跨学科实践制作微型密度计人教版初中物理八年级下册

第4节跨学科实践制作微型密度计八年级物理下册•人教版（2024新版）第十章——浮力密度计学习目标物理观念通过简易密度计的设计和制作，让学生学会应用二力平衡和浮力等知识进行技术设计的思想和方法。科学思维1.通过简易密度计的设计、制作，培养学生敢于动手、乐于创新、发现问题和解决问题的能力。2.通过实践促进学生的思考和探索，培养他们的批判性思维和创新能力。将物理知识应用到实际生活中，解决实际问题。科学态度与责任通过交流和展示，提高语言表达和自我评价及相互评价的能力。重点难点新课导入观察两个相同的、装有适量细沙的易拉罐在水中和盐水中漂浮的现象，思考现象形成的原因。水盐水

我们发现鸡蛋在浓盐水中能漂浮，而且盐水的密度越大鸡蛋漂浮时排开液体的体积越小。由此我们可以推测，对于同一物体来说，它漂浮时排开液体的体积是由液体的密度决定的。因此，人们制成了利用物体的漂浮条件来测量液体密度的仪器——密度计。新课导入新课导入观看轮船的吃水线图片，请学生思考为什么同一艘轮船在不同的海域，吃水线的位置不同?知识讲解任务一、了解密度计的工作原理设吸管的横截面积是S，测出吸管浸入水中的深度为h，根据漂浮条件有G=F浮，而阿基米德原理：F浮=ρgV排=ρgSh，所以有G=ρgSh，同理吸管在其他液体中也有G=ρ液gSH，由以上两式得。根据这个式子的数量关系可对简易密度计进行标度。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SHg水液任务二、设计微型密度计的结构1.设计微型密度计的基本结构知识讲解铜丝如：绕一些铜丝，但绕铜丝后的标度杆放在酒精中会下沉，因此还要在标度杆上固定一个浮子来增大浮力。这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成，配重位于最下方，浮子位于上方。标度杆浮子配重标度杆刻度特点：数值：上小下大间距：上疏下密单位g/cm3浮球增大浮力配重降低重心任务二、设计微型密度计的结构2.思考微型密度计的设计要求(1)将密度计放入小瓶中，酒精不溢出。对于一瓶净含量为100mL的小瓶酒精，用微型密度计测量时，排开1～2mL(质量约为1g)的酒精时不会导致酒精溢出，即微型密度计的质量大概约为1g。知识讲解任务二、设计微型密度计的结构2.思考微型密度计的设计要求(2)密度计的标杆上的刻度线要便于观察。合格酒精的密度范围为0.86～0.88kg/m³，密度计上0.86和0.88两刻度线之间的长度要够长，便于观察。可设定两刻度线之间的长度不少于4mm。知识讲解任务二、设计微型密度计的结构2.思考微型密度计的设计要求(2)密度计的标杆上的刻度线要便于观察。按照要求，对自制密度计进行标定，如图所示。通过计算可得标度杆的横截面积约为0.07cm²，直径约为3mm。知识讲解依据教材所提供的方法和步骤，动手制作微型密度计。任务三、制作微型密度计1.选择材料（1）浮子可以用小泡沫塑料球作为浮子，也可以截一段稍粗点儿的塑料管，将其两头封口作为浮子。依据教材所提供的方法和步骤，动手制作微型密度计。任务三、制作微型密度计知识讲解1.选择材料（2）标度杆直径约为3mm的轻质细管都可以用来做标度杆。（3）配重在标度杆的下端缠上若干圈铜丝作为配重，改变铜丝的长度和圈数就可以调节配重。依据教材所提供的方法和步骤，动手制作微型密度计。任务三、制作微型密度计知识讲解2.制作(1)按要求选择材料，并制作微型密度计。(2)把密度计漂浮在水中，调节配重。(3)将密度计放入标准消毒酒精中并做好记号。依据教材所提供的方法和步骤，动手制作微型密度计。任务三、制作微型密度计知识讲解3.交流展示(1)老师准备了若干瓶密度不同的酒精，请用自制的微型密度计测量这些酒精，判断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。你的测量结果与老师公布的结果相同吗?(2)如果你的测量结果与老师公布的结果不同，请分析产生误差的原因。(3)如果你的测量结果与老师公布的结果相同，说说你的体会。课堂总结1.小东在一根均匀木杆的一端缠上少许铜丝，使得木杆放在液体中能竖直漂浮，从而制成一支简易密度计。小东将它分别放入甲、乙两种不同液体中，静止后如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受的浮力分别为F甲、F乙，则下列说法正确的是（）A.F甲＞F乙

B.F甲＜F乙C.ρ甲＞ρ乙

D.ρ甲＜ρ乙D课堂练习2.如图所示，把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同液体中，下列判断正确的是（）A.甲液体的密度比乙液体的密度大B.在标记刻度时B的示数应比A小C.这个密度计在两液体中受到的浮力相等D.自制密度计的刻度是均匀的C课堂练习3.小东在一根均匀木杆的一端缠上少许铜丝，使得木杆放在液体中能竖直漂浮，从而制成一支简易密度计。小东将它分别放入甲、乙两种不同液体中，静止后如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受的浮力分别为F甲、F乙，则下列说法正确的是（）A.F甲＞F乙 B.F甲＜F乙C.ρ甲＞ρ乙 D.ρ甲＜ρ乙课堂练习D4.如图甲是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计。（1）竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，图中AB间距离为10cm，则A处应标为_____g/cm3，将该密度计漂浮在酒精中，所受的浮力_______于在水中所受的浮力，它浸入酒精中的深度为_______cm。（酒精密度为0.8g/cm3）（2）小华用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计，如图乙，直接将小明的刻度线和相应密度值标在自己制作的密度计上，若用小华的密度计来测量液体密度，测量值比真实值偏_______。1等12.5小课堂练习5.在制作简易密度计的综合实践活动中，实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的两端封闭，放入水中后，如图甲所示，想让该吸管竖直漂浮在水中，接下来合理的措施是______________。如图乙所示是设计好的密度计，其量程（A至B）是1g/cm3～1.6g/cm3。把该密度计放入某种液体中，液面位置恰好在AB的中点C处，则所测液体的密度_____1.3g/cm3。实验结束后小华决定再增加一些配重，则该密度计C处对应的刻度值将_____。若小华在水中实验时将配重增加到了最大，则用该密度______（选填“能”或“不能”）测量酒精的密度（ρ酒精＝0.8g/cm3）。增加配重小于变大不能课堂练习6.综合实践活动课上，小明用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时，小明先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态（图甲），用笔在吸管上标记此时水面位置O；取出吸管，量出O点至封口端的距离H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。课堂练习（1）O位置处的刻度值为_________g/cm3。（2）吸管漂浮在其他液体中时（图乙），液面下方的深度h＝______（用ρ水、ρ液、H表示）。（3）管壁上标注的4个刻度值，相邻两刻度值之间的距离_______（选填“相等”或