跨学科实践制作微型密度计人教版物理八年级下学期

淡水

盐水你能区分盐水和淡水吗？使用密度计，将密度计放在两种液体中，密度大的是盐水。分别测量质量和体积，计算密度，密度大的是盐水。将同一只鸡蛋放在两种液体中，比较浮沉情况，鸡蛋上浮的是盐水。探究新知把密度计放在小瓶中测量消毒酒精的密度，发现不能放在小瓶中，应该怎么办？用更小的密度计来进行测量。今天我们来学习并制作“微型密度计”。探究新知1.能够理解密度计的工作原理，即物体漂浮时浮力等于重力；2.熟练掌握密度计刻度的标注方法，包括刻度的疏密分布规律、刻度值的大小变化方向等；3.学会正确选择和使用制作密度计所需的材料与工具；4.能够根据实验数据对自制密度计的测量精度进行分析与评估，判断其是否满足基本测量要求；5.能够自主发现制作过程中出现的问题（如密度计重心不稳、刻度标注不准确等），并尝试通过调整材料、改进制作工艺等方式加以解决。学习目标难点重点项目分析（1）了解实验室用密度计的结构和工作原理。密度计漂浮在液体中→F浮=G物→在不同液体中受到的浮力不变。

设细管的横截面积为S，测出吸管浸入水中的深度H；若漂浮在其他液体中，则浸入的深度h会因液体密度的改变而改变，但重力仍与浮力大小相等。GGF浮2F浮1Hh根据漂浮条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

密度计的制作项目实施(2)设计微型密度计的结构微型密度计标度杆浮子配重使微型密度计能在酒精中竖直漂浮在标度杆下部增加配重(如缠上一些铜丝)标度杆上固定一个浮子来增大浮力项目实施(3)选择材料①浮子塑料球截取一段粗吸管将其两头封口泡沫球项目实施②标度杆直径3mm细塑料管细的圆珠笔芯实心塑料杆项目实施③配重空心的细塑料管下端插入铁丝实心塑料杆下端缠上若干圈铜丝改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重将塑料吸管下端封口并缠上铜丝，使它漂浮在液面上，就制成了一个最简单的密度计。密度计上的膨胀球的作用是什么？增大排开液体的体积，从而增大浮力，不致于使密度计沉入液体中。为什么制作密度计时要将塑料吸管下端封口并缠上铜丝？为什么加重物就能竖直漂浮？为了降低重心，使密度计不致于倾斜。加铜丝这一过程，我们称为配重。膨胀球探究新知请同学们为自己的密度计配重并使得它能够竖直漂浮在这些液体中。你在操作过程中有什么发现？配重不能太多，会使吸管下沉到杯底。配重不能太少，会使吸管倾斜，不能竖直漂浮在水中。阅读课本，制作符合要求的密度计，应该着重考虑的两个问题是什么？密度计的质量和标度杆的直径。探究新知（4）

制作过程（1）设计：微型密度计应能竖直漂浮在液体中，通过刻度或标记直接读出液体的密度。密度计放入液体后不能触碰瓶底，也不能使液体溢出。（2）制作标度杆：取一根吸管，用刻度尺测量并标记刻度。确保吸管的一端密封，避免液体渗入。（3）增加配重：在吸管的一端缠绕小铁钉或细铜丝，作为配重，使吸管能在液体中竖直漂浮。配重的质量需根据液体的密度进行调整。项目实施浮子密度计的制作2.制作过程（4）增加浮子：在吸管中部套上一个塑料球或泡沫，作为浮子，以增大浮力。浮子的位置和大小需确保密度计能稳定漂浮。（5）调节与测试：将初步制成的密度计放入水中，调节配重，使密度计竖直漂浮，并标记出水面位置。然后，将密度计放入已知密度的液体中，如标准消毒酒精，标记出液面位置。根据液面位置与刻度关系，确定液体的密度范围。（6）标记刻度：用红色胶布或记号笔在吸管上标记出不同密度的刻度线。确保刻度线清晰、准确。项目实施浮子密度计的制作塑料球饮料吸管铜丝彩色胶布项目实施浮子密度计的制作（4）成品展示用自制密度计测小瓶酒精的密度项目实施浮子密度计的制作2.实验与应用（1）将自制的微型密度计分别放入不同密度的液体中，观察液面在吸管上的位置，通过比较位置与刻度线的关系，判断液体的密度。（2）应用自制密度计测量小瓶酒精的密度，判断其是否合格。（3）通过调整配重和浮子，优化密度计的设计，提高其测量精度和稳定性。项目实施浮子密度计的制作3.注意事项（1）确保吸管密封良好，避免液体渗入。（2）配重质量需适中，确保密度计能竖直漂浮且不触碰瓶底。（3）标记刻度时，确保刻度线清晰、准确，便于观察和测量。（4）在实验过程中，注意安全，避免使用有毒或有害液体。通过以上步骤，你可以制作一个简单而实用的微型密度计，用于测量和比较不同液体的密度。课堂小结制作微型密度计设计原理制成作品1选择材料浮子度杆配重2制作组装器材调节配重标记刻度3展示交流物体漂浮F浮=G密度计质量大约1g标度杆的直径3mm构成：标度杆、浮子和配重【项目实施】1.

设计微型密度计（1）密度计的原理

（2）设计密度计模型如图甲所示，取一细管，下端用蜡封口缠绕铜丝，目的是

（选

填“升高”或“降低”）重心，使它能竖立在液体中，这就是一个简易

密度计。降低

（3）优化密度计模型①在ρ液变化一定时，为了使h浸变化明显，可以采取的措施有（均选填

“增大”或“减小”）：a.

密度计的质量；b.

吸管的横截面积（粗细）。②为了保证密度计在液体中漂浮，应该给密度计配一个密度较

⁠的物体，为此，我们给密度计配备了浮子，如图乙所示。增大

减小

小

2.

制作微型密度计并测量酒精的密度（1）选择标度杆：小冬选择使用完的圆珠笔芯作为标度杆，为了使密

度计测量准确，他应选用直径为

（选填“3

mm”或“5

mm”）的圆珠笔芯。（2）选择浮子：太空泥的密度是0.5

g/cm3，橡皮泥的密度是1.3

g/cm3，小明应选择

作为制作浮子的材料。3

mm

太空泥

（3）调整配重：小冬把这个微型密度计放入酒精中时，发现浮子的一

部分露在液面上方，为此他应该采取的措施是

⁠

⁠。（4）标记刻度：先让这个密度计竖直漂浮在水中，并标出水面刻度；

再让这个密度计竖直漂浮在密度为0.8

g/cm3的酒精和密度为1.2

g/cm3的

盐水中，并分别在密度计上标出对应位置，这样一支简易微型密度计就

制成了。该简易微型密度计所标盐水刻度位置在水面刻度位置的

⁠

（选填“上”或“下”）方。在标度杆下端再缠绕一

些铜丝（合理即可）

下

【展示交流】3.

小冬在利用制作的微型密度计测量自己配制的酒精（0.87

g/cm3）和

密度为0.8

g/cm3的酒精密度时，发现两个示数几乎相同（小冬配置的酒

精是达标的），为此他需要采取的措施是（

C

）A.

换用更粗的标度杆B.

减小配重的质量C.

换用更细的标度杆D.

增加所测酒精的深度C4.

小冬同学将如图所示的装置放入水中和盐水中静止时，标记刻度1.0

和1.2，然后将此装置放入自己配置的消毒酒精中，静止后在液面所在

处刻上刻度h，如图所示。把密度计拿出后，用刻度尺量出刻度h与刻度“1.0”之间的距离是0.6

cm，刻度“1.0”与刻度“1.2”之间的距离是0.8

cm，则刻度h到密度计底部的距离为

cm，配制的消毒酒精的密度是

g/cm3，

.