跨学科实践制作微型密度计课件-人教版物理八年级下学期

人教版物理8年级下册培优备课课件（精做课件）10.4跨学科实践：制作微型密度计第十章

浮力授课教师：Home.

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八年级（*）班

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间：.

2026年4月2日在测量密度未知的液体时，可以将密度计放入液体中来测量，如图所示，不过常用的密度计体积较大，若遇到难以放入其中的小瓶液体，我们该如何测量呢？可以制作微型密度计来测量课堂导入密度计及测量液体的密度视频新知探究

消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3。用密度计测量酒精的密度，是一种初步判断其是否合格的简单方法。不过常用的密度计体积较大，很难放入小瓶酒精中进行测量。

如果能设计和制作一个微型密度计，测量时只要把微型密度计放入小瓶中，就能方便、快速地判断其是否合格。项目提出

制作微型密度计项目分析要制作一个微型密度计，需要完成以下任务。1.设计一个能放入小瓶中，并判断酒精是否合格的微型密度计。2.按照设计要求，完成微型密度计的制作。新知探究

制作微型密度计项目分析新知探究

制作微型密度计测量原理物体的漂浮条件：F浮=G物分析：

密度计在三种液体中都漂浮，所以，F浮1=G密度计，F浮2=G密度计，F浮3=G密度计

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

由图知V排1＞V排2＞V排3，故

ρ1＜ρ2＜ρ3同一支密度计新知探究

制作微型密度计正确判断

该项目中我们只需检查酒精的密度是否在一个合理的范围内，所以只需在密度计的标度杆上标出一个范围，测量酒精的液面是否在这个范围之内，就可以判定该酒精是否合格。ρ1＜

ρ2＜

ρ3ρ3=0.88×103kg/m3ρ1=0.86×103kg/m3

ρ2=0.87×103kg/m3

新知探究

制作微型密度计1.设计（1）基本思路

如图所示，把塑料吸管的下端用蜡封口并缠上铜丝，设法让它能竖直漂浮在水面上。这就是一个最简单的密度计。项目实施新知探究

制作微型密度计（2）估算密度计的质量

对于100mL的小瓶酒精来说，若微型密度计测量时排开1~2mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出。1~2mL酒精的质量为1g左右，因此我们设计的微型密度计的质量也应为1g左右。新知探究

制作微型密度计（3）估算标度杆的直径

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

又因为密度计漂浮：F浮=G密度计=m密度计g

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

将密度计的质量m密度计=1g，ρ1和ρ3带

入上式，可解得ΔV排=0.0264cm3新知探究

制作微型密度计（3）估算标度杆的直径

为了便于观察者分辨，可设定A、B

间的长度：h=4mm=0.4cmρ1=0.86g/cm3ρ3=0.88g/cm3ρ2=0.87g/cm3

所以，标度杆的横截面积S===VhΔV排h0.0264cm30.4cm=0.066cm2

最后由S=πr2算出标度杆的直径

新知探究

制作微型密度计（4）设计微型密度计的结构

为了使微型密度计能在酒精中竖直漂浮，需要在标度杆下部增加配重（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。标度杆浮子配重

这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成（如图）。新知探究

制作微型密度计2.制作（1）选择材料

浮子——可以用小泡沫塑料球作为浮子，也可以截一段稍粗点的塑料管，将其两头封口作为浮子。

标度杆——直径约为3mm的细塑料管、做棉签的实心塑料杆以及细的圆珠笔芯等，都可以用来做标度杆。

配重——可以在实心塑料杆下端缠上若干圈铜丝，或者在空心的细塑料管下端插入一段粗铁丝作为配重。改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重。1.【项目提出】常用密度计的体积较大，很难放入小瓶测量酒精的密度。如果能设计和制作一个微型密度计，就能方便、快速地测量酒精的密度。【项目分析】在液体体积一定时，液体质量与液体密度成正比；液体重力与其质量成________比，因此可根据液体重力和密度的关系制作密度计。正【项目实施】选择材料：一根长约8cm的圆柱状饮料吸管、一个小泡沫塑料球、一段细铜丝、石蜡和水等。实验步骤：①把圆柱状饮料吸管放入水中，发现吸管无法竖直漂浮在水面；②在吸管的下端缠上适量细铜丝作为配重，中部套一个小泡沫塑料球作为浮子，放入水中浮子浸没，吸管能竖直漂浮在水面，初步做成一个密度计，如图所示；③把密度计放入水中，把水面对应的位置标为水的密度，然后将其放入密度不同的液体中，在密度计上标出不同密度。【交流分析】(1)制作过程中，将一些铜丝密绕在吸管一端作为配重，这是为了降低吸管的________，将其放入水中时，密度计不能直立，应________细铜丝的质量。(2)这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体的密度越大，它浸入液体的长度h越________，受到的浮力大小________(填“变大”“变小”或“不变”)。重心增加短不变(3)通过正确计算，在吸管上标出对应的刻度线，便制成了一个简易的吸管密度计，图中刻度的标示合理的是_____。(4)若测量液体密度时，密度计接触到容器的底部，测得的密度值________(填“大于”“小于”或“等于”)实际值。B大于(5)密度计制作完毕后，同学们分别测量不同含量的酒精溶液的密度，发现密度在0.8和0.9之间，且两刻度线的距离较小，请提出一个方法使两条刻度线之间的距离大一些，使测量结果更精确：_________________________。增大配重返回新知探究

制作微型密度计2.制作（2）制成作品

大家可以团队协作，发挥各自的聪明才智，选择合适的标度杆、浮子和配重，完成微型密度计的制作。标度杆浮子配重新知探究

制作微型密度计⒈用制作棉签的实心塑料杆（直径约为3mm）作为标度杆，塑料杆中部套一个直径约1.2cm的泡沫塑料球作为浮子，下端绕有铜丝作为配重，初步做成一个密度计（如图）。实心塑料杆塑料球铜丝下面的制作方案供同学们参考。

⒉把这个密度计漂浮在水中调节配重。改变铜丝的长度，使密度计在水中漂浮时浮子浸没在水中，水面上方露出一截塑料杆。新知探究

制作微型密度计⒊把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待微型密度计静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号。⒋最后，用4mm宽的彩色胶布中心对着记号贴在塑料杆上，微型密度计就做好了（如图）。制作的密度计放入酒精中不能竖直时，可按如下方法调整：①调整底部金属丝，使其尽可能分布均匀，尽可能靠近下端；②减少吸管露出水面部分的长度，降低吸管的重心，也有利于其保持竖直；③在浮子的一侧粘上一个配重。新知探究展示交流将吸管穿过塑料小球并固定小球。用打火机加热塑料吸管的底端，捏合封闭底端并缠绕金属丝。调整缠绕的金属丝的长度，使密度计浸入标准酒精中的深度合适，并能竖立。

制作微型密度计新知探究展示交流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论相同吗?消毒酒精编号123实际密度（g/cm3）测量的结果（符合/偏大/偏小）0.830.870.90

制作微型密度计新知探究2.如果你的测量结果与老师公布的结论不同，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论相同，说说你的体会。密度计的上下限标记和塑料杆的直径有关，当测量该数据不准确时，会造成标记的错误，如果测量的直径偏大，则算出来的刻度范围偏小；反之则偏大。

制作微型密度计2.小荣了解到密度计分为“比重计”和“比轻计”。测量密度大于水的液体时用比重计，比重计的最小刻度线是“1”；测量密度小于水的液体用比轻计，比轻计的最大刻度线是“1”。图中A、B两支密度计，一支是比重计，一支是比轻计，它们的外形完全相同，B中配重质量大于A。下列有关A、B两支密度计及刻度线“1”位置的说法正确的是(

)A.图中密度计A上面的刻度值“a”大于刻度值“b”B.密度计A是比轻计，刻度线“1”在密度计刻度的上端C.密度计B是比重计，刻度线“1”在密度计刻度的上端D.将A、B两支密度计放入水中，漂浮时露出水面较长的是BC【点拨】同一支密度计在不同液体中都漂浮，浮力都等于重力，由于重力不变，所以浮力不变，由图知V排a>V排b，根据F浮＝ρ液V排g知，ρa<ρb，所以刻度值“a”小于刻度值“b”，故A错误；密度计漂浮时，浮力等于其重力，由于B中配重质量大于A，由G＝mg知，B中配重的重力大于A，所以B受到的浮力大，A受到的浮力小，即FA<FB；如果A、B排开液体的体积V排相等，根据F浮＝ρ液V排g可知，这时A测量的液体密度小于B测量的液体密度，即B为比重计，A为比轻计；因为密度计的刻度从上向下逐渐增大，且比重计的刻度线“1”最小，所以比重计的刻度线“1”在最上端，比轻计的刻度线“1”最大，所以比轻计的刻度线“1”在最下端，故C正确，B错误；将A、B两支密度计放入水中，它们受到的浮力FA<FB；根据F浮＝ρ液V排g可知，当液体密度相同时，浮力越大，V排越大；因此排开水的体积VA<VB，总体积相同，B露出水面的体积小，根据V＝Sh知，B露出水面的长度较小，故D错误。故选C。返回3.科技制作活动中，小荣将金属夹夹在吸管一端使其密闭，制成简易密度计，如图所示。为了给密度计标刻度，她将密度计分别放入水和酒精中，密度计均竖直漂浮，吸管露出液面的长度为d。密度计在水中时d1为10cm，浮力大小为F1，在酒精中时d2为8cm，浮力大小为F2，则F1______(填“>”“＝”或“<”)F2。若将该密度计放入某液体中时d3为14cm，则该液体密度为________g/cm3。(ρ水＝1.0g/cm3，ρ酒精＝0.8g/cm3)＝2【点拨】密度计在水和酒精中都处于漂浮状态，由物体浮沉条件可知，F1＝F2＝G，浮力相等；设吸管的底面积(横截面积)为S，吸管和金属夹的总体积为V总，密度计的总重力为G，由题知，ρ酒精＝0.8ρ水，设另一种液体的密度为ρ液，小荣将该密度计放入水中，密度计静止时吸管露出液面的长度d1为10cm，由F1＝G和F浮＝ρ液V排g可得：ρ水(V总－Sd1)g＝G

①，小荣将该密度计放入酒精中，密度计静止时吸管露出液面的长度d2为8cm，由F2＝G和F浮＝ρ液V排g可得：0.8ρ水(V总－Sd2)g＝G

②，联立①②，代入d1、d2的值解得V总＝S×18cm；若将该密度计放入某液体中时d3＝14cm，同理可得ρ液(V总－Sd3)g＝G

③，将V总＝S×18cm分别代入①和③，并联立①③可解得ρ液＝2ρ水＝2×1.0g/cm3＝2g/cm3。返回4.如图所示是玻璃管密度计的示意图。已知密度计的质量为10g，上面粗细均匀部分的玻璃管长20cm，且标有0.75～1.2g/cm3的刻度。(g取10N/kg)(1)求密度计漂浮在液体中受到的浮力；【解】密度计测量液体的密度时漂浮在液体中，密度计受到的浮力等于重力，则浮力F浮＝G＝mg＝10×10－3kg×10N/kg＝0.1N。(2)图中1.1g/cm3刻度已标出，请将1.2g/cm3刻度的大致位置合理地标注在密度计上并说明理由；【解】密度计漂浮在不同的液体中，受到的浮力是相同的；由F浮＝ρ液V排g可知，密度计排开液体的体积越大，表明液体的密度越小，图中1.1g/cm3刻度已标出，则1.2g/cm3在1.1g/cm3