人教版八年级物理下册同步培优备课课件（新教材）10.4跨学科实践：制作微型密度计（22页ppt）

(共22张PPT)
人教版(新教材）物理8年级下册公开课精做课件
第十章 浮力
10.4跨学科实践：制作微型密度计
在测量密度未知的液体时，可以将密度计放入液体中来测量，如图所示，不过常用的密度计体积较大，若遇到难以放入其中的小瓶液体，我们该如何测量呢？
可以制作微型密度计来测量
如何制作微型密度计呢？
要制作一个微型密度计，你需要完成以下任务：
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。
任务一 设计微型密度计
思考：设计的微型密度计应满足哪些要求呢？
密度计要能够竖直的漂浮在液体中，能通过刻度（或标记）直接读出液体的密度是否合格。做好的密度计放入小瓶后，不能触碰到瓶底，也不能使小瓶中的液体溢出。
另外，为了能判断酒精密度的变化，即密度计放入液体中后有较为明显的位置变化。因此，要设计符合要求的密度计，应该着重考虑两个因素：一个是密度计的质量，另一个是标度杆的直径。
密度计的质量大约为多大？
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，一般不会导致酒精溢出。1~2 mL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。
密度计的标度杆的直径如何确定？
消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3是合格的。若密度计漂浮在密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3的酒精中，则标度杆上的液面应该是一个范围，在范围内的酒精都是合格的，如图所示。若A、B间的长度过小，不便于观察者分辨。为此，可设定A、B间的长度不少于4 mm。这样，根据圆柱体的体积公式，就可以计算标度杆的横截面积和直径了。通过估算，可以知道标度杆的横截面积约为0.07 cm2，直径约为3 mm。
密度计包含哪些必要的部件？
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。这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成，配重位于最下方，浮子位于上方，如图所示。
材料准备：选用直径约为3 mm的塑料吸管（长约8.5 cm，下端用热熔胶封口）或者3 mm的实心塑料杆（长约8 cm）作标度杆，选用泡沫浮球（球体直径约为1.2 cm）作浮子，选用焊锡丝或者0.2 mm的铜丝作配重材料，提前调制好的密度为0.86×103 kg/m3和密度为0.88×103 kg/m3的酒精，盛于量筒中便于学生标记刻度
制作过程：1.用实心塑料杆(直径约为3 mm)作为标度杆，塑料杆中部套一个直径约1.2 cm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。
2.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。
3.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4 mm宽的红色胶布中心对着记号贴在塑料杆上，微型密度计就做好了。
展示各小组制作的微型密度计，分享各自的体验和收获。
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 请分析产生误差的原因。说说你的体会。
返回
漂浮
1.
[项目提出]
制作一个能放入小瓶酒精的微型密度计，消毒酒精的密度约为0.87×103 kg/m3。
[项目分析]
原理：密度计是利用　　　　(填“漂浮”或“悬浮”)原理来测量的仪器。
设计一个能放入100 mL的小瓶中，并能用来判断酒精是否合格的微型密度计。
按照设计要求，完成微型密度计的制作。
2.
[项目实施]
设计密度计：
(1)设计思路：要设计符合要求的密度计，应该着重考虑两个因素：一个是密度计的　　　　，另一个是标度杆的　　　　。
质量
直径
(2)估算密度计的质量：对于100 mL的小瓶酒精来说，若微型密度计测量时排开1～2 mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出，估算时酒精的密度取0.87×103 kg/m3，g取 10 N/kg，微型密度计的质量应该在　　　　　　g之间，即1 g左右。
0.87～1.74
(3)估算密度杆的直径：可以认为消毒酒精密度为0.86×103～0.88×103 kg/m3是合格的。如图所示，将密度计置于密度为0.86×103 kg/m3的甲酒精中，液面到达位置A；同一密度计置于密度为0.88×103 kg/m3的乙酒精中，液面到达位置B。为了容易分辨，现设定AB之间距离LAB＝4 mm。则刻度杆直径应约
为　　　　mm。(请按密度计质量
为1 g进行计算，结果保留整数)
3
(4)设计微型密度计的结构：与普通密度计相同，欲使微型密度计能够在酒精中竖直漂浮，需要在标度杆底部增加　　　　(如缠上一些铜丝)，但缠上一些铜丝的标度杆会在酒精中下沉，因此还要通过在标度杆上固定一个　　　　的方法来增大浮力。这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成(如图丙所示)，配重位于最下方。
配重
浮子
返回
3.
制作密度计：
(1)选择材料：浮子：可以用　　　　　　　作为浮子。标度杆：直径为　　　　mm的细塑料管、棉签中间的实心塑料管以及细的　　　　　等。配重：铜丝或铁丝。
小泡沫塑料球
3
圆珠笔芯　
(2)按照第2题(4)中的微型密度计结构组装好后，将密度计漂浮在水中调节配重，以下图　　　　(填“A”或“B”)情况代表调试好了配重。
B
(3)将调试好的微型密度计放入密度为0.88×103 kg/m3的消毒酒精中，待密度计静止后根据液面的位置在标度杆上做一个记号。最后，取宽度为　　　　mm的彩色胶布，将其下边缘对着记号贴在标度杆上。
4
返回
返回
4.
[展示交流]
小点用做好的密度计检测酒精是否合格，其中酒精密度合格的是图　　　　(填“甲”“乙”或“丙”)。
乙
跨学科实践：
制作微型密度计
设计微型密度计
展示交流
制作微型密度计
谢谢观看！