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10.4 跨学科实践：制作微型密度计——2025年春八年级下册物理人教版（2024）课前导学
1.了解密度计的测量原理
2.设计并制作密度计
微型密度计的设计及制作
项目提出 动手制作一个微型密度计
项目分析 1.设计一个能放入小瓶中，并判断究竟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。
项目实施 1.设计 （1）基本思路：微型密度计的设计基于阿基米德原理，即物体在液体中所受的浮力等于它所排开的液体所受的①________。由于不同液体的密度不同，同一物体在不同液体中排开的体积也会②________，因此可以通过测量物体在液体中的浸没深度来推算液体的密度 （2）估算密度计的质量：约为1g （3）估算标度杆的直径：约为3mm （4）设计微型密度计的结构：浮子、标度杆、配重 2.制作 （1）选择材料 浮子（小泡沫塑料球、截一段稍粗点的塑料管，将其两头封口）、标度杆（直径约为3mm的细塑料管、做棉签的实心塑料杆以及细的圆珠笔芯）、配重（在实心塑料杆下端缠上若干圆铜丝、在空心的细塑料管下端插入一段粗铁丝） （2）制成作品 ①用制作棉签的实心塑料杆（直径约为3m）作为标度杆，塑料杆中部套一个直径约1.2cm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。 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。 ④用4mm宽的彩色胶布中心对着记号贴在塑料杆上，微型密度计就做好了。
展示交流 1.用自制的微型密度计测量酒精密度 2.分析误差： ①使用更细的吸管：可以提高密度计的灵敏度，使刻度线之间的间距更大，便于观察。 ②增加配重：适当增加配重可以减小吸管在液体中的漂浮范围，提高测量精度。 3.注意事项： ①密封性：确保吸管下端的配重部分密封良好，防止液体渗入影响测量结果。 ②刻度精度：在标记刻度时，应尽可能提高精度，以便准确地测量液体密度。 ③环境因素：测量时应考虑温度、压力等环境因素对液体密度的影响，并采取相应的措施进行校正。
答案：
①重力 ②不同
1.如图所示，在木棒的一端缠绕一些铜丝制成一个简易密度计，现将它先后放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中，当它竖直静止在两种液体中时，液面高度相同。密度计在甲、乙两种液体中所受浮力分别为和，两个烧杯底部所受液体的压强分别为和，下列判断正确的是( )
① ② ③ ④
A.只有①③ B.只有①④ C.只有②③ D.只有②④
2.同一支密度计先后放在甲、乙两种液体中，静止时所处的位置如图所示，以下说法正确的是( )
A.甲液体的密度较小 B.乙液体的密度较小
C.密度计在甲液体中受到的浮力小 D.密度计在乙液体中受到的浮力小
3.利用一根吸管制作一个简易密度计，下图中四种刻度的标示合理的是( )
A. B. C. D.
4.小明在粗细均匀的木棒一端缠绕一些细铜丝制成了如图所示的简易密度计（未标刻度，忽略铜丝的体积），为了给密度计标上刻度，小明将密度计分别放在水中和酒精中。密度计竖直漂浮在水中时，露出液面的长度为6.4cm，他在密度计上距顶端6.4cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为；密度计竖直漂浮在酒精中时，露出液面的长度为4cm，他在密度计上距顶端4cm处标记刻度线，该刻度线对应的密度值为；利用上述数据，可计算出该密度计上对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为_________cm，根据上面的三条刻度线的对应值可知，密度计的刻度线是_________的。
5.小明在长20 cm均匀细木棒的一端缠绕适量钢丝制成一个简易密度计。如图所示，将其分别放入装有质量相等的水和某液体的两个相同烧杯中，静止时木棒在水中露出液面的长度为10.4 cm，在液体中露出液面的长度为8 cm，则该液体的密度是________。（忽略钢丝体积）
答案以及解析
1.答案：A
解析：由图可知，密度计在两液体中均处于漂浮状态，根据物体浮沉条件可知，同一个密度计重力相同，所以密度计在两种液体中所受的浮力相等，即，故①正确，②错误。由题图知，甲中密度计排开液体的体积大于乙中密度计排开液体的体积，根据可知，甲液体的密度小于乙液体的密度，即，又因为两液体深度相同，则根据可知，两个烧杯底部所受液体的压强，故③正确，④错误。
2.答案：A
解析：密度计在甲、乙液体中均处于漂浮状态，，故密度计在两液体中所受浮力相等；由得，在乙液体中密度计排开液体的体积小，所以甲液体的密度小于乙液体的密度。故选A。
3.答案：C
解析：因为密度计漂浮在液体中，排开液体的体积为，密度计漂浮在液体中，受到的浮力为，于是有，即，故此时液体的密度为。h与密度成反比，所以该密度计刻度不均匀，其规律为“上小下大，上疏下密”，故C符合题意。
4.答案：8；不均匀且上小下大
解析：设简易密度计的横截面积为S，长度为L，重力为G。密度计始终漂浮，则浮力等于重力，所以当密度计竖直漂浮在水中时，则有，即
①
密度计竖直漂浮在酒精中时，则有，即
②
联立①②，解得。当密度计竖直漂浮在密度值为的液体中时，设的刻度线到密度计顶端的距离为，则有
③
联立②③，解得
即该密度计上对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为8cm。
对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为4cm，对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为6.4cm，对应密度值为的刻度线到密度计顶端的距离为8cm，据此可知刻度线到密度计顶端的距离与液体的密度不成线性函数关系，所以密度计的刻度线是不均匀且上小下大的。
5.答案：
解析：密度计在水中和液体中均处于漂浮状态，所以有，根据阿基米德原理得，设木棒底面积为S，根据题意得，解得。

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