内容正文:
第4节 跨学科实践:制作微型密度计
八年级
初中物理
第十章 浮力
根据要求制作微型密度计,并用所制作的密度计判断酒精的密度是否合格。
学习目标
项目提出
常用密度计体积较大,很难放入小瓶酒精中,需要设计、制作一个能方便、快速地判断酒精是否合格的微型密度计。
消毒酒精的密度约为0.87×103 kg/m3,用密度计测量酒精的密度,可以初步判断其是否合格。
小瓶酒精
3
1.设计
项目实施
简易密度计
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,这就是一个简单的密度计。
(1)设计思路
自制密度计放入小瓶后可能会触碰瓶底,还可能会使酒精溢出。另外标度杆(吸管)的直径过大时,可能会造成液面在吸管上的位置变化很小。如何解决这两个问题?
关键点:密度计的质量、标度杆的直径
相对于100 mL的小瓶酒精,密度计排开酒精的体积为1~2 mL时,一般不会导致酒精的溢出,1~2 mL的酒精的质量约为1 g左右,则微型密度计的质量应为1 g左右。
(2)估算密度计的质量
估算原理:F浮=G排
设消毒酒精的密度0.86×103~0.88×103 kg/m3为合格。
(3)估算标度杆的直径
A
0.86×103 kg/m3
B
0.88×103 kg/m3
当密度计放入之后,液面位置在A、B之间,均为合格,为了便于观察,设定A、B之间的长度不小于4 mm。
m杆g=G杆=F浮=ρAgV排= ρAghAS杆= ρBghBS杆
m杆=1 g
ρA=0.86×103 kg/m3
ρB=0.88×103 kg/m3
S杆≈0.07 cm2
d杆≈3 mm
使密度计能竖直漂浮
(4)设计微型密度计的结构
绕铜丝后的标度杆会在酒精中下沉
在标度杆下部增加配重(如绕铜丝)
在标度杆上固定一个浮子来增大浮力
2.制作
(1)选择材料
浮子:
标度杆:
配重:
泡沫塑料小球
直径约为3 mm的细塑料管、细圆珠笔芯等
绕细铜丝、在下端封入一段粗铁丝等
2.制作
(2)制作成品
实心塑料杆
塑料球
铜丝
合格范围
将微型密度计放入小瓶酒精中,当密度计静止时,酒精液面在合格范围时,酒精合格。
设计
课堂小结
方便、快速的判断酒精是否合格
跨学科实践:制作微型密度计
项目实施
项目提出
制作
随堂练习
1.如图所示,把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中,则下列判断正确的是( )
A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大
B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C.甲液体的密度较大
D.丙液体中的密度最小
D
甲 乙 丙
$$