第10章 第4节 跨学科实践：制作微型密度计（讲解课件）-【优翼·学练优】2025-2026学年八年级物理下册同步备课（人教版）

该初中物理课件聚焦“制作微型密度计”实践，核心知识点为密度计工作原理（基于阿基米德原理和二力平衡）。课堂通过常用密度计无法测量小瓶液体的问题导入，引导学生提出制作任务，搭建从浮力理论到实践应用的学习支架，衔接理论与操作。 其亮点在于以跨学科实践融合科学思维、科学探究与科学态度。设计时分析密度计质量（约1g）和标度杆直径（约3mm）培养演绎推理与模型建构能力，制作中调试配重和浮子提升实践操作能力，小组合作强化锲而不舍的科学品质。项目式教学让学生深化物理观念，教师可依托完整流程提升教学效率。

第十章 浮力 第4节 跨学科实践：制作微型密度计 素养目标 物理观念：通过实验体验常用密度计测量的局限性。提出制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计的任务，提高观察能力和提出问题的能力。 科学思维：能应用阿基米德原理及二力平衡的条件分析密度计的工作原理；设计微型密度计的结构和有关参数，培养项目设计能力，发展演绎推理、科学论证及创造性的科学思维。 科学探究：通过微型密度计的制作和漂浮状态的调试，培养实践操作能力。 科学态度与责任：在微型密度计的制作过程中，经历挫折与不断创新改进，培养谦虚谨慎、锲而不舍的科学品质；通过小组分工与合作，激发合作意识，提升沟通能力。 在测量密度未知的液体时，可以将密度计放入液体中来测量，如图所示，不过常用的密度计体积较大，若遇到难以放入其中的小瓶液体，我们该如何测量呢？ 情境导入 可以制作微型密度计来测量 衔接：上课前我们首先来进行一个小游戏，这有两个吸盘，当我把其中的空气挤出来的时候，吸在了一个，有没有同学有信心把它拉开呢？…… 如何制作微型密度计呢？ 要制作一个微型密度计，你需要完成以下任务： 1.设计一个能放入小瓶中，并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。 新知探究 任务一 设计微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 思考：设计的微型密度计应满足哪些要求呢？ 密度计要能够竖直的漂浮在液体中，能通过刻度（或标记）直接读出液体的密度是否合格。做好的密度计放入小瓶后，不能触碰到瓶底，也不能使小瓶中的液体溢出。 另外，为了能判断酒精密度的变化，即密度计放入液体中后有较为明显的位置变化。因此，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。 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 密度计的质量大约为多大？ 对于100mL的小瓶酒精来说，若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 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。 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 密度计的标度杆的直径如何确定？ 消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3是合格的。若密度计漂浮在密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3的酒精中，则标度杆上的液面应该是一个范围，在范围内的酒精都是合格的，如图所示。若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0.07 cm2，直径约为3 mm。 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 密度计包含哪些必要的部件？ 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。这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成，配重位于最下方，浮子位于上方，如图所示。 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 材料准备：选用直径约为3 mm的塑料吸管（长约8.5 cm，下端用热熔胶封口）或者3 mm的实心塑料杆（长约8 cm）作标度杆，选用泡沫浮球（球体直径约为1.2 cm）作浮子，选用焊锡丝或者0.2 mm的铜丝作配重材料，提前调制好的密度为0.86×103 kg/m3和密度为0.88×103 kg/m3的酒精，盛于量筒中便于学生标记刻度 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 制作过程：1.用实心塑料杆(直径约为3 mm)作为标度杆，塑料杆中部套一个直径约1.2 cm的泡沫塑料球作为浮子，下端绕有铜丝作为配重，初步做成一个密度计，如图。 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 2.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，水面上方露出一截塑料杆。 3.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4 mm宽的红色胶布中心对着记号贴在塑料杆上，微型密度计就做好了。 新知探究 任务二 制作微型密度计 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 展示各小组制作的微型密度计，分享各自的体验和收获。 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?请分析产生误差的原因。说说你的体会。 新知探究 任务三 展示交流 衔接：还记得液体内部为什么朝各个方向都有压强呢？……（具有流动性和受到重力的作用） 跨学科实践： 制作微型密度计 设计微型密度计 展示交流 制作微型密度计 课堂小结 1.小东在一根均匀木杆的一端缠上少许铜丝，使得木杆放在液体中能竖直漂浮，从而制成一支简易密度计。小东将它分别放入甲、乙两种不同液体中，静止后如图所示。若两种液体的密度分别为ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受的浮力分别为F甲、F乙，则下列说法正确的是（　　） A.F甲＞F乙 B.F甲＜F乙 C.ρ甲＞ρ乙 D.ρ甲＜ρ乙 D 课堂练习 2.如图所示，把一个自制的密度计分别放入甲、乙两种不同液体中，下列判断正确的是（　　） A.甲液体的密度比乙液体的密度大 B.在标记刻度时B的示数应比A小 C.这个密度计在两液体中受到的浮力相等 D.自制密度计的刻度是均匀的 C 课堂练习 3.如图甲是小明用粗细均匀吸管制成的简易密度计。 （1）竖直漂浮在水中时，水面位于图中A处，图中AB间距离为10 cm，则A处应标为_____g/cm3，将该密度计漂浮在酒精中，所受的浮力_______在水中所受的浮力，它浸入酒精中的深度为_______cm。（酒精密度为0.8 g/cm3） （2）小华用另一根长度相同且较细的吸管制作了等质量的密度计，如图乙，直接将小明的刻度线和相应密度值标在自己制作的密度计上，若用小华的密度计来测量液体密度，测量值比真实值偏_______。 1 等于 12.5 小 课堂练习 4.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。小明先将吸管两端剪平，铁丝密绕成小团后塞入吸管一端，再用石蜡将该端口堵住密封；接着，将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态（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H，通过分析与计算，在吸管上分别确定密度值0.8 g/cm3、0.9 g/cm3、1.0 g/cm3、1.1 g/cm3的位置并标上密度值。使用时，将密度计静置于待测液体中，读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。 课堂练习 （1）O位置处的刻度值为_________g/cm3。 （2）吸管漂浮在其他液体中时（图乙），液面下方的深度h＝_________ 　 （用ρ水、ρ液、H表示）。 （3）管壁上标注的4个刻度值，相邻两刻度值之间的距离_______（选填“相等”或 “不相等”）。 （4）小明突发奇想，将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出，缠绕到底部外侧， 其他没有变化（图丙），他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度，测量 结果_________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。 （5）若增加塞入吸管中铁丝的质量，则制作的密度计精确程度将_______。 1.0 不相等 偏大 提高 ρ水 ρ液 H 课堂练习 声 明 本文件著作权为创作公司所有，仅限于教师教学及其他非商业性和非盈利性用途。如发现盗用、转卖、网络传播等侵权行为，本公司将依法追究其相应法律责任。 部分素材选自网络，如有争议，请联系删改。 $