第10章 第4节 跨学科实践：制作微型密度计-【名校作业】2025-2026学年八年级下册物理同步教案（人教版·新教材）

第4节  跨学科实践：制作微型密度计

【核心素养目标】

物理观念

1.能根据实际要求计算微型密度计质量、标杆直径。

2.设计并制作微型密度计。

科学思维

1.从实际出发，结合阿基米德原理、密度公式灯，计算微型密度计质量、标杆直径。

2.通过设计并制作微型密度计，加深对密度计的认识。

科学态度与责任

1.初步认识科学技术对社会发展的影响。

2.初步建立应用科学知识的意识。

【教学重点】

计算微型密度计质量、标杆直径

【教学难点】

设计并制作微型密度计

【教学方法】

讲授法、讨论法、演示实验法、列举实例法、多媒体课件演示法

【教学准备】

小泡沫塑料球、棉签的实心塑料杆、铜丝等。

 

 

 

一、引入新课

教师：消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3。上节课，我们学习了密度，知道用密度计可以测量液体的密度，那能否用密度计测量一瓶100 mL小瓶消毒酒精的密度呢？

学生：不能，因为常用的密度计体积较大，很难放入小瓶酒精中进行测量。

教师：这节课，让我们一起来制作微型密度计，利用微型密度计测量该消毒酒精的密度。

二、新课教学

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，如图所示。

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，它漂浮在不同密度的酒精中时,作为标度杆的吸管因直径太大，可能会造成液面在吸管上的位置变化很小，使我们难以判断酒精密度的大小。怎样解决这两个问题呢?

密度计所受的浮力等于它所受的重力，浮力的大小决定了排开洲精的体积。吸管的直径影响了液面在吸管上位置的变化。看来，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。

1.估算密度计的质量

对于100mL的小瓶酒精来说，若微型密度计测量时排开1~2 mL,的酒精，一般不会导致酒精的溢出。1~2 mL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.估算标度杆的直径

可以认为消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103kg/m3是合格的。如图所示，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；漂浮在0.88×103kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的B位置，则测量时液面位于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。为此，可设定A、B间的长度不少于4 mm。

这样，根据圆柱体的体积公式，就可以计算标度杆的横截面积和直径了。通过估算，可以知道标度杆的横截面积约为0.07cm2，直径约为3mm。

3. 设计微型密度计的结构

为了使微型密度计能在酒精中竖直漂浮，需要在标度杆下部增加配重(如绕一些铜丝)，但绕铜丝后的标度杆放在酒精中会下沉，因此还要在标度杆上固定一个浮子来增大浮力。这