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

八年级下册 •人教版 第十章 浮力 10.4 跨学科实践：制作微型密度计 本节导读 学习目标 引入新课 探究新知 课堂小结 课堂达标 1 2 3 4 5 目录导读 学习目标 1.学会利用日常材料（如吸管、细铁丝、橡皮泥等）制作简易密度计。 3.尝试改进密度计的设计（如增大测量范围、提高精度）。 2.能用自制的密度计测量常见液体（如水、盐水等）的密度，并分析误差来源。 3 课前回顾 温故知新 1.密度计的原理是什么？刻度有什么特点？ 密度计是根据物体的浮沉条件，漂浮时浮力等于重力的道理制成的。 2.通过这种简单的密度计如何比较两杯液体密度的大小？ 间距不均匀，刻度上小下大。 两次密度计所受浮力相等，根据F浮=G排= ρ水gV排，甲中V排比乙中V排大，所以ρ甲＜ρ乙。 4 项目提出 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，是一种初步判断酒精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。 测量酒精的密度 如果能设计和制作一个微型密度计，测量时只需把微型密度计放入小瓶中，就能方便、快速地判断酒精密度否合格。 项目分析 项目分析 , 1.设计一个能放入小瓶中，并能用来判断酒精是否合格的微型密度计。 2.按照设计要求，完成微型密度计的制作。 要制作一个微型密度计，需要完成以下任务。 6 项目实施 项目实施 (1)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。 1.设计 要设计符合要求的密度计应该着重考虑两个因素: 一个是密度计的质量，另一个是标度杆的直径。 项目实施 , 对于100mL的小瓶酒精来说，若用微型密度计测量时排开1~2mL的酒精，一般不会导致酒精溢出。 1~2 m酒精的质量为1g左右，因此我们设计的微型密度计的质量也应为1g左右。 (2)估算密度计的质量 项目实施 消毒酒精的密度为0.86~0.88g/cm3是合格的。 如图： (3)估算标度杆的直径 A B 为此，可设定A、B间的长度不少于4 mm。 密度计漂浮在0.86g/cm3酒精中 密度计漂浮在0.88g/cm3酒精中 测量时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。 A、B间的长度过小，不便于观察者分辨。 项目实施 设标度杆的横截面积为S ①如图甲，A液面对应密度 ρ酒精=0.86g/cm3 F浮=G=mg F浮=ρ酒gV排A m= ρ酒V排A 故 V排A== =1.163cm3 项目实施 , 所以 S== =0.0675cm2 由可S=可得r=0.15cm 经计算标度杆的直径大约为3mm ②如图乙， B液面对应密度 ρ酒精=0.88g/cm3 同理，故 V排B== =1.136cm3 VAB=V排A-V排B=1.163cm3-1.136cm3=0.027cm3 项目实施 (4)设计微型密度计的结构 微 型 密 度 计 标度杆 浮子 配重 使微型密度计能在酒精中竖直漂浮 在标度杆下部增加配重(如缠上一些铜丝) 标度杆上固定一个浮子来增大浮力 项目实施 2.制作 (1)选择材料 ①浮子 塑料球 截取一段粗吸管将其两头封口 泡沫球 项目实施 ②标度杆 直径3mm细塑料管 细的圆珠笔芯 实心塑料杆 项目实施 ③配重 空心的细塑料管下端插入铁丝 实心塑料杆下端 缠上若干圈铜丝 改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重 15 项目实施 , (2)制成作品 用制作棉签的实心塑料杆(直径约为3mm)作为标度杆，塑料杆中部套一个直径约1.2cm的泡沫塑料球作为浮子，下端绕有铜丝作为配重，初步做成一个微型密度计。 步骤一：组装器材 项目实施 步骤二：调节配重 把这个密度计漂浮在水中调节配重。改变铜丝的长度，使密度计在水中漂浮时浮子浸没在水中，水面上方露出一段标度杆。 项目实施 步骤三：标记刻度 把调好配重的微型密度计放入标准消毒酒精中。待微型密度计静止时，依据液面的位置在标度杆上做一个记号。最后，用4mm宽的彩色胶布中心对着记号贴在塑料杆上，微型密度计就做好了。 用微型密度计测量小瓶酒精的密度 展示交流 展示交流 1.老师准备了若干瓶密度不同的 酒精，请用自制的微型密度计测 量这些酒精，判断哪瓶酒精的密 度符合消毒酒精的要求，哪瓶密 度偏大，哪瓶密度偏小。 你的测量结果与老师公布的结论 相同吗? 视频欣赏：自制密度计 展示交流 2.如果你的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.如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会。 （1）管径粗细不均会导致标记刻度不准确。 （2）密封性差，若吸管底部未完全密封，液体渗入会改变质量，导致测量不准确。 （3）配重没有调节好，测量时密度计倾斜，导致测量不准确。 ······ 课堂小结 制作微型密度计 设计 原理 制 成 作 品 1 选择材料 浮子 度杆 配重 2 制作 组装器材 调节配重 标记刻度 3 展 示 交 流 物体漂浮 F浮=G 密度计质量大约1g 标度杆的直径3mm 构成：标度杆、浮子和配重 21 1.如图，把一个自制的密度计分别放入两种不同液体中，下列判断错 误的是（  ） 达标练习 C A．甲液体的密度比乙液体的密度小 B．这个密度计在两液体中受到的浮力相等 C．在标记刻度时B的示数应比A小 D．适当增加配重铁丝的质量可以提高密度计的灵敏度 达标练习 2.小明自制了一个简易密度计：他用一根细竹签作为标度杆，在其下端缠绕适量的铜丝作为“配重”，然后在竹签中部套上一个泡沫球作为“浮子”。他将自制的密度计放入水中时，状态如图所示，然后在标度杆的水位处标上“1g/cm3”。下列分析中正确的是（ ） A．“配重”的主要作用是降低重心、提高稳定性、 使密度计整体竖立在液体中 B．“浮子”的主要作用是提供足够大的浮力，以 使得密度计整体漂浮在液体中 C．根据放入水中的标度来看，该密度计目前更适合用来测量密度比水大的液体 D．如果想要测量密度小于水的液体，可以换一个体积更小些的泡沫球作为浮子 ABC 达标练习 3.密度计是物体位于漂浮条件下的一个应用；如图所示密度计分别放入甲、乙两液体中静止时，液面分别在密度计上的A、B两刻度位置，由此可知，两液体的密度关系ρ甲 ρ乙 , F甲 F乙 。（均选填“>”“<”或“=”） < = 达标练习 4．微型密度计的构造及应用 （1）设计 ①基本思路：密度计所受的浮力等于它所受的          ，浮力的大小决定 了排开待测液体的          。标度杆的直径影响了液面在标度杆上位置的 变化。 ②估算密度计的质量。 ③估算标度杆的直径。 重力 体积 达标练习 ④设计微型密度计的结构：为了使微型密度计能在待测液体中竖直漂浮，需要在标度杆下部增加          （如缠上一些铜丝），但增加了配重的标度杆放在待测液体中会下沉，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          、          和          三部分组成，配重位于最下方。 （2）制作 ①选择材料。 ②制成作品。 配重 标度杆 浮子 配重 (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A至下C，量程是1g/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)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”） 4.跨学科实践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。 达标练习 长 小于 小 实验步骤如下： ①用刻度尺测出竹筷的长度L； ②在竹筷的下端缠上适量的细铅丝； ③把自制的密度计放入盛水的烧杯中，静止后测出液面以上竹筷的长度h1（如图所示）； ④把自制的密度计放入盛盐水的烧杯中，静止后测出液面以上竹筷的长度为h2。 达标练习 5.小亮在家中自制了一个简易密度计来测定盐水的密度。实验器材为：刻度尺、圆柱形竹筷、细铅丝、烧杯、水、待测盐水。 根据上面的步骤回答下列问题： (1)竹筷下端缠上适量细铅丝，是为了让竹筷在液体中能保持在          方向。 (2)该密度计是利用竹筷在液体中           （选“漂浮”或“悬浮”）工作的. (3)竹筷下表面受到水的压强           （选填“大于”“等于”或“小于”）该竹筷下表面受到盐水的压强。 (4)被测液体的密度越大，密度计排开液体的体积           （选填“越小”或“越大”）； (5)被测盐水的密度表达式：ρ盐水=            （不计细铁丝的体积，水的密度为 ρ 水）。 达标练习 竖直 漂浮 等于 越小 谢谢观看 30 Lavf58.20.100 $$