10.4跨学科实践：制作微型密度计（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材）
文档属性
| 名称 | 10.4跨学科实践：制作微型密度计（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 243.6KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-23 06:37:50 | ||
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文档简介
第4节 跨学科实践：制作微型密度计
1.物理观念：通过实验体验常用密度计测量的局限性。提出制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计的任务，提高观察能力和提出问题的能力。
2.科学思维：能应用阿基米德原理及二力平衡的条件分析密度计的工作原理；设计微型密度计的结构和有关参数，培养项目设计能力，发展演绎推理、科学论证及创造性的科学思维。
3.科学探究：通过微型密度计的制作和漂浮状态的调试，培养实践操作能力。
4.科学态度与责任：
（1）在微型密度计的制作过程中，经历挫折与不断创新改进，培养谦虚谨慎、锲而不舍的科学品质。
（2）通过小组分工与合作，激发合作意识，提升沟通能力。
1.教学重点：根据密度计的原理，设计和制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计。
2.教学难点：分析和改进微型密度计的测量精度。
展示常用密度计测量大瓶酒精密度的过程与小瓶（100mL）的消毒酒精图片，指出常用的密度计体积较大，很难放入小瓶中进行测量，因此需要同学们设计和制作一个微型密度计，用来测量酒精的密度。
任务一 设计微型密度计
教师活动 学生活动
［项目分析］要设计和制作一个能够测量小瓶酒精的微型密度计，它既要符合密度计的所有特点，还要能够放入小瓶中，回答设计微型密度计的基本思路。 ［提问］（1）将密度计放入小瓶酒精测量时，酒精可能溢出来，要使酒精不会溢出，需设计密度计的哪个物理量呢？原理是什么？ （2）密度计漂浮在不同密度的酒精中时，需要保证密度计上刻度的位置变化较为明显，以方便我们判断酒精密度的大小，通过设计密度计的何种物理量来满足这个要求呢？ ［总结］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。 ［提问］微型密度计测量时排开酒精的体积约为1~2mL，消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3，微型密度计的质量设计为多大合适？ ［讲解］合格的消毒酒精密度在0.86×103~0.88×103kg/m3之间，可设计合格酒精的液面落在密度计A、B之间。如图，为便于观察分辨，合格酒精的液面对应的A、B间的长度就不能太小，可设定A、B间的长度不少于4mm。 ［提问］1.如何确定标度杆的直径大小呢？2.将塑料吸管放入酒精中，发现不能竖直漂浮，为实现竖直漂浮该如何设计呢？3.增加配重后密度计触底了，无法漂浮，怎么实现漂浮？ ［总结］微型密度计（如图）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。 ［回答］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。 ［回答］（1）需设计密度计的质量，原理是密度计所受的浮力等于它所受的重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积。（2）标度杆的直径影响了液面在吸管上位置的变化。 ［交流讨论］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。 ［回答］1.推理标度杆的横截面积S==，代入数据计算得出横截面积约为0.07cm2，再根据圆的面积公式计算得出对应的直径约为3mm。 2.可以在标度杆下部增加配重（如绕一些铜丝）。 3.可以增加一个浮子。
任务二 制作微型密度计
教师活动 学生活动
［项目实施］准备材料：选用直径约为3mm的塑料吸管（长约8.5cm，下端用蜡封口）或者3mm的实心塑料杆（长约8cm）作标度杆、选用泡沫浮球（球体直径约为1.2cm）作浮子，选用焊锡丝或者直径为0.2mm的铜丝作配重材料，提前调制好的密度为0.86×103kg/m3和密度为0.88×103kg/m3的酒精，盛于量筒中便于学生标记刻度。 ［分组指导］对密度计的制作进行适当的指导。 ［分组合作］（1）制作时截取约8.5cm长的塑料吸管，下端用蜡封口，先把浮子安装在杆的正中间，边缠绕焊锡丝增加配重边调试，快接近竖直漂浮时，微调浮子的位置来实现竖直漂浮。 （2）将做好的微型密度计放入密度为0.86×103kg/m3的酒精中，标记A刻度，放入密度为0.88×103kg/m3的酒精中紧贴A刻度在其下方用4mm的彩色胶带标记出B。也可以用记号笔标记，贴上透明胶布，防止记号在酒精中溶解。
任务三 展示交流
教师活动 学生活动
［检验结果］准备三瓶盛有100mL密度不同的酒精，让学生用自制密度计判断哪瓶酒精为合格的消毒酒精，不合格的酒精密度是偏大还是偏小，由此评选出合格的微型密度计。 ［展示结果］公布酒精密度，观察哪些密度计的测量结果与实际相符。 ［组织讨论］组织学生讨论交流成功的体会、反思失败的原因。 ［分组检验］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。给出测量结果。 ［分组讨论］对比老师给出的正确结果，讨论自制的微型密度计是否有误差以及误差产生的原因或过程中出现的问题。 ［交流心得］如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］本节课围绕“制作微型密度计”的需求展开，先确定微型密度计质量（约1g）、标度杆直径（约3mm），并通过配重＋浮子实现竖直漂浮；再分组完成吸管封口、配重调试与刻度标记，制作出微型密度计。最后通过检验酒精密度判断成果，交流心得体会，深化了对密度计原理的理解与应用。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第4节 跨学科实践：制作微型密度计
1.物理观念：通过实验体验常用密度计测量的局限性。提出制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计的任务，提高观察能力和提出问题的能力。
2.科学思维：能应用阿基米德原理及二力平衡的条件分析密度计的工作原理；设计微型密度计的结构和有关参数，培养项目设计能力，发展演绎推理、科学论证及创造性的科学思维。
3.科学探究：通过微型密度计的制作和漂浮状态的调试，培养实践操作能力。
4.科学态度与责任：
（1）在微型密度计的制作过程中，经历挫折与不断创新改进，培养谦虚谨慎、锲而不舍的科学品质。
（2）通过小组分工与合作，激发合作意识，提升沟通能力。
1.教学重点：根据密度计的原理，设计和制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计。
2.教学难点：分析和改进微型密度计的测量精度。
展示常用密度计测量大瓶酒精密度的过程与小瓶（100mL）的消毒酒精图片，指出常用的密度计体积较大，很难放入小瓶中进行测量，因此需要同学们设计和制作一个微型密度计，用来测量酒精的密度。
任务一 设计微型密度计
教师活动 学生活动
［项目分析］要设计和制作一个能够测量小瓶酒精的微型密度计，它既要符合密度计的所有特点，还要能够放入小瓶中，回答设计微型密度计的基本思路。 ［提问］（1）将密度计放入小瓶酒精测量时，酒精可能溢出来，要使酒精不会溢出，需设计密度计的哪个物理量呢？原理是什么？ （2）密度计漂浮在不同密度的酒精中时，需要保证密度计上刻度的位置变化较为明显，以方便我们判断酒精密度的大小，通过设计密度计的何种物理量来满足这个要求呢？ ［总结］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。 ［提问］微型密度计测量时排开酒精的体积约为1~2mL，消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3，微型密度计的质量设计为多大合适？ ［讲解］合格的消毒酒精密度在0.86×103~0.88×103kg/m3之间，可设计合格酒精的液面落在密度计A、B之间。如图，为便于观察分辨，合格酒精的液面对应的A、B间的长度就不能太小，可设定A、B间的长度不少于4mm。 ［提问］1.如何确定标度杆的直径大小呢？2.将塑料吸管放入酒精中，发现不能竖直漂浮，为实现竖直漂浮该如何设计呢？3.增加配重后密度计触底了，无法漂浮，怎么实现漂浮？ ［总结］微型密度计（如图）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。 ［回答］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。 ［回答］（1）需设计密度计的质量，原理是密度计所受的浮力等于它所受的重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积。（2）标度杆的直径影响了液面在吸管上位置的变化。 ［交流讨论］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。 ［回答］1.推理标度杆的横截面积S==，代入数据计算得出横截面积约为0.07cm2，再根据圆的面积公式计算得出对应的直径约为3mm。 2.可以在标度杆下部增加配重（如绕一些铜丝）。 3.可以增加一个浮子。
任务二 制作微型密度计
教师活动 学生活动
［项目实施］准备材料：选用直径约为3mm的塑料吸管（长约8.5cm，下端用蜡封口）或者3mm的实心塑料杆（长约8cm）作标度杆、选用泡沫浮球（球体直径约为1.2cm）作浮子，选用焊锡丝或者直径为0.2mm的铜丝作配重材料，提前调制好的密度为0.86×103kg/m3和密度为0.88×103kg/m3的酒精，盛于量筒中便于学生标记刻度。 ［分组指导］对密度计的制作进行适当的指导。 ［分组合作］（1）制作时截取约8.5cm长的塑料吸管，下端用蜡封口，先把浮子安装在杆的正中间，边缠绕焊锡丝增加配重边调试，快接近竖直漂浮时，微调浮子的位置来实现竖直漂浮。 （2）将做好的微型密度计放入密度为0.86×103kg/m3的酒精中，标记A刻度，放入密度为0.88×103kg/m3的酒精中紧贴A刻度在其下方用4mm的彩色胶带标记出B。也可以用记号笔标记，贴上透明胶布，防止记号在酒精中溶解。
任务三 展示交流
教师活动 学生活动
［检验结果］准备三瓶盛有100mL密度不同的酒精，让学生用自制密度计判断哪瓶酒精为合格的消毒酒精，不合格的酒精密度是偏大还是偏小，由此评选出合格的微型密度计。 ［展示结果］公布酒精密度，观察哪些密度计的测量结果与实际相符。 ［组织讨论］组织学生讨论交流成功的体会、反思失败的原因。 ［分组检验］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。给出测量结果。 ［分组讨论］对比老师给出的正确结果，讨论自制的微型密度计是否有误差以及误差产生的原因或过程中出现的问题。 ［交流心得］如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］本节课围绕“制作微型密度计”的需求展开，先确定微型密度计质量（约1g）、标度杆直径（约3mm），并通过配重＋浮子实现竖直漂浮；再分组完成吸管封口、配重调试与刻度标记，制作出微型密度计。最后通过检验酒精密度判断成果，交流心得体会，深化了对密度计原理的理解与应用。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第4节 跨学科实践：制作微型密度计