物理跨学科实践-制作微型密度计（教学设计）-2024-2025学年八年级物理下学期（人教版2024）

.4跨学科实践—制作微型密度计教学设计一、教材分析本节内容选自八年级物理下册第十章《浮力》第四节《跨学科实践：制作微型密度计》。密度计是一种利用浮力原理测量液体密度的仪器，制作微型密度计的实践活动，不仅巩固了学生对浮力和密度概念的理解，还培养了学生的动手能力和科学探究能力。通过制作微型密度计，学生可以将物理知识与实际生活相结合，深刻理解物体的漂浮条件和阿基米德原理，体验科学实验的全过程。这一实践活动具有较强的趣味性和实践性，有助于激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性。二、教学目标物理观念深入理解密度的概念和测量方法，明确密度计测量液体密度的原理是利用物体的漂浮条件，即浮力等于重力，即F浮理解物体在不同液体中漂浮时，排开液体的体积与液体密度之间的关系。科学思维学会运用物理知识进行分析、推理和估算，理解制作微型密度计过程中涉及的物理量和参数之间的关系。能够对实验数据和现象进行分析、归纳，得出合理的结论。科学探究经历制作微型密度计的全过程，体验科学探究的基本步骤，包括提出问题、设计方案、实验验证和得出结论。学会根据实验目的和要求，选择合适的实验器材和实验方法，提高实验操作能力。科学态度与责任培养严谨认真、实事求是的科学态度，在实验过程中，认真测量、准确记录数据，尊重实验事实。体会物理知识在实际生活中的应用价值，增强学习物理的兴趣和责任感。三、教学重难点教学重点理解密度计测量液体密度的原理，掌握制作微型密度计的基本方法。教学难点在制作微型密度计过程中，对配重和标度杆直径的设计与调整。正确进行物理量的测量和数据分析，确保测量结果的准确性。四、教学过程设计（一）导入新课活动一：视频欣赏——测量液体密度的仪器——密度计教师播放关于密度计的短视频，展示密度计的结构和使用方法，引出本节课主题。提问：大家知道密度计是如何利用浮力原理测量液体密度的吗？学生思考并回答：密度计是基于物体的漂浮条件，利用浮力等于重力来测量液体密度的。（二）探究活动：制作微型密度计活动二：观察实验现象实验演示：将鸡蛋放入清水中，观察鸡蛋沉底的现象；然后逐渐向水中加入食盐，观察鸡蛋的变化。提问：为什么鸡蛋在清水中会沉底？加盐后，鸡蛋为什么会逐渐上浮？学生讨论并回答：因为鸡蛋的密度比清水的密度大，所以会沉底。加盐后，水的密度增大，当水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋会上浮。总结：通过实验，我们发现液体的密度越大，物体漂浮时排开液体的体积越小。这体现了物体的漂浮条件和阿基米德原理。活动三：项目提出情境引入：消毒酒精的密度约为0.87×教师提问：常用的密度计体积较大，无法放入小瓶中。我们能否自己动手制作一只微型密度计，用于测量酒精的密度？学生思考并回答：可以尝试制作微型密度计，利用物理知识和手头的材料。活动四：项目分析微型密度计的构造与普通密度计类似，需要有标度杆、浮子和配重部分。选用较小的材料，如细吸管、铜丝、泡沫塑料球等。工作原理利用物体的漂浮条件：F浮根据阿基米德原理：F浮当密度计漂浮在不同液体中时，浸入液体的深度不同，排开液体的体积不同。设计要求尺寸要求：能放入小瓶酒精中，标度杆直径需足够小。质量要求：密度计的重量应使其能够漂浮，且排开液体的体积适中。活动五：项目实施设计计算估算密度计质量设排开的酒精体积为V排，酒精密度为ρ则m排为避免酒精溢出，V排应尽量小，可取V排≈1 因此，密度计的质量应约为0.87 g估算标度杆直径设标度杆的横截面积为S，在不同密度的酒精中，浸入深度差为Δh。根据ΔV=SΔh，且取ρ酒精A=0.86×103 kg/m计算得S≈0.07 cm2材料准备细塑料吸管（直径约3 mm泡沫塑料球（直径约1.2 cm细铜丝或铁丝（配重）石蜡和打火机（封口）记号笔、彩色胶带（标记刻度）刻度尺、量筒、水、酒精等制作步骤组装密度计取一根长度约20 cm将适量的铜丝缠绕成小团，从吸管下端塞入作为配重。用石蜡将吸管下端密封。在标度杆中部固定泡沫塑料球作为浮子（用胶水粘牢）。调节配重将密度计放入水中，调整配重，使密度计能够竖直漂浮，浮子刚好浸没在水中，标度杆露出部分约8 cm标记刻度将调节好的密度计放入标准消毒酒精中，待密度计静止后，在液面对应的标度杆位置做记号。用宽度约4 mm（三）展示交流活动六：测量与验证测量未知酒精学生利用自制的微型密度计测量未知密度的酒精，观察液面位置与标记的关系，判断酒精是否合格。结果分析若液面位于彩色胶带位置或其间，则酒精密度在0.86×103 kg/m3讨论交流如果测量结果与实际不符，讨论可能的误差来源，如配重不当、标度杆直径不合适、读数误差等。（四）巩固练习活动七：随堂练习选择题小明在饮料吸管中塞入一些细铁丝作为配重，并将一端封闭，制作了一支简易密度计。将其先后放入甲、乙两杯液体中，密度计静止时，如图所示。下列说法正确的是（B）A.密度计在甲杯液体中受到的浮力更大B.密度计的刻度线不均匀，上疏下密C.用更细的吸管制作的密度计一定能使测量结果更精确D.用密度计测可乐密度时，由于有气泡附着在上方测量值偏小填空题小明在制作简易密度计时取一根长度为20 cm的饮料吸管，将一些铜丝塞入吸管的下端作为配重，并用石蜡将吸管的下端封起来。其中配重的作用是降低吸管的重心，使其能够竖直漂浮在液体中。如图所示，吸管漂浮在水中时，露出水面的长度为12 cm，漂浮在另一液体中时，露出液面的长度为10 cm，则该液体的密度为实验设计题小明准备利用圆珠笔芯自制微型密度计，他将笔芯下端绕上铜丝，目的是使笔芯能竖直漂浮在液体中。放入酒精中，发现笔芯沉入瓶底，你的改进方案是在笔芯中下部装上浮子，如泡沫塑料球，以增加浮力。通过实验和测算他得到了一组刻度线和数据（如图所示）并贴到密度计上，他应该选择印标签，但此标签的不妥之处为刻度线间距均匀，而实际应上疏下密。（五）课堂小结教师引导学生总结：物理原理：通过本次实践，巩固了对密度、浮力、阿基米德原理和物体漂浮条件的理解。科学探究：经历了提出问题、设计方案、实验操作、数据记录和结果分析的完整过程。实践应用：体会了物理知识在实际生活中的应用，增强了学习物理的兴趣。五、板书设计10.4跨学科实践—制作微型密度计一、项目提出测量消毒酒精密度，制作微型密度计二、项目分析构造设计标度杆、浮子、配重原理分析漂浮条件：F浮力：F参数估算质量m标度杆直径d三、项目实施材料准备细塑料吸管、铜丝、泡沫塑料球等制作步骤组装密度计调节配重标记刻度四、展示交流测量未知酒精密度结果分析与讨论六、教学反思通过本节课的教学，学生在实践中加深了对密度计工作原理的理解，培养了动手能力和科学探究精神。但在教学过程中也发现了一些需要改进的地方：时间分配：制作密度