跨學(xué)科實(shí)踐制作微型密度計(jì)人教版物理八年級(jí)下學(xué)期

淡水

鹽水你能區(qū)分鹽水和淡水嗎？使用密度計(jì)，將密度計(jì)放在兩種液體中，密度大的是鹽水。分別測(cè)量質(zhì)量和體積，計(jì)算密度，密度大的是鹽水。將同一只雞蛋放在兩種液體中，比較浮沉情況，雞蛋上浮的是鹽水。探究新知把密度計(jì)放在小瓶中測(cè)量消毒酒精的密度，發(fā)現(xiàn)不能放在小瓶中，應(yīng)該怎么辦？用更小的密度計(jì)來進(jìn)行測(cè)量。今天我們來學(xué)習(xí)并制作“微型密度計(jì)”。探究新知1.能夠理解密度計(jì)的工作原理，即物體漂浮時(shí)浮力等于重力；2.熟練掌握密度計(jì)刻度的標(biāo)注方法，包括刻度的疏密分布規(guī)律、刻度值的大小變化方向等；3.學(xué)會(huì)正確選擇和使用制作密度計(jì)所需的材料與工具；4.能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)自制密度計(jì)的測(cè)量精度進(jìn)行分析與評(píng)估，判斷其是否滿足基本測(cè)量要求；5.能夠自主發(fā)現(xiàn)制作過程中出現(xiàn)的問題（如密度計(jì)重心不穩(wěn)、刻度標(biāo)注不準(zhǔn)確等），并嘗試通過調(diào)整材料、改進(jìn)制作工藝等方式加以解決。學(xué)習(xí)目標(biāo)難點(diǎn)重點(diǎn)項(xiàng)目分析（1）了解實(shí)驗(yàn)室用密度計(jì)的結(jié)構(gòu)和工作原理。密度計(jì)漂浮在液體中→F浮=G物→在不同液體中受到的浮力不變。

設(shè)細(xì)管的橫截面積為S，測(cè)出吸管浸入水中的深度H；若漂浮在其他液體中，則浸入的深度h會(huì)因液體密度的改變而改變，但重力仍與浮力大小相等。GGF浮2F浮1Hh根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理可得:F浮1＝ρ水SHgF浮2＝ρ液Shgρ水SHg＝ρ液Shgh＝ρ水ρ液HF浮1＝F浮2

密度計(jì)的制作項(xiàng)目實(shí)施(2)設(shè)計(jì)微型密度計(jì)的結(jié)構(gòu)微型密度計(jì)標(biāo)度桿浮子配重使微型密度計(jì)能在酒精中豎直漂浮在標(biāo)度桿下部增加配重(如纏上一些銅絲)標(biāo)度桿上固定一個(gè)浮子來增大浮力項(xiàng)目實(shí)施(3)選擇材料①浮子塑料球截取一段粗吸管將其兩頭封口泡沫球項(xiàng)目實(shí)施②標(biāo)度桿直徑3mm細(xì)塑料管細(xì)的圓珠筆芯實(shí)心塑料桿項(xiàng)目實(shí)施③配重空心的細(xì)塑料管下端插入鐵絲實(shí)心塑料桿下端纏上若干圈銅絲改變銅絲或鐵絲的長(zhǎng)度就可以調(diào)節(jié)配重將塑料吸管下端封口并纏上銅絲，使它漂浮在液面上，就制成了一個(gè)最簡(jiǎn)單的密度計(jì)。密度計(jì)上的膨脹球的作用是什么？增大排開液體的體積，從而增大浮力，不致于使密度計(jì)沉入液體中。為什么制作密度計(jì)時(shí)要將塑料吸管下端封口并纏上銅絲？為什么加重物就能豎直漂??？為了降低重心，使密度計(jì)不致于傾斜。加銅絲這一過程，我們稱為配重。膨脹球探究新知請(qǐng)同學(xué)們?yōu)樽约旱拿芏扔?jì)配重并使得它能夠豎直漂浮在這些液體中。你在操作過程中有什么發(fā)現(xiàn)？配重不能太多，會(huì)使吸管下沉到杯底。配重不能太少，會(huì)使吸管傾斜，不能豎直漂浮在水中。閱讀課本，制作符合要求的密度計(jì)，應(yīng)該著重考慮的兩個(gè)問題是什么？密度計(jì)的質(zhì)量和標(biāo)度桿的直徑。探究新知（4）

制作過程（1）設(shè)計(jì)：微型密度計(jì)應(yīng)能豎直漂浮在液體中，通過刻度或標(biāo)記直接讀出液體的密度。密度計(jì)放入液體后不能觸碰瓶底，也不能使液體溢出。（2）制作標(biāo)度桿：取一根吸管，用刻度尺測(cè)量并標(biāo)記刻度。確保吸管的一端密封，避免液體滲入。（3）增加配重：在吸管的一端纏繞小鐵釘或細(xì)銅絲，作為配重，使吸管能在液體中豎直漂浮。配重的質(zhì)量需根據(jù)液體的密度進(jìn)行調(diào)整。項(xiàng)目實(shí)施浮子密度計(jì)的制作2.制作過程（4）增加浮子：在吸管中部套上一個(gè)塑料球或泡沫，作為浮子，以增大浮力。浮子的位置和大小需確保密度計(jì)能穩(wěn)定漂浮。（5）調(diào)節(jié)與測(cè)試：將初步制成的密度計(jì)放入水中，調(diào)節(jié)配重，使密度計(jì)豎直漂浮，并標(biāo)記出水面位置。然后，將密度計(jì)放入已知密度的液體中，如標(biāo)準(zhǔn)消毒酒精，標(biāo)記出液面位置。根據(jù)液面位置與刻度關(guān)系，確定液體的密度范圍。（6）標(biāo)記刻度：用紅色膠布或記號(hào)筆在吸管上標(biāo)記出不同密度的刻度線。確?？潭染€清晰、準(zhǔn)確。項(xiàng)目實(shí)施浮子密度計(jì)的制作塑料球飲料吸管銅絲彩色膠布項(xiàng)目實(shí)施浮子密度計(jì)的制作（4）成品展示用自制密度計(jì)測(cè)小瓶酒精的密度項(xiàng)目實(shí)施浮子密度計(jì)的制作2.實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用（1）將自制的微型密度計(jì)分別放入不同密度的液體中，觀察液面在吸管上的位置，通過比較位置與刻度線的關(guān)系，判斷液體的密度。（2）應(yīng)用自制密度計(jì)測(cè)量小瓶酒精的密度，判斷其是否合格。（3）通過調(diào)整配重和浮子，優(yōu)化密度計(jì)的設(shè)計(jì)，提高其測(cè)量精度和穩(wěn)定性。項(xiàng)目實(shí)施浮子密度計(jì)的制作3.注意事項(xiàng)（1）確保吸管密封良好，避免液體滲入。（2）配重質(zhì)量需適中，確保密度計(jì)能豎直漂浮且不觸碰瓶底。（3）標(biāo)記刻度時(shí)，確保刻度線清晰、準(zhǔn)確，便于觀察和測(cè)量。（4）在實(shí)驗(yàn)過程中，注意安全，避免使用有毒或有害液體。通過以上步驟，你可以制作一個(gè)簡(jiǎn)單而實(shí)用的微型密度計(jì)，用于測(cè)量和比較不同液體的密度。課堂小結(jié)制作微型密度計(jì)設(shè)計(jì)原理制成作品1選擇材料浮子度桿配重2制作組裝器材調(diào)節(jié)配重標(biāo)記刻度3展示交流物體漂浮F浮=G密度計(jì)質(zhì)量大約1g標(biāo)度桿的直徑3mm構(gòu)成：標(biāo)度桿、浮子和配重【項(xiàng)目實(shí)施】1.

設(shè)計(jì)微型密度計(jì)（1）密度計(jì)的原理

（2）設(shè)計(jì)密度計(jì)模型如圖甲所示，取一細(xì)管，下端用蠟封口纏繞銅絲，目的是

（選

填“升高”或“降低”）重心，使它能豎立在液體中，這就是一個(gè)簡(jiǎn)易

密度計(jì)。降低

（3）優(yōu)化密度計(jì)模型①在ρ液變化一定時(shí)，為了使h浸變化明顯，可以采取的措施有（均選填

“增大”或“減小”）：a.

密度計(jì)的質(zhì)量；b.

吸管的橫截面積（粗細(xì)）。②為了保證密度計(jì)在液體中漂浮，應(yīng)該給密度計(jì)配一個(gè)密度較

?的物體，為此，我們給密度計(jì)配備了浮子，如圖乙所示。增大

減小

小

2.

制作微型密度計(jì)并測(cè)量酒精的密度（1）選擇標(biāo)度桿：小冬選擇使用完的圓珠筆芯作為標(biāo)度桿，為了使密

度計(jì)測(cè)量準(zhǔn)確，他應(yīng)選用直徑為

（選填“3

mm”或“5

mm”）的圓珠筆芯。（2）選擇浮子：太空泥的密度是0.5

g/cm3，橡皮泥的密度是1.3

g/cm3，小明應(yīng)選擇

作為制作浮子的材料。3

mm

太空泥

（3）調(diào)整配重：小冬把這個(gè)微型密度計(jì)放入酒精中時(shí)，發(fā)現(xiàn)浮子的一

部分露在液面上方，為此他應(yīng)該采取的措施是

?

?。（4）標(biāo)記刻度：先讓這個(gè)密度計(jì)豎直漂浮在水中，并標(biāo)出水面刻度；

再讓這個(gè)密度計(jì)豎直漂浮在密度為0.8

g/cm3的酒精和密度為1.2

g/cm3的

鹽水中，并分別在密度計(jì)上標(biāo)出對(duì)應(yīng)位置，這樣一支簡(jiǎn)易微型密度計(jì)就

制成了。該簡(jiǎn)易微型密度計(jì)所標(biāo)鹽水刻度位置在水面刻度位置的

?

（選填“上”或“下”）方。在標(biāo)度桿下端再纏繞一

些銅絲（合理即可）

下

【展示交流】3.

小冬在利用制作的微型密度計(jì)測(cè)量自己配制的酒精（0.87

g/cm3）和

密度為0.8

g/cm3的酒精密度時(shí)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)示數(shù)幾乎相同（小冬配置的酒

精是達(dá)標(biāo)的），為此他需要采取的措施是（

C

）A.

換用更粗的標(biāo)度桿B.

減小配重的質(zhì)量C.

換用更細(xì)的標(biāo)度桿D.

增加所測(cè)酒精的深度C4.

小冬同學(xué)將如圖所示的裝置放入水中和鹽水中靜止時(shí)，標(biāo)記刻度1.0

和1.2，然后將此裝置放入自己配置的消毒酒精中，靜止后在液面所在

處刻上刻度h，如圖所示。把密度計(jì)拿出后，用刻度尺量出刻度h與刻度“1.0”之間的距離是0.6

cm，刻度“1.0”與刻度“1.2”之間的距離是0.8

cm，則刻度h到密度計(jì)底部的距離為

cm，配制的消毒酒精的密度是

g/cm3，

.