第4節

跨學科實踐：制作微型密度計八年級物理下冊?人教版第十章——浮力教學目標一02通過設計和制作微型密度計，學會運用物理知識進行分析、推理和估算；能夠對實驗數據和現象進行分析、歸納，得出合理的結論。科學思維01深入理解密度的概念和測量方法，明確密度計測量液體密度的原理是利用物體的漂浮條件，即浮力等于重力。物理觀念03經歷制作微型密度計的全過程，體驗科學探究的一般步驟；學會根據實驗目的和要求，選擇合適的實驗器材和實驗方法，提高實驗操作能力和科學探究能力。科學探究04培養嚴謹認真、實事求是的科學態度，在實驗過程中，認真測量、記錄數據，尊重實驗事實；體會物理知識在實際生活中的應用價值。科學態度與責任

教學引入二測量液體密度的儀器——密度計【視頻欣賞】

制作微型密度計三將雞蛋放入清水中，觀察現象，向水中慢慢加鹽又會發生什么現象？【視頻欣賞】清水淡鹽少濃鹽少雞蛋在清水中沉底；加鹽后，雞蛋逐漸懸浮，繼續加入鹽后，雞蛋上浮直至漂浮在水面上。

制作微型密度計三清水淡鹽水濃鹽水雞蛋在濃鹽水中漂浮，且鹽水的密度越大雞蛋漂浮時，排開液體的體積越小。利用物體的漂浮條件測量液體密度的儀器。對于同一物體來說，它漂浮時排開液體的體積是由液體的密度決定的。密度計同學們你們能親手制作一只密度計嗎?要測量測量酒精的密度，就需要設計制作一個微型密度計，便于放入小瓶中，以此快速地判斷酒精是否合格。

制作微型密度計三

消毒酒精的密度約為0.87×103kg/m3，用密度計測量酒精的密度，是一種初步判斷其是否合格的簡單方法。【項目提出】常用的密度計體積較大，很難放入小瓶酒精中進行測量。測量酒精的密度

制作微型密度計三【項目分析】1.微型密度計的構造設計微型密度計時，應結合普通密度計構造進行設計和選材。為了滿足能放入小瓶酒精中進行測量，需要選用較小的元件進行設計制作。2.按照設計要求，完成微型密度計的制作。微型密度計的標度可根據該數量關系式進行標度。

制作微型密度計三3.微型密度計的工作原理設細管的橫截面積為S，測出吸管浸入水中的深度H；若漂浮在其他液體中，則浸入的深度h會因液體密度的改變而改變，但重力仍與浮力大小相等。GGF浮2F浮1Hh根據漂浮條件和阿基米德原理可得:G＝F浮1＝ρ水SHgG＝F浮2＝ρ液Shgρ水SHg＝ρ液Shgh＝ρ水ρ液H物體的漂浮條件F浮＝G

制作微型密度計三【項目實施】1.設計①基本思路選取一根塑料吸管，并在其的下端用蠟封口并纏上銅絲，設法讓它豎直漂浮在水面上，一個簡易密度計便做好了。②要求設計的微型密度計需要滿足放入消毒酒精小瓶中，并能較為準確的判斷出酒精(密度約為0.87×103kg/m3)是否合格的。

制作微型密度計三②吸管的直徑影響了液面在吸管上位置的變化，所以應減小吸管直徑。b.可能吸管因直徑太大，造成液面在吸管上的位置變化很小，影響判斷。設計符合要求的密度計，應該著重考慮兩個因素：密度計的質量標度桿的直徑按照以上方法制作的密度計，可能會出現以下問題：a.自制密度計放入小瓶后，可能會觸碰瓶底，還可能會使酒精溢出?密度計所受的浮力等于它所受的重力，浮力的大小決定了排開酒精的體積。所以應減小密度計的重力(質量)

制作微型密度計三③估算密度計質量根據密度公式可知，排開1~2mL酒精的質量為m排＝ρ酒精V排＝1g根據漂浮條件和阿基米德原理可知微型密度計的質量也應為1g左右F浮＝G排＝m排gF浮＝G密度計＝m密度計gm密度計＝m排市面上100mL消毒酒精，其瓶口并未裝滿，利用微型密度計測量其密度時，排開的1~2mL的酒精，一般不會導致酒精的溢出。

制作微型密度計三④估算標度桿的直徑消毒酒精的密度的合格范圍為0.86~0.88×103kg/m3ABa.若密度計漂浮在0.86×103kg/m3的酒精中，液面位于標度桿的A位置。b.若密度計漂浮在0.88×103kg/m3的酒精中，液面位于標度桿的B位置。測量時液面位于A、B之間的消毒酒精都是合格的。

教制作微型密度計三ABA、B間的長度不宜過小，否則不便于觀察者分辨；因此A、B間的長度應不少于4mm。微型密度計的質量約為1g，根據密度和體積公式得VA-VB＝?V＝S×hABm密度計ρ液Am密度計ρ液B-＝1g0.86g/cm3-＝1g0.88g/cm3S×0.4cm則標度桿的橫截面約為S＝0.07cm2S＝πr2標度桿的直徑約為3mm4mm

制作微型密度計三⑤微型密度計的結構設計怎樣才能使密度計能豎直漂浮在酒精中?往細管里裝入適量的銅絲作配重，調整重心使細管豎直漂浮在酒精中，此時符合漂浮條件F浮＝G。標度桿——標注對應液體的密度值浮子——增大浮力，使密度計能漂浮在各種液體中配重——降低密度計的重心，使密度計豎直漂浮在液體中。

制作微型密度計三2.制作①材料選取飲料吸管(標度桿)細銅絲或螺絲釘(配重)泡沫塑料球(浮子)石蠟和打火機(封口)、記號筆(標識刻度)、刻度尺(測量浸入液體的深度)、水、酒精等。直徑約為3mm的細塑料管，或細的圓珠筆芯等。直銅絲或鐵絲，改變銅絲或鐵絲的長度可以改變配重。

制作微型密度計三②制作步驟a.組裝密度計。取一根長約20cm、直徑約3mm的圓柱狀飲料吸管，取適量銅絲纏繞成小團后從吸管下端塞入作為配重；并用石蠟將吸管的下端口堵住密封；將直徑約1.2cm的泡沫塑料球套在標度桿中部作為浮子（用膠水沾牢），初步做成一個微型密度計。20cm塑料球飲料吸管銅絲

制作微型密度計三b.調節配重。使密度計在水中漂浮時浮子浸沒在水中，水面上方露出一段標度桿（可通過改變銅絲的長度）。c.標度桿標記。把調好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中。待微型密度計靜止時，依據液面的位置在標度桿上做一個記號。最后，用4mm寬的彩色膠布中心對著記號貼在標度桿上，微型密度計就做好了。塑料球飲料吸管銅絲彩色膠布

制作微型密度計三【展示交流】1.利用自制的微型密度計測量液體的密度，并和液體密度的真實值比較。用自制微型密度計，對事先準備的若干瓶密度不同的酒精，進行測量，判斷哪瓶酒精的密度符合消毒酒精的要求。同酒精實際密度進行比較，看看結果是否準確......2.如果你的測量結果與實際結論不同，討論產生誤差的原因；如果相同，則談談自己的體會。隨堂練習四

1.小明在飲料吸管中塞入一些細鐵絲作為配重,并將一端封閉,制作了一支簡易密度計。將其先后放入甲、乙兩杯液體中,密度計靜止時,如圖所示,下列說法正確的是（）A.密度計在甲杯液體中受到的浮力更大B.密度計的刻度線不均勻,上疏下密C.用更細的吸管制作的密度計一定能使測量結果更精確D.用密度計測可樂密度時,由于有氣泡附著在上方測量值偏小B

2.小明在制作簡易密度計時取一根長度為20cm的飲料吸管，將一些銅絲塞入吸管的下端作為配重，并用石蠟將吸管的下端封起來。其中配重的作用__________________________________________。如圖所示吸管漂浮在水中時，露出水面的長度為12cm，漂浮在另一液體中時，露出液面的長度為10cm，則該液體的密度為_______________。（ρ水＝0.8×103kg/m3）

降低吸管的重心，使它能夠豎直漂浮在液體中0.8×103kg/m3隨堂練習四

3.小明準備利用圓珠筆芯自制微型密度計,他將筆芯下端繞上銅絲,目的__________________________;放入酒精中,發現筆芯沉入瓶底,你的改是進方案是_