第4节 跨学科实践:制作微型密度计
[项目提出]
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。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、快速地判断酒精的密度是否合格。
项目一:认识密度计的原理
1.如图所示,将同一密度计放入甲、乙两种液体中,密度计处于 状态,则密度计在甲、乙两种液体中所受浮力的大小关系为F甲 F乙,由图可知,V排甲 V排乙,则根据阿基米德原理可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲 ρ乙。
项目二:制作简易密度计
2.小明根据密度计的原理制作了简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量小钢珠并用石蜡封口。塞入小钢珠的主要目的是增加配重,使吸管能 在液面上;
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b),浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 (选填“>”“<”或“=”)ρ水;
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再通过计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出),结果发现:1.1刻度线是在1.2刻度线的 (选填“上”或“下”)方,相邻刻度线的间距 (选填“上下均匀”“上疏下密”或“下疏上密”);
(4)小军也用吸管制作了密度计,他发现相邻刻度线之间的距离太小,导致测量误差较大,为此提出如下改进方案,其中可行的 。
A.换大的容器盛放液体
B.换更粗的吸管
C.换稍长的吸管
D.适当增加密度计配重
项目三:制作微型密度计
3.小明之前制作的密度计体积较大,很难放入小瓶酒精中。于是继续设计和制作一个微型密度计,如图所示。
(1)将密度计放入密度为0.8 g/cm3、容积为100 mL的小瓶酒精中,该微型密度计测量时恰好排开2 mL的酒精,则密度计的质量为 g。
(2)小明的设计中有一个利用泡沫塑料球制作的浮子,浮子起到的作用是 ,若没有浮子,将密度计放入酒精瓶中可能会出现的现象是 。
(3)对于消毒酒精而言,密度在0.86~0.88 g/cm3 之间是合格的,将密度计放入密度为0.86 g/cm3的酒精中时,液面位于标度杆的A位置;若把它放入密度为0.88 g/cm3的酒精中时,液面位于标杆的B位置,则B位置应该位于A位置的 (选填“上”或“下”)方。若要使A、B之间的距增大一些,可以采取的措施是 。 第4节 跨学科实践:制作微型密度计
[项目提出]
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。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、快速地判断酒精的密度是否合格。
项目一:认识密度计的原理
1.如图所示,将同一密度计放入甲、乙两种液体中,密度计处于 漂浮 状态,则密度计在甲、乙两种液体中所受浮力的大小关系为F甲 = F乙,由图可知,V排甲 > V排乙,则根据阿基米德原理可知,甲、乙两种液体的密度关系为ρ甲 < ρ乙。
项目二:制作简易密度计
2.小明根据密度计的原理制作了简易密度计。
(1)取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量小钢珠并用石蜡封口。塞入小钢珠的主要目的是增加配重,使吸管能 竖直漂浮 在液面上;
(2)将吸管放到水中的情景如图(a)所示,测得浸入的长度为H;放到另一液体中的情景如图(b),浸入的长度为h。用ρ液、ρ水分别表示液体和水的密度,则ρ液 > (选填“>”“<”或“=”)ρ水;
(3)小明根据图(a)在吸管上标出1.0刻度线(单位g/cm3,下同),再通过计算,标出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度线(图中未画出),结果发现:1.1刻度线是在1.2刻度线的 上 (选填“上”或“下”)方,相邻刻度线的间距 上疏下密 (选填“上下均匀”“上疏下密”或“下疏上密”);
(4)小军也用吸管制作了密度计,他发现相邻刻度线之间的距离太小,导致测量误差较大,为此提出如下改进方案,其中可行的 D 。
A.换大的容器盛放液体
B.换更粗的吸管
C.换稍长的吸管
D.适当增加密度计配重
项目三:制作微型密度计
3.小明之前制作的密度计体积较大,很难放入小瓶酒精中。于是继续设计和制作一个微型密度计,如图所示。
(1)将密度计放入密度为0.8 g/cm3、容积为100 mL的小瓶酒精中,该微型密度计测量时恰好排开2 mL的酒精,则密度计的质量为 1.6 g。
(2)小明的设计中有一个利用泡沫塑料球制作的浮子,浮子起到的作用是 增大浮力 ,若没有浮子,将密度计放入酒精瓶中可能会出现的现象是 密度计触碰到容器底部 。
(3)对于消毒酒精而言,密度在0.86~0.88 g/cm3 之间是合格的,将密度计放入密度为0.86 g/cm3的酒精中时,液面位于标度杆的A位置;若把它放入密度为0.88 g/cm3的酒精中时,液面位于标杆的B位置,则B位置应该位于A位置的 下 (选填“上”或“下”)方。若要使A、B之间的距增大一些,可以采取的措施是 减小标度杆的直径(或适当增加密度计的配重) 。
