第九章 跨学科实践 设计制作简易密度计 课件 2025-2026学年物理苏科版八年级下册

该初中物理课件围绕“设计制作简易密度计”实践项目，核心涉及浮沉条件、漂浮条件及液体密度测量，通过“鸡蛋在水和盐水中的浮沉”视频导入，结合温故知新环节推导浮力与重力公式，为实践制作搭建理论支架。 其亮点在于以项目式学习贯穿，从提出微型密度计制作需求，到设计（估算标度杆直径、调整配重浮子）、制作（选择泡沫球浮子等材料）、检验（判断酒精密度是否合格），渗透科学探究与科学思维。例如误差分析环节培养质疑创新，学生通过实践深化物理观念，教师可依托项目提升教学互动性。

跨学科实践 设计制作简易密度计 苏科版（2024）物理八年级下册 第九章 压强和浮力 1 素养目标 1.能灵活应用浮沉条件比较浮力大小 2.能利用漂浮条件的等量关系，制作微型密度计 3.能利用漂浮条件设计实验测量液体的密度 视频：鸡蛋在水和盐水中的浮沉 新课讲解 5 温故知新 F浮 ＞ G G = m物g = ρ物V物g F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g ρ液V排g ＞ ρ物V物g ρ液 ＞ ρ物 物体浸没 V排 = V物 浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮 F浮 G 上浮 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，是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。 项目提出 制作微型密度计 项目分析 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。 测量原理 物体的漂浮条件： F浮=G物 分析： 密度计在三种液体中都漂浮， 所以，F浮1=G密度计，F浮2=G密度计，F浮3=G密度计 甲 乙 丙 可以得到：F浮1=F浮2=F浮3 即：ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3 由图知V排1＞V排2＞V排3，故 ρ1＜ρ2＜ρ3 同一支密度计 该项目中我们只需检查酒精的密度是否在一个合理的范围内，所以只需在密度计的标度杆上标出一个范围，测量酒精的液面是否在这个范围之内，就可以判定该酒精是否合格。 ρ1 ＜ ρ2 ＜ ρ3 ρ1=0.86×103kg/m3 ρ2=0.87×103kg/m3 正确判断 项目实施 设计 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）基本思路 自制密度计放入盛酒精的小瓶后，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？ 直径太大 触碰瓶底 位置变化很小 密度计所受浮力的大小等于它所受的重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积。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。 F浮 G 对于100 mL的小瓶酒精来说，若用微型密度计测量时排开1~2 mL的酒精，一般不会导致酒精溢出。1~2 mL酒精的质量为1 g左右，因此我们设计的微型密度计的质量也应为1 g左右。 估算标度杆的直径 消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3 A B 密度计漂浮在0.86×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的A位置 密度计漂浮在0.88×103 kg/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之间的酒精都是合格的 注意：A、B 间的长度过小，不便于观察者分辨。建议不少于4 mm 估算标度杆的直径 V圆柱体 = S横截面积h 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。 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（如缠上一些铜丝），但增加了配重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 标度杆 配重 制作 1.选择材料 (1)浮子：可以用小泡沫塑料球作为浮子，也可以截一段稍粗点的塑料管，将其两头封口作为浮子。 (2)标度杆：用直径约为3 mm的细塑料管、做棉签的实心塑料杆或细的圆珠笔芯等来做标度杆。 (3)配重：在空心的细塑料管下端插入一段粗铁丝或粗铜丝作为配重，改变铁丝或铜丝的长度就可以调节配重。 2.制成作品 大家可以团队协作，发挥各自的聪明才智，选择合适的标度杆、浮子和配重，完成微型密度计的制作。 1.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，初步做成一个密度计(如图)。 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。 下面的制作方案供同学们参考。 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。 4.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(如图)。 制作的密度计放入酒精中不能竖直时，可按如下方法调整： ①调整底部金属丝，使其尽可能分布均匀，尽可能靠近下端； ②减少吸管露出水面部分的长度，降低吸管的重心，也有利于其保持竖直； ③在浮子的一侧粘上一个配重。 将吸管穿过塑料小球并固定小球。 用打火机加热塑料吸管的底端，捏合封闭底端并缠绕金属丝。 调整缠绕的金属丝的长度，使密度计浸入标准酒精中的深度合适，并能竖立。 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? 消毒酒精编号 1 2 3 实际密度(g/cm3) 测量的结果 (符合/偏大/偏小) 0.83 0.87 0.90 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。 密度计的上下限标记和塑料杆的直径有关，当测量该数据不准确时，会造成标记的错误，如果测量的直径偏大，则算出来的刻度范围偏小；反之则偏大。 自制密度计判断清水和盐水 密度计及测量液体的密度 总结+练习 27 设计制作简易密度计 项目提出 设计和制作一个微型密度计 展示交流 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。 1.检验几瓶密度不同的酒精消毒液； 2.进行误差分析； 3.交流谈谈自己的体会。 项目分析 项目实施 1.设计一个微型密度计 2.制作一个微型密度计 某同学将一支自制的简易密度计放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止后的情形如图所示，两液面相平，下列 判断正确的是( ) A.密度计在甲液体中受到的浮力和在乙液体 中受到的浮力不同 B.甲液体对容器底部的压强比乙液体对容器 底部的压强小 C.密度计越靠上的刻度，对应的密度值越大 D.甲液体的密度比乙液体的密度大 √ 答案：B 解析：A.密度计漂浮在两种液体中，受到的浮力都等于密度计受到的重力，所以所受浮力相等，故A错误； BD.根据阿基米德原理 ，因为浮力相同，排开液体的体积越大，液体的密度越小，所以甲液体排开的体积大，甲液体的密度小于乙液体的密度；又因为两液面相平，根据 可知，甲液体对容器底部的压强小于乙液体对容器底部的压强，故B正确，D错误； C.根据同一物体浮在不同液体中 一定时， 与 成反比可知，液体的密度越大，排开液体的体积越小，所以密度计的刻度越靠下密度值越大，故C错误。 桌子上有两个相同容器，且分别盛有相同质量的盐水和清水，图甲是小明同学自制的密度计。将密度计放入两个相同容器，密度计静止后如乙、丙两图所示。下列分析正确的是( ) A.密度计在乙容器中受到的浮力较大 B.密度计在丙容器中排开液体的质量较大 C.乙容器对桌面的压强较大 D.丙容器中装有盐水 √ 答案：D 解析：A.密度计在两种液体中都处于漂浮状态，受到的浮力均等于其重力。由于密度计重力不变，所以在乙、丙两容器中受到的浮力相等，故A错误； B.根据阿基米德原理，浮力等于排开液体的重力。由于密度计在两种液体中受到的浮力相同，所以排开液体的质量也相同，故B错误； C.两容器中液体质量相同，密度计排开液体的质量也相同，因此两容器对桌面的压力相同。由于容器底面积相同，所以对桌面的压强相等，故C错误； D.由于密度计在两种液体中受到的浮力相同，根据阿基米德原理，密度计在乙图中浸入液体的体积较大，说明乙容器中液体密度较小（清水），丙容器中液体密度较大（盐水），故D正确。 上课时，老师带来了形状相同、质量不同的A、B两支密度计，但没携带电子天平。为了比较两密度计的质量大小，小明先后把两密度计放入装有水的柱形容器内，记录了静止时水面的位置，如图所示。（取放过程中水的损失忽略不计）请根据相关信息判定两密度计的质量大小关系并说明理由。 答案：见解析 解析：由图知，两密度计在两杯水中都处于漂浮状态，则浮力都等于密度计的重力；由图知密度计排开水的体积关系为 大于 ，液体密度相同，根据 可知密度计A受到的浮力大，则密度计A的重力大，即 ，由 知密度计A的质量大于密度计B的质量。 谢谢观看！ 35 $