【公开课】跨学科实践：制作微型密度计++课件物理人教版八年级下册

第十章

浮力第4节

跨学科实践：制作微型密度计3.通过跨学科融合，激发对科学探索的兴趣，体验知识的综合运用和培养创新思维和环保意识1.知道漂浮条件在密度计制作中的应用2.通过制作微型密度计培养设计方案、具体动手操作及发现问题并解决问题的能力学习目标课堂导入密度计及测量液体的密度视频新知探究

消毒酒精的密度约为0.87×103kg/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。新知探究

制作微型密度计项目分析新知探究

制作微型密度计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同一支密度计新知探究

制作微型密度计正确判断

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＜

ρ3ρ3=0.88×103kg/m3ρ1=0.86×103kg/m3

ρ2=0.87×103kg/m3

新知探究

制作微型密度计1.设计（1）基本思路

如图所示，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。项目实施新知探究

制作微型密度计（2）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1~2mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出。1~2mL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

制作微型密度计（3）估算标度杆的直径

ρ1=0.86g/cm3ρ3=0.88g/cm3ρ2=0.87g/cm3分析：由阿基米德原理知：F浮=G排=ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3

又因为密度计漂浮：F浮=G密度计=m密度计g

所以有：m密度计=ρ1V排1=ρ3V排3ΔV排=V排1－V排3=－m密度计ρ1m密度计ρ3

将密度计的质量m密度计=1g，ρ1和ρ3带

入上式，可解得ΔV排=0.0264cm3新知探究

制作微型密度计（3）估算标度杆的直径

为了便于观察者分辨，可设定A、B

间的长度：h=4mm=0.4cmρ1=0.86g/cm3ρ3=0.88g/cm3ρ2=0.87g/cm3

所以，标度杆的横截面积S===VhΔV排h0.0264cm30.4cm=0.066cm2

最后由S=πr2算出标度杆的直径

新知探究

制作微型密度计（4）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。标度杆浮子配重

这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成（如图）。新知探究

制作微型密度计2.制作（1）选择材料

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。

标度杆——直径约为3mm的细塑料管、做棉签的实心塑料杆以及细的圆珠笔芯等，都可以用来做标度杆。

配重——可以在实心塑料杆下端缠上若干圈铜丝，或者在空心的细塑料管下端插入一段粗铁丝作为配重。改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重。新知探究

制作微型密度计2.制作（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。标度杆浮子配重新知探究

制作微型密度计⒈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）。实心塑料杆塑料球铜丝下面的制作方案供同学们参考。

⒉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。新知探究

制作微型密度计⒊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。⒋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。新知探究展示交流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。

制作微型密度计新知探究展示交流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123实际密度（g/cm3）测量的结果（符合/偏大/偏小）0.830.870.90

制作微型密度计新知探究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。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。

制作微型密度计例、小明制作了一个简易密度计,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（如图所示）。他将密度计放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3；将密度计分别放入密度为ρA、ρB的两种液体中，竖立静止后，在密度计与液面相平处标上A、B。下列说法中正确的是（

）A.ρA＞1.0g/cm3B.ρB＜ρAC.密度计在液体A、B及水中受到的浮力大小相等D.密度计在液体A中受到的浮力大于在液体B中受到的浮力解析：密度计在不同液体中都是漂浮，F浮＝G密度计

所以，同一支密度计在不同液体中受到的浮力相等。典型例题CF浮＝ρ液gV排，小大ρ液==F浮gV排m密V排制作微型密度计项目提出课堂小结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

自制密度计判断清水和盐水能力提升视频1.某同学自制的简易密度计如图所示，它是用一端缠绕铜丝的木棒做成的，