人教版（2024）八年级下册物理第十章《浮力》第4节 跨学科实践制作微型密度计 教案

第第页人教版（2024）八年级下册物理第十章《浮力》第4节跨学科实践:制作微型密度计教案教学目标物理观念:认识密度计的结构、刻度方法和工作原理,理解漂浮条件及应用。科学思维:运用控制变量法,探究提高密度计测量准确程度的方法。科学探究:制作密度计,会使用密度计测量液体的密度;经历密度计的制作过程,认识密度计的构造、刻度方法和工作原理。科学态度与责任:培养学生动手、发现问题、解决问题的能力;通过了解物理知识在实际生活中的应用,进一步提高学习物理知识的能力,养成实事求是的科学态度。教学重难点教学重点:能应用二力平衡和浮力等知识设计、制作微型密度计。教学难点:在制作过程中能主动发现问题并采取有效方法解决问题。教学准备教师准备:密度计实物、教学课件。学生准备:泡沫塑料球、直径约3mm的塑料管(或细圆珠笔芯)、实心塑料管、铜丝、4mm宽的彩色胶布、密度不同的酒精、标准消毒酒精(密度已知)、水、小刀、剪刀等。教学过程教学环节设计意图一、项目提出1.教师出示两杯水,其中一杯盛有盐水,另一杯盛有淡水,你能进行区分吗?学生:分别测量质量和体积,计算密度,密度大的是盐水。学生:将同一只鸡蛋放在两种液体中,比较浮沉情况,鸡蛋上浮的是盐水。将一段细绳固定在鸡蛋的一端,一名学生上台进行演示。教师:除了以上两种方法外,还有什么方法?学生:使用密度计,将密度计放在两种液体,密度大的是盐水。教师展示密度计实物,请学生上台演示。2.教师再次展示消毒用的小瓶消毒酒精,让学生把密度计放在小瓶中测量密度,发现不能放在小瓶中,提问学生应该怎么办?学生:用更小的密度计来进行测量。教师:今天我们来学习并制作“微型密度计”。通过区分淡水和盐水,利用所学知识解决实际问题,同时引入密度计二、项目分析课件展示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,完成微型密度计的设计制作。明确本节课实践任务三、项目实施(一)项目设计1.基本思路:课件展示密度计实物图和结构图,学生观察并思考如何设计一个最简单的密度计。师生共同归纳总结:将塑料吸管下端封口并缠上铜丝,使它漂浮在液面上,就制成了一个最简单的密度计。教师:密度计上的膨胀球的作用是什么?学生:增大排开液体的体积,从而增大浮力,不至于使密度计沉入液体中。教师:为什么制作密度计时要将塑料吸管下端封口并缠上铜丝?为什么加重物就能竖直漂浮?学生:是为了降低重心,使密度计不至于倾斜。教师:加铜丝这一过程,我们称为配重。学生活动:请同学们为自己的密度计配重并使得它能够竖直漂浮在液体中。学生完成后,小组展示成果。教师:你在操作过程中有什么发现?学生:配重不能太多,会使吸管下沉到杯底。学生:配重不能太少,会使吸管倾斜,不能竖直漂浮在水中。请同学们阅读课本78页,制作符合要求的密度计,应该着重考虑的两个问题是什么?学生:密度计的质量和标度杆的直径。2.估算密度计的质量。教师再次展示消毒用的小瓶消毒酒精(100mL),将密度计的下半部分放入小瓶中,有酒精溢出。若溢出的酒精为1mL,密度计的质量大约为多少?通过配重使密度计漂浮在水中,为测量密度做准备学生第一次体验将密度计竖直漂浮在液体中,感受成功的快乐。在动手的过程中了解到浮力等于重力小组合作学习:估算密度计的质量,酒精的密度取0.88g/cm3。小组代表展示计算过程。F浮=G排=G密度计=ρ酒精gV排,即G密度计=m密度计g=ρ酒精gV排,m密度计=ρ酒精V排=0.88g/cm3×1cm3=0.88g≈1g。3.估算标度杆的直径。小组合作学习:阅读课本78页,设定A、B之间的长度不少于4mm,估算标度杆的横截面积。小组代表展示估算过程:根据阿基米德原理和浮沉条件得:ρ酒精gV排=m密度计g,ρ酒精V排=ρ酒精Sh=m密度计,分别列式:0.86g/cm3×S×hA=1g、0.88g/cm3×S×hB=1g,hA=1g0.86g/cm3×S、hB=1g0.88g/cm3×S,A与B的长度差为4mm,教师:根据面积公式S=πr2我们可以粗略估计标度杆的直径约为0.3cm,即3mm(此处计算标度杆的直径较为繁琐,不必浪费过多时间进行计算)。4.设计微型密度计的结构学生阅读课本78~79页,明确密度计的结构,微型密度计由浮子、标度杆和配重三部分组成,总结三部分的作用。(二)制作学生阅读课本79页,然后小组合作制作微型密度计,教师巡视指导并拍照。1.用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一泡沫塑料球作为浮子。2.实心塑料杆下端缠绕铜丝,调节铜丝的长度,使微型密度计能竖直漂浮在水中。3.将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,根据液面位置在标度杆上做标记。最后,用4mm宽的彩色胶布中心对准记号贴在标度杆上。利用浮沉条件和阿基米德原理估算密度计的质量和标度杆的直径,用物理和数学知识解决实际问题小组合作制作微型密度计,培养学生团队合作精神和科学探究能力四、展示交流1.学生展示自己的作品,并描述在制作过程中遇到的困难和解决的方法。从取材的合理性、刻度标注的正确和准确程度、制作的精巧和美观性等方面进行自我评价和相互评价。2.各小组用自制微型密度计测量密度不同的酒精,判断密度是否符合要求,哪瓶偏大,哪瓶偏小,教师公布答案,比较测量结果与教师公布的结论是否相同。3.如果测量结果与老师公布的结论不同,请分析产生误差的原因。4.若测量结果与老师公布的结论相同,说说你的体会。对制作过程及制作成果及时进行反思,不断改进,培养分析概括能力板书设计第4节跨学科实践:制作微型密度计一、项目提出:制作微型密度计。二、项目分析三、项目实施(一)项目设计1.基本思路:塑料吸管下端封口并缠上铜丝(配重)。两个因素:密度计的质量、标度杆的直径。2.密度计的质量:约1g。3.标度杆的直径:3mm左右。4.结构:标度杆、浮子、配重。(二)制作四、展示交流作业设计对你所制作的微型密度计加以改进和完善,减小误差。学有余力的学生可以课后制作能测量液体密度的密度计,制作完成后与同学们进行分享交流。教学反思本次跨学科实践活动通过微型密度计的制作,来判断消毒酒精是否合格,体现了物理学科“从物理走向社会”的特点,学生在实践活动中估算密度计的质量和标度杆的直径,加深对浮沉条件的理解和应用,并培养他们的观察能力和实践操作能力。活动设计注重学生的主动参与