10.4《跨学科实践：制作微型密度计》导学案 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

人教版八年级第十章浮力 第4节 跨学科实践：制作微型密度计 导学案 【学习目标】 1.利用浮沉条件推导密度计在液体中深度h的表达式，估算标度杆的横截面积和直径. 2.经历密度计的制作过程，认识密度计的构造、刻度方法和工作原理. 【学习重点】 应用二力平衡和浮力等知识设计、制作微型密度计. 【学习难点】 在制作过程中能主动发现问题并采取有效方法解决问题. 【探究新知】 一、项目提出 1.如何区分盐水和淡水？ ①. ②. ③. 2.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？ 制作微型密度计来进行测量. 二、项目分析 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，完成微型密度计的设计制作. 三、项目实施 （一）项目设计 1.基本思路：将塑料吸管下端封口并缠上，使它在液面上，就制成了一个最简单的密度计. ①密度计上的膨胀球的作用是什么？ . ②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？ . 2.估算密度计的质量. 可以认为排开的酒精为1～2mL，则酒精不会溢出，若溢出的酒精为1mL，密度计的质量大约为多少？ 小组合作学习：估算密度计的质量，酒精的密度取0.88g/cm3. ， ， . 3.估算标度杆的直径. 小组合作学习：为设定A、B之间的长度不少于4mm，估算标度杆的横截面积. 根据面积公式S＝πr2我们可以粗略估计标度杆的直径约为0.3cm，即3mm. 4.设计微型密度计的结构 微型密度计由______、______和______三部分组成，这三部分的作用. 标度杆：. 浮子：. 配重：. （二）制作 小组合作制作微型密度计. 1.用制作棉签的实心塑料杆做标度杆，标度杆中部套一泡沫塑料球作为浮子. 2.实心塑料杆下端缠绕铜丝，调节铜丝的数量，使微型密度计能竖直漂浮在水中. 3.将调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中，待静止时，根据液面位置在标度杆上做标记，用4mm彩色胶布中心对准记号贴在标度杆上. 四、展示交流 展示自己的作品，并描述在制作过程中遇到的困难和解决的方法.从取材的合理性、刻度标注的正确和准确程度、制作的精巧和美观性等方面进行自我评价和相互评价. 1.用自制微型密度计测量密度不同的酒精，判断密度是否符合要求，哪瓶偏大，哪瓶偏小，比较测量结果与教师公布的结论是否相同. 2.如果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.若测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会. 【课堂练习】 1.小琴同学在铅笔下端粘上一块橡皮泥自制了一支密度计，将它分别置于甲、乙两种液体中，静止时两液面相平，如图所示.密度计所受的浮力F甲______F乙，则 ______液体的密度更大，______液体对容器底部的压强更大. 2.利用笔芯自制密度计，同款的新笔芯和用了一半油墨的旧笔芯应该选用，将所选笔芯放入水中，它能漂浮在水中，在笔芯上标出水面的位置A，将笔芯放入酒精中，仍可漂浮，标出液面的位置B，如图所示，该笔芯漂浮在水中受到的浮力______（“＞”、“＜”或“=”）漂浮酒精中时受到的浮力. 3.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，并用石蜡将吸管的底端封闭，做成一只简易密度计，如图甲.将该密度计分别放入水、盐水和酒精中测试发现，放入其中某一种液体时密度计不能处于竖直状态，则该液体是______，接下来合理的操作是______，改进后重新进行密度的标记实验，标记的刻度如图乙所示，则刻度A处标记的应是______的密度值，实验结束后，同学们还想进一步提高该密度计的精确度，可行的方案是__________________. 4.实验小组制作简易密度计：在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起来. （1）如图甲所示，这根吸管竖直漂浮在不同液体中时，液体的密度越大，它露出液面部分的长度越______（选填“长”或“短”）； （2）如图乙所示为设计好的密度计的一部分，其刻度线上至A下至甲C，量程是lg/cm3∼1.6g/cm3.若把这个密度计放入某种液体中，液面位置恰好在AC的中点B，则这种液体的密度______（选填“大于”、“小于”或“等于”）1.3g/cm3； （3）若只增加配重，该密度计C处对应的刻度值将变______；在配重不变的情况下，选用细的吸管，测量误差将会______一些.（选填“大”或“小”） 参考答案 一、项目提出 1.①分别测量质量和体积，计算密度，密度大的是盐水. ②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. ③使用密度计，将密度计放在两种液体，密度大的是盐水. 三、项目实施 （一）1.铜丝漂浮 ①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. ②是为了降低重心，使密度计不致于倾斜. 2.F浮＝G排＝G密度计＝ρ酒精gV排， 即G密度计＝m密度计g=ρ酒精gV排， m密度计=ρ酒精V排＝0.88g/cm3×1cm3=0.88g≈1g. 3.根据阿基米德原理和浮沉条件得：ρ酒精gV排＝m密度计g，ρ酒精V排＝ρ酒精Sh=m密度计，分别列式：0.86g/cm3×S×hA=1g、0.88g/cm3×S×hB=1g，hA=、hB=，A与B的长度差为4mm，则可列式：－＝0.4cm，解得S≈0.7cm2. 4.标度杆 浮子 配重 标记刻度 增大浮力降低重心，使密度计不致于倾斜. 【课堂练习】 1.＝ 甲 甲 2.旧笔芯 竖直 ＝ 3.盐水 加配重 酒精 适当增加配重 4.（1）长（2）小于（3）大 小 学科网（北京）股份有限公司 $$