第10章　第4节　跨学科实践制作微型密度计（课件）-2024-2025学年人教版八年级物理下册

第十章　浮力 第4节　跨学科实践制作微型密度计 返回首页 课程标准(2022年版) 本节要点 2.2.9　能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象. 5.1　　物理学与日常生活. 5.2　　物理学与工程实践. 1.通过设计密度计，让学生了解其工作原理. 2.通过制作密度计，培养学生动手、创新能力. 3.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. 返回首页 密度计的原理 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.这就制成了一个最简单的密度计，如图所示. 返回首页 (1)设密度计的横截面积为S，密度计在水中漂浮时浸入水中的深度为h水.根据二力平衡原理可知，漂浮时G密度计 F浮；由F浮＝ρ液gV排＝ρ水gSh水得，G密度计＝ρ水gSh水；若密度计在某液体中漂浮时浸入其中的深度为h，同理可得G密度计＝ ；由以上两式得h ＝ 　 (用ρ水、h水、ρ液表示). ＝　 ρ液gSh　 返回首页 (2)根据上式可得，密度计浸入待测液体的深度h与待测液体的密度ρ液成 比，其关系图像可能是 (填字母). 反　 C　 返回首页 (3)根据比例关系，我们会发现：若液体密度越小，则密度计浸入的深度h越 ，所以密度计上刻度数值应该是 ⁠ (选填“上小下大”或“上大下小”)的；从图像分析可得，密度计的刻度分布是 (选填“上疏下密”“上密下疏”或“均匀”)的. 大　 上小下大　 上疏下密　 返回首页 综合实践活动课上，小明用一根长约20 cm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. (1)制作时，小明先将吸管两端剪平，细铁丝绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封，这样做目的是为了降低重心，让密度计 在液体中. 竖直漂浮　 返回首页 (2)接着，将吸管置于水中(图甲)，用笔在吸管上标记此时水面位置O，取出吸管，量出O点至封口端的距离为H，吸管漂浮在其他液体中时(图乙)，液面下方的深度为h，已知H＞h，由此可知：ρ水 ⁠ρ液(选填“＞”“＜”或“＝”)，h＝ 　 (用ρ水、 ρ液、H表示).(忽略石蜡封口等引起吸管的体积变化) ＜　 返回首页 (3)为了检验自制密度计是否准确，他去实验室借来一支真实的密度计进行实验，观察发现密度计的玻璃管上端部分比下端更细(图丙)，这样制作的主要目的是 (填字母). D　 A. 便于用手取用，易于操作 B. 为了节约成本，避免浪费材料 C. 减轻密度计的质量，使密度计能够漂浮在液体中 D. 密度计相邻两刻度线之间的距离增大，减小读数误差 返回首页 密度计的制作 小明制作简易密度计. (1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端缠绕铜丝并用石蜡封口.下端缠绕铜丝的目的是使吸管能 (选填“水平”或“竖直”)漂浮在液体中. 竖直　 返回首页 (2)将吸管放到水中的情景如图甲(a)所示，测得浸入水中的长度为H；放到另一液体中的情景如图甲(b)所示，浸入的长度为h.用ρ液、 ρ水分别表示液体和水的密度，则ρ液 ρ水(选填“＝”“＞”或“＜”)，h＝ (用ρ水、ρ液及H表示). ＞　 　 甲 返回首页 (3)小明根据图甲(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3，下同)，再利用上述h的关系式进行计算，标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出).发现1.1刻线在1.0刻线的 (选填“上”或“下”)方，相邻刻线的间距 (选填“均匀”或“不均匀”). 下　 不均匀　 甲 返回首页 (4)图乙是小明用不同的粗细均匀吸管制成的密度计竖直漂浮在水中的情形，其中密度计 (选填“①”“②”或“③”)在测量液体密度时结果更精确.因为密度计漂浮在液面上，G＝F浮，即G＝Shρ液g，则有h＝，对于同一密度计，G、S、g都是定值，可 记为系数k，则函数关系式为h＝，即h是ρ液的反比例 函数，根据函数关系可知，G一定时，S越小，对应的k值 越大，Δh更大，也就是相邻两刻度线的距离大，更精确. ③　 乙 返回首页 (5)小明发现，当液体密度较小时，密度计浸入液体的深度过大，很容易触底，导致无法使用，经过小组讨论，小明找到了改进的方法：密度计浸入液体下的部分安装一个小泡沫塑料球(图丙)，增大其排开液体的 ⁠. 体积　 丙 返回首页 1. 在木棒的一端缠绕一些铜丝制成两个完全相同的简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个相同的烧杯中，当它们竖直漂浮在液体中时，烧杯中的液面高度相同，如图所示.下列说法正确的是(　C　) A. 两个简易密度计所受浮力F浮甲＜F浮乙 B. 两个烧杯中液体的密度ρ甲＞ρ乙 C. 两个烧杯对桌面的压力F甲＜F乙 D. 两个烧杯底部受到液体的压强p甲＞p乙 C 返回首页 2. 小强同学取来一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口，制成一个能始终竖直漂浮在液体中的简易密度计.如图所示，用这个简易密度计测量某液体的密度，实验步骤如下：(ρ水＝1.0×103 kg/m3) 返回首页 ①用刻度尺测出密度计的长度是10 cm； ②将密度计放入盛有水的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是4 cm； ③将密度计从水中取出并擦干，然后放入盛有被测液体的烧杯中，静止后测出密度计露出水面的长度是2 cm； ④则被测液体的密度是 g/cm3. 0.75　 返回首页 【解析】密度计在水中和在液体中都漂浮，根据漂浮条件得，密度计受到的浮力都等于重力，所以密度计在水中和在液体中受到的浮力相等，即F水浮＝F液浮，设密度计的横截面积为S，密度计浸入水中的深度为h水，密度计浸入液体中的深度为h液，根据阿基米德原理得ρ水gSh水＝ρ液gSh液，所以液体的密度ρ液＝ρ水＝× 1 g/cm3＝0.75 g/cm3. 返回首页 3. [物理学与工程实践]小李制作简易密度计. (1)取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口.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 (选填“越长”“越短”或“不变”). 越大　 返回首页 (2)将吸管放到水中的情景如图乙所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图丙所示，浸入的长度为h.用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度，则h与ρ水、ρ液、H的关系式是h＝ ⁠. 　 返回首页 (3)小明根据图甲在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3，下同)，再利用上述关系式进行计算，标出了0.9、1.1的刻度线，如图所示，则标示正确的图是 (填字母). C　 返回首页 $$