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

第十章——浮力 第4节 跨学科实践： 制作微型密度计 八年级物理下册 •人教版（2024新版） 学习目标 01 通过分析一些实例了解质量的初步概念，知道质量的单位及其换算。 02 通过实际操作，掌握天平的使用方法，学会用天平测量固体和液体的质量。 03 通过观察、实验，认识质量是不随物体的形状、物态、空间位置而变化的物理量。 04 了解密度知识在生产生活中的应用，感受物问题中的价值。 项目提出 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，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。 项目分析 1. 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。 G G F浮2 F浮1 H h 根据漂浮条件和阿基米德原理可得: F浮1＝ρ水SHg F浮2＝ρ液Shg ρ水SHg＝ρ液Shg h＝ ρ水 ρ液 H 项目分析 3. 选择材料，完成制作。 2. 设计一个微型密度计。 （1）标度杆：空心塑料吸管 （2）配重：细铁丝（铜丝） （3）工具：剪刀、打火机、 油性笔、钳子 配重降低重心 浮子增大浮力 标度杆 项目实施 4.制作过程 （1）用打火机将吸管的一端加热并按压密封起来 （2）在吸管被密封的一端缠绕2圈细铁丝。 （3）将密度计放入水中，使其漂浮，并通过改变细铁丝的长度调节密度计的配重，最终使密度计在竖直漂浮在水中。 （4）用油性笔标记出吸管露出水面的位置标为1，即水的密度在这个密度计所在刻度。 项目实施 消毒酒精的密度的合格范围为0.86~0.88×103kg/m3 a.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。 A B 课堂习题 1.将适量的橡皮泥捏黏在铅笔的一端（能使铅笔竖直浮在液体中），这就制成了一个简易密度计。将它分别放置于甲、乙两种液体中，静止时的情景如图所示。下列说法中正确的是（　　） A.该简易密度计在甲液体中受到的浮力较大 B.该简易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.乙液体的密度较大 D 课堂习题 2.如图所示为一种自制简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的，用它来测量液体密度时，该密度计会 （选填“悬浮”、“漂浮”或“下沉”）在被测液体中．将其分别放入装有液体密度为ρ1和ρ2的两个烧杯中，此时液面高度相同，可以判断：ρ1 ρ2． 若该密度计两次测量中排开液体的质量分别为m1、m2， 则m1 m2．若液体对容器底部的压强分别为P1、P2，则P1 P2 。（后三空选“＜”、“=”或“＞”） 漂浮 < = < 课堂习题 3.在学习了如图甲所示的密度计后，小杰在木棒的一端缠绕一些铜丝，自制了一个简易密度计。他将密度计分别放入盛有不同液体的乙、丙两个烧杯中，密度计均能竖立在液体中，其中浸入液体的深度比为5:2。下列说法正确的是( )。 A.密度计在液体中处于悬浮状态 B.若乙中液体为水，则丙中液体密度为2.5 g/cm3 C.乙和丙中液体密度之比为5:2 D.密度计底端在乙和丙中所受液体压强之比为5:2 B 课堂习题 1. 物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如图所示，密度计在液体中受到浮力F甲 F乙，液体对杯底的压强p甲 p乙。（均选填“＜”“=”或“＞”） = ＜ 2. 小明把制作好的微型密度计放入酒精中时，发现浮子的一部分露在液面上方，为此他应该采取的措施是__________ ___________________________（合理即可）。 多缠绕一些 金属丝（或减小浮子的体积） 课堂习题 3.水平面上的两个相同柱形容器 A、B，分别盛有体积相等的同种液体。将甲、乙两支不同的密度计放入液体中，处于如图 10-4-6 所示的静止状态，下列判断正确的是（ ) A. 两密度计所受浮力 F甲=F乙 B. 两密度计的质量m甲<m乙 C. 两密度计受到液体向上的压力F向上甲>F向上乙 D. 液体对容器底部的压力FA​=FB B 课堂习题 4.利用塑料笔芯自制密度计，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 飘浮，标出液面的位置B，如图所示。改笔芯漂浮在水中和 酒精中时受到的浮力大小 。已知水的密度ρ1=1 g/cm3， 酒精的密度ρ2=0.8 g/m3，若笔芯漂浮在密度为ρ3=0.9 g/cm3 的液体中，则液面对应的位置可能是 （选填“C”或“D”）。 旧笔芯 竖直 相等 D 课堂习题 5.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/cm,B处为1.8g/cm。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”小于”)1.4g/cm。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”调小”)。 增加 小于 调大 课堂习题 6.图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至将圆柱体逐渐浸入水中．整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，g取10 N/kg.求： （1）圆柱体受到的重力 （2）圆柱体受到的最大浮力 （3）圆柱体的密度 （4）当圆柱体刚好浸没时，下表面受到水的压强 $$