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

该初中物理课件围绕浮力章节中密度计的原理、制作与应用展开，通过复习密度计漂浮原理和构造，结合“判断消毒酒精是否合格”的项目任务，以问题引导（如“密度计太重会触碰瓶底吗”）和计算步骤为支架，衔接理论与实践操作。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过观看视频分析检测方式，设计中计算密度计质量（0.86g-1.76g）、标度杆直径（约3mm）等培养科学推理，制作步骤提升动手能力。学生能深化浮力与密度的物理观念，教师可依托具体方案高效开展跨学科实践教学。

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 会使用简易密度计测量液体密度。（重点） 02 知道制作简易密度计的方法和步骤。（重点） 01 理解密度计刻度的原理。（难点） 03 提高简易密度计的测量精度。（难点） 04 学习目标 铅粒 原理：漂浮，F浮=G计 构造：①粗细不均匀的密封玻璃管，管的下部装有少量密度较大的铅丸②。 ③刻度示数：上小下大 ④刻度不均匀，上疏下密 用途：测量液体密度 空心玻璃泡， ↑V排，有上浮趋势 配重，有下沉趋势 使密度计保持竖直 复习密度计 降低重心 拓展：轮船的船身上一般还标有一些刻度，同学们知道是什么吗？（船舶载重线，是指勘绘于船中两舷外板上以确定船舶在不同区带、区域和季节期航行所允许达到的满载水线。中国《船舶与海上法定检验技术规则》对国际和非国际航线船舶的载重线标志的勘绘有所规定。位于标准海水或标准淡水水域中的船舶，当其船中吃水超过规定载重线上边缘时，则表明该船已处于超载状态,其结果造成储备浮力减小，航行的安全性得不到保障，海事监督机构可禁止其离港航行） 但是各地区，各季节的水的密度略有差异，这就导致了海水的载重线会发生变化。（根据F浮=ρ液gV排可得，船的重量不变，处于漂浮状态，因此冬季和夏季时受到浮力一样。又因为冬季载重线较低，说明船身位于水面下部位较少，V排较小，那么则冬季的ρ液应当较大，这样冬季和夏季时受到浮力才会一样） 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。通常认为消毒酒精密度在0.86×103--0.88×103kg/m³是合格的。 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。 项目分析 观看视频，想一想，这是为什么？这对我们制作的密度计标度有什么启发？ 设计微型密度计--①检测方式 项目分析 液体密度小，密度计浸入深度深； 液体密度大，密度计浸入深度浅； 0.88×103kg/m³ 0.86×103kg/m³ 测量时液面位于A、B之间的消毒酒精都是合格的。 设计微型密度计--①检测方式 设计微型密度计--②关键物理量设计 a.自制密度计放入小瓶后，若太重可能会触碰瓶底，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.若细管太粗可能因直径太大，造成液面在细管上的位置变化很小， 影响判断。 ②细管的直径影响了液面在细管上位置的变化，所以应减小细管直径。 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 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0.86g-1.76g 以下取1.2g F浮＝G排＝m排g F浮＝G密度计＝m密度计g m密度计＝m排 设计背景：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。 设计微型密度计--②关键物理量--质量设计 ≈0.86g-1.76g A B 设计微型密度计--②关键物理量--标度杆的直径设计 便于观察者分辨，可设定A、B间的长度不少于4mm。 A以下体积： VA = (1.2/0.86) cm3＝_______ B以下体积 : VB = (1.2/0.88) cm3＝ _______ AB 之间体积 : ΔV = VA－ VB ＝________ 标度杆横截面积: S = Δ V / lAB ＝________ 由S=r2，算得标度杆直径约 ____ mm 预留可变体积 通过估算，可以知道标度杆的横截面积约为0.08cm², 直径约为3mm。 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①增加配重（如____________（合理即可），还要 在标度杆上②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。 设计微型密度计--结构设计 三、制作 1. 选择材料 塑料杆 直径约 3 mm 金属丝 8 cm 浮子 直径约 1.2cm 总质量约 1.2 g (1)浮子（直径约 (2)标度杆（4mm标记） (3)配重（可裁剪的铜丝） 2. 制成作品 (1)组装器材 (2)调节配重 (3)标记刻度 2 4 3 1 3.制作小Tips 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。 确定标度下线： 法1.用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。 法2： 微型密度计的标度可根据该数量关系式进行标度。 　　细管的横截面积为0.08cm2，测出吸管浸入水中的深度h；若漂浮在密度为0.88g/cm3的酒精中，则浸入的深度H G G F浮2 F浮1 H h 水 酒精 B以下体积： VB = (1.2/0.88) cm3＝_______ C以下体积 : VC = (1.2/1) cm3＝ _______ B C BC之间体积 : ΔV = VB － VC ＝________ 标度杆标记距离: ΔH = Δ V / s ＝________ A A B 可计算得BC间高度差ΔH=2cm 三、制作 1. 选择材料 塑料杆 直径约 3 mm 金属丝 8 cm 浮子 直径约 1.2cm 总质量约 1.2 g 2. 制成作品 (1)组装器材 (2)调节配重 (3)标记刻度 3. 展示交流 使用自制的密度计分别测量甲、乙、丙三种不同消毒酒精的密度大小，并判断是否合格。 (1)浮子（直径约 (2)标度杆（4mm标记） (3)配重（可裁剪的铜丝） 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 1．（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 2．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 3．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 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $