10.4跨学科实践：制作微型密度计 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

第十章 浮力 八年级下册 •人教版2024 第4节 跨学科实践：制作微型密度计 1.能在制作微型密度计中综合认识浮力等所涉及的知识。 2.能在制作微型密度计中分析影响活动成效的主要因素。 4.能发现日常生活中与浮力应用有关的问题，提出解决方案。 3.能利用归纳的方法对制作中出现的跨学科问题进行推力，获得结论。 学习目标 密度计：直接测量液体密度的工具 原理：密度计静止时漂浮在水面上， F浮____G，同一支密度计放在不同的液体中，浮力大小_______，由公式F浮＝ρ液gV排得：V排越大，液体密度越_______． = 相等 小 刻度特点：上小下大，上疏下密 刻度间隔不均匀。 复习密度计 测量液体密度的仪器——密度计 项目提出 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. 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、快速地判断酒精是否合格. 测量酒精的密度 项目分析 观看视频，视频想一想，这是为什么？这对我们制作密度计有什么帮助？ 要制作一个微型密度计，需要完成以下任务。 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。 制作微型密度计 微型密度计的标度可根据该数量关系式进行标度。 3.微型密度计的工作原理： 　　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: G＝F浮1＝ρ水SHg G＝F浮2＝ρ液Shg ρ水SHg＝ρ液Shg h＝ ρ水 ρ液 H 物体静止时漂浮受力平衡： F浮＝G 水 其他液体 制作微型密度计 可能出现问题讨论： a.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? ①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酒精的体积。所以应减小密度计的重力(质量) b.可能吸管因直径太大，造成液面在吸管上的位置变化很小，影响判断。 ②吸管的直径影响了液面在吸管上位置的变化，所以应减小吸管直径。 密度计在密度小的液体中排开的液体多，密度计浸入液体的深度深；在密度大的液体中排开液体的体积小，密度计浸入液体的深度浅。我们标记出密度计在不同密度液体中液面的位置，比较液面与标记位置的高低，就能比较液体密度的大小了。 【项目实施】 1.设计 ①基本思路 选取一根塑料吸管，并在其的下端用蜡封口并缠上铜丝，设法让它竖直漂浮在水面上，一个简易密度计便做好了。 ②要求 设计的微型密度计需要满足放入消毒酒精小瓶中，并能较为准确的判断出酒精(密度约为0.87×103kg/m³)是否合格的。 制作微型密度计 ③估算密度计质量 根据密度公式可知，排开1~2mL酒精的质量为 m排＝ρ酒精V排＝1g 根据漂浮条件和阿基米德原理可知 微型密度计的质量也应为1g左右 F浮＝G排＝m排g F浮＝G密度计＝m密度计g m密度计＝m排 　　市面上100mL消毒酒精，其瓶口并未装满，利用微型密度计测量其密度时，排开的1~2mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出。 【项目实施】 ④估算标度杆的直径 消毒酒精的密度的合格范围为0.86~0.88×103kg/m3 A B 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。 【项目实施】 ⑤设计结构：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____________（合理即可），还要 在标度杆上固定一个浮子来增大浮力。 绕一些铜丝 标度杆——标注对应液体的密度值 浮子——增大浮力，使密度计能漂浮在各种液体中 配重——降低密度计的重心，使密度计竖直漂浮在液体中。 【项目实施】 2.制作 （1）所需器材： 塑料吸管、蜡、铜丝、浮子、水、酒精、刻度尺、 天平、<m></m>的小瓶酒精。 （2）制作过程：用制作棉签的实心塑料杆（直径约为 ）作为 ________，塑料杆中部套一个直径约 的泡沫塑料球作为______， 下端绕有铜丝作为______，初步做成一个密度计（如图）。 标度杆 浮子 配重 （3）调试密度计：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。 （4）确定标准消毒酒精的刻度：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 宽的彩色胶布中心对着记号贴在塑料杆上,微型密度计便制作好了。 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? 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。 （5）用自制密度计测量不同密度的酒精。 交流改进 用自制密度计测量老师提供的已知密度的酒精，看看测量结果与老师公布 的结论是否相同，并交流体会或分析产生误差的原因。 优点:___________________________________________________________ ___________________ 缺点:___________________________________________________________ ___________________________________ 自制微型密度计的结构简单,制作容易（或使用方便,携带方便,价格低廉,经济环保等）。 精确度不是很高,只能粗略判断酒精是否合格（或适用范围受限,不能广泛用于测量未知液体的密度等）。 展示 交流 课堂练习 1．如图所示，把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，则ρ甲___________ρ乙；若两种液体的深度相同，对容器底部的压强分别为P甲和P乙，则P甲___________P乙。（均选填“>”“<”或“=”） < < 2．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办法。如图所示是跨学科实践小组的同学们设计的微型密度计。主要由标度杆、浮子、配重等构成。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。则微型密度计（　　） A．在水中时排开水的质量大于自身的质量 B．在水中时受到水向上的压力大于自身的重力 C．在标准消毒酒精中浸入的更深一些 D．在标准消毒酒精中受到的浮力更大 课堂练习 C ρ 水gV=ρ 液gV ∴ ρ 液= ρ 水=0.75×103kg/m3 课堂练习 3．把某实心物体放入水中，发现该物体体积的四分之三浸在水中。若把它放入另一种液体中，发现该物体在这种液体中悬浮，那么这种液体的密度是______kg/m3。 解：由题意知在水中漂浮，F浮1=G ρ 水gV=mg ------① 在另外一种液体中悬浮 F浮2=G ρ 液gV=mg --------② 课堂练习 A．密度计在乙液体中受到的浮力更大 B．甲液体是浓盐水 C．两液体对容器底的压强相等 D．乙容器对桌面的压力更大 4．（2023·山东德州·统考中考真题）水平桌面上老师用相同的烧杯盛放了相同体积的水和浓盐水，让同学们进行区分，聪明的小李用吸管和橡皮泥自制了一个简易密度计，先后放入两液体中静止时如图甲、乙所示，下列说法正确的是（    ） D 课堂练习 5．（2023·山东淄博·统考中考真题）如图，将高为5cm的长方体木块缓慢放入盛满水的容器中，静止时木块在水面上漂浮，下表面到水面的距离为3cm，排开水的重力为3N。则木块下表面受到水的压强是 Pa，木块受到的浮力是 N，木块的质量是 kg，木块的密度是 kg/m3（ ，g取10N/kg）。     300     3     0.3     6×102 课堂练习 6．在跨学科实践活动中，同学们在一端封闭、粗细均匀的玻璃管中填入配重，使玻璃管能竖直漂浮在液体中，制成了密度计。下列密度计中，刻度标注可能正确的是（    ）（单位： ） A． B． C． D． B 课堂练习 7．如图是李刚在跨学科实践活动中自制的微型密度计，下面关于制作和测量过程中正确说法是（    ） A．为了能够测出100mL小瓶酒精密度，密度计要控制在1g左右 B．其中浮子是为了让密度计竖直 C．密度计上面刻度值比下面刻度值大 D．利用同一密度计测量不同液体密度时，在密度大液体中受到浮力小。 A A 8．小华在一根粗细均匀圆柱形木棒的一端缠上少许铜丝，制成一支简易密度计。将该密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，静止后如图所示，最终液面相平，两容器中液体深度相同，若两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，密度计在甲、乙两种不同的液体中受到的浮力分别为F甲、F乙，密度计排开两种不同液体的重力分别为G甲、G乙，两种不同液体对容器底部的压强分别为P甲和P乙，下列说法正确的是（　　） 多选 课堂练习 AC 课堂练习 9．小明利用家里的吸管和细铜丝自制了一支密度计，将该密度计分别放入两种不同液体中，静止后如图所示。下列说法正确的是（　　） A．密度计在甲液体中受到的浮力大 B．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．在标记刻度时，B的示数应比A大 BD 多选 课堂练习 10．在综合实践活动中制作简易密度计，实验小组将吸管的一端塞入一些铜丝作为配重，并用石蜡将吸管的底端封闭，做成一只简易密度计，如图甲，将该密度计分别放入水、盐水和酒精中漂浮时，标记的刻度如图乙所示，密度计在水、盐水和酒精中受到的浮力分别是F1、F2、F3，它们的关系是________；在水中的刻度是________，盐水的刻度线是________（后二空选填“A/B/C”）        B     C C B 课堂练习 11．小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计。 取一根粗细均匀的饮料吸管，在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口。塞入金属丝的目的之一是___________（选填“升高”或“降低”）密度计的重心，提高稳度，使吸管能竖直___________在不同液体中。 降低 漂浮 谢谢观看！ Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $