10.4 跨学科实践：制作微型密度计 课件（内嵌视频）-2025-2026学年人教版八年级下册物理

第4节跨学科实践：制作微型密度计第十章浮力八年级下册（2025）人教版制作微型气密计一一、制作微型气密计项目提出消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3。用密度计测量酒精的密度，使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。一、制作微型气密计了解实验室用密度计的结构和工作原理微型密度计的标度可根据该数量关系式进行标度。（1）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H一、制作微型气密计设计基本思路如图所示，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。一、制作微型气密计估算密度计的质量计算1~2mL酒精的质量（取1mL）：m=ρv=0.8g/cm3×1cm3=0.8g可以取1g。根据物体的漂浮条件可知，我们设计的微型密度计的质量也应为1g左右。估算标度杆的直径：密度计AB间的体积（红色部分）：VAB=0.026cm3根据VAB=ShAB，即0.026cm3=S×0.4cm所以标度杆的横截面积约：S=0.07cm2，根据S=πr2，即：0.07cm2=3.14r2可得标度杆的直径约为3mm。AB直径约为3mm一、制作微型气密计设计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（如缠上一些铜丝），但增加了配重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。标度杆配重浮子一、制作微型气密计制作选择材料浮子：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。一、制作微型气密计消毒酒精的密度的合格范围为0.86~0.88×103kg/m3a.若密度计漂浮在0.86×103kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的A位置。b.若密度计漂浮在0.88×103kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的B位置。测量时液面位于A、B之间的消毒酒精都是合格的。AB课堂小结二二、课堂小结阿基米德原理

F浮=ρ酒精gV排二力的平衡条件

F浮=G密度计

=m密度计

g①密度计的质量约1g。②标度杆的直径3mm。③组成：标度杆、浮子和配重。④浮子的体积约0.88cm3。①选择材料：浮子、标度杆、配重。②制作：组装器材、调节配重、标记刻度。③展示交流。原理制作设计三、课堂练习1.某同学自制的简易密度计如图所示，它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的。将其放入不同的液体中，会呈竖直漂浮状态，下列说法错误的是（

）A．木棒漂浮在水面上，静止时密度计的重力等于水对其的浮力B．木棒浸入液体的体积越大，说明该液体密度越小C．读数需用手扶住密度计D．木棒越细测量误差越小C三、课堂练习解析：A.木棒在水中都漂浮，则根据漂浮条件可知：F浮=G；故A正确；B.因为浮力等于排开液体受到的重力，木棒在液体中受到浮力相等，排开液体重力和质量也相等，木棒浸入液体的体积越大，排开液体的体积越大，说明该液体的密度越小，故B正确；C.密度计静止时受力平衡，读数不能用手扶密度计，故C错误；D.木棒重力一定，木棒越细，在液体外得长度变化越明显，测量误差越小，故D正确。故选C.三、课堂练习2.在铅笔的下端缠上一些铅丝(使铅笔竖直浮在液体中)，就制成了一个很有用的土密度计。将它分别放到盛有不同液体的杯中，静止时的情景如图所示．对于这个土密度计的下列判断不正确的是（

）A．它在液体中漂浮时，受到的重力与浮力大小相等B．它在三种液体中受到的浮力相等C．乙容器中液体的密度最小D．密度计在乙和丙的状况，类似于船在海里和河里的状况C三、课堂练习解析：AB．密度计漂浮在液体中，所以在液体中所受的浮力均等于其重力，故AB说法正确；C．密度计漂浮时浮力相等，排开乙液体的体积最小，所以乙液体的密度最大，故C错误；D．密度计在乙、丙液体中均漂浮，乙液体的密度较大，V排较小，丙液体的密度较小，V排较大，类似于船在海里和河里的状况，故D说法正确．故选C。三、课堂练习3.在吸管一端塞入铜丝作为配重制作密度计，两端用蜡密封好，放水中后如图甲，此时应适当_______（选填“增加”或“减少”）铜丝的量。调整并标好刻度后如图乙，A处示数为1g/cm3，B处为1.8g/cm3。把它放入某液体中，液面恰好处在AB的中点C处，则所测液体的密度_______（选填“大于”“等于”或“小于”）1.4g/cm3。如果再增加一些配重，则C处对应的液体密度值应_______（选填“调大”“不调”或“调小”）。调大增加小于三、课堂练习想让该吸管竖直漂浮在水中，需要增加配重，如在吸管的下端绕铜丝，这样可以降低重心，增大稳定程度。设管底面积为S，浸入深度为h，因为密度计漂浮在液体中，排开液体的体积为

受到的浮力等于重力即

液体密度与深度的关系为：由上式可知，液体密度与吸管浸入深度成反比，刻度不均匀且上疏下密，若把这个密度计放入某种液体中，液面位置恰好在AB的中点C，则这种液体的密度小于中间密度1.4g/cm³。若再增加配重，则浮力变大，根据

得，密度一定，密度计排开液体的体积变大，即浸入液体的体积变大，浸入液体的深度增加，C在液面下，刻度值调大。三、课堂练习4.如图所示，小华制作一个简易的密度计：她选择—根长16cm的饮料吸管，将一些铜丝从下端塞入并用石蜡封口，使吸管在液体中漂浮时能保持在竖直方向。（1）密度计在液体中漂浮时，受到的浮力

(选填“大于”“等于”或“小于”)重力。（2）把密度计放入水中，露出水面的长度是7cm，再将密度计放入某液体中，露出液面的长度是6cm，则此液体的密度为

．

乙0.9×103kg/m3（3）有两根粗细不同的吸管甲和乙，甲管较粗，乙管较细，装入铜丝后总质量相同。则

(选填“甲”或“乙”)吸管制成的密度计测量结果更精确。等于三、课堂练习解析：（1）根据物体浮沉条件可知，密度计在液体中漂浮时，受到的浮力等于重力；（2）吸管浸入水中的深度h水=16cm−7cm=9cm将该密度计放入某液体中，浸入液体的深度h液=16cm−6cm=10cm，因为密度计不管是在水中还是在液体中，都是漂浮状态，所以

F浮水=F浮液=G，由F浮=ρgV排可得：ρ水gSh水=ρ液gSh液即1.0×1