度計g

所以有：m密度計=ρ1V排1=ρ3V排3ΔV排=V排1－V排3=－m密度計ρ1m密度計ρ3

將密度計的質(zhì)量m密度計=1g，ρ1和ρ3帶

入上式，可解得ΔV排=0.0264cm3新知探究

制作微型密度計（3）估算標度桿的直徑

為了便于觀察者分辨，可設(shè)定A、B

間的長度：h=4mm=0.4cmρ1=0.86g/cm3ρ3=0.88g/cm3ρ2=0.87g/cm3

所以，標度桿的橫截面積S===VhΔV排h0.0264cm30.4cm=0.066cm2

最后由S=πr2算出標度桿的直徑

新知探究

制作微型密度計（4）設(shè)計微型密度計的結(jié)構(gòu)

為了使微型密度計能在酒精中豎直漂浮，需要在標度桿下部增加配重（如繞一些銅絲），但繞銅絲后的標度桿放在酒精中會下沉，因此還要在標度桿上固定一個浮子來增大浮力。標度桿浮子配重

這樣，微型密度計由標度桿、浮子和配重三部分組成（如圖）。新知探究

制作微型密度計2.制作（1）選擇材料

浮子——可以用小泡沫塑料球作為浮子，也可以截一段稍粗點的塑料管，將其兩頭封口作為浮子。

標度桿——直徑約為3mm的細塑料管、做棉簽的實心塑料桿以及細的圓珠筆芯等，都可以用來做標度桿。

配重——可以在實心塑料桿下端纏上若干圈銅絲，或者在空心的細塑料管下端插入一段粗鐵絲作為配重。改變銅絲或鐵絲的長度就可以調(diào)節(jié)配重。新知探究

制作微型密度計2.制作（2）制成作品

大家可以團隊協(xié)作，發(fā)揮各自的聰明才智，選擇合適的標度桿、浮子和配重，完成微型密度計的制作。標度桿浮子配重新知探究

制作微型密度計⒈用制作棉簽的實心塑料桿（直徑約為3mm）作為標度桿，塑料桿中部套一個直徑約1.2cm的泡沫塑料球作為浮子，下端繞有銅絲作為配重，初步做成一個密度計（如圖）。實心塑料桿塑料球銅絲下面的制作方案供同學們參考。

⒉把這個密度計漂浮在水中調(diào)節(jié)配重。改變銅絲的長度，使密度計在水中漂浮時浮子浸沒在水中，水面上方露出一截塑料桿。新知探究

制作微型密度計⒊把調(diào)好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中。待微型密度計靜止時，依據(jù)液面的位置在標度桿上做一個記號。⒋最后，用4mm寬的彩色膠布中心對著記號貼在塑料桿上，微型密度計就做好了（如圖）。制作的密度計放入酒精中不能豎直時，可按如下方法調(diào)整：①調(diào)整底部金屬絲，使其盡可能分布均勻，盡可能靠近下端；②減少吸管露出水面部分的長度，降低吸管的重心，也有利于其保持豎直；③在浮子的一側(cè)粘上一個配重。新知探究展示交流將吸管穿過塑料小球并固定小球。用打火機加熱塑料吸管的底端，捏合封閉底端并纏繞金屬絲。調(diào)整纏繞的金屬絲的長度，使密度計浸入標準酒精中的深度合適，并能豎立。

制作微型密度計新知探究展示交流1.老師準備了若干瓶密度不同的酒精，請用自制的微型密度計測量這些酒精，判斷哪瓶酒精的密度符合消毒酒精的要求，哪瓶密度偏大，哪瓶密度偏小。你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論相同嗎?消毒酒精編號123實際密度（g/cm3）測量的結(jié)果（符合/偏大/偏?。?.830.870.90

制作微型密度計新知探究2.如果你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論不同，請分析產(chǎn)生誤差的原因。3.如果你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論相同，說說你的體會。密度計的上下限標記和塑料桿的直徑有關(guān)，當測量該數(shù)據(jù)不準確時，會造成標記的錯誤，如果測量的直徑偏大，則算出來的刻度范圍偏小；反之則偏大。

制作微型密度計例、小明制作了一個簡易密度計,取一根粗細均勻的飲料吸管,在其下端塞入適量金屬絲并用石蠟封口（如圖所示）。他將密度計放入水中，豎立靜止后，在密度計上與水面相平處標上1.0g/cm3；將密度計分別放入密度為ρA、ρB的兩種液體中，豎立靜止后，在密度計與液面相平處標上A、B。下列說法中正確的是（

）A.ρA＞1.0g/cm3B.ρB＜ρAC.密度計在液體A、B及水中受到的浮力大小相等D.密度計在液體A中受到的浮力大于在液體B中受到的浮力解析：密度計在不同液體中都是漂浮，F(xiàn)?。紾密度計

所以，同一支密度計在不同液體中受到的浮力相等。典型例題CF浮＝ρ液gV排，小大ρ液==F浮gV排m密V排制作微型密度計項目提出課堂小結(jié)設(shè)計和制作一個微型密度計展示交流1.設(shè)計一個能放入小瓶中，并判斷酒精是否合格的微型密度計。2.按照設(shè)計要求，完成微型密度計的制作。1.檢驗幾瓶密度不同的酒精消毒液；2.進行誤差分析；3.交流談?wù)勛约旱捏w會。項目分析項目實施1.設(shè)計一個微型密度計2.制作一個微型密度計

自制密度計判斷清水和鹽水能力提升視頻1.某同學自制的簡易密度計如圖所示，它是用一端纏繞銅絲的木棒做成的，