资源简介

(共24张PPT)
第十章 浮力
第4节 跨学科实践：制作微型密度计
教学分析
课前准备
学习目标
1.认识密度计的结构、刻度方法和工作原理。
2.制作密度计，会使用密度计测量液体密度。
3.培养学生的动手实践能力，认识物理在生活中的应用。
课前准备
教学分析
学习重点 ：认识密度计的结构、刻度方法和工作原理。
学习难点 ：密度计的制作。
学习方法 ：自主学习法；合作学习法；实验探究法。
相关准备：鸡蛋、 一杯盐水、一杯水、密度计、盛有水、盐水、酒精的小瓶、塑料杆、小瓶、泡沫塑料小球、笔、刻度尺、彩色胶布、细铜丝等。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
点我喔
情境引入
演示实验
①把鸡蛋放入水中，如图1，观察现象。
②然后将鸡蛋拿出来，擦干水后，再放入盐水中，如图2，观察现象。
情境引入
想一想
问题一：你观察到了什么现象
放在水中的鸡蛋沉底，放在盐水中的鸡蛋漂浮。
问题二：为什么同一个鸡蛋在不同液体中处于的状态不同
总结：盐水的密度大于水的密度。
那么如何证明盐水的密度大于水的密度呢 有没有简便方法 这就是本节课我们要解决的问题 。
互动新授
一、项目提出
①使用密度计测量这两杯液体的密度，同时验证前面的猜想。
②使用普通密度计测量小瓶中酒精的密度。
发现问题：
很难用这个密度计放入小瓶中测量酒精的密度。
我们今天要制作的密度计的一个基本要求是能用其测量这个瓶子中液体的密度。
演示实验
互动新授
二、项目分析
我们今天要制作的这个密度计其基本要求是：
1.密度计体积不能太大，要能放入这个小瓶中。
2.密度计的测量要尽可能准确，至少能测量出密度略大于或略小于水的液体的密度，例如盐水密度或者是酒精密度。
互动新授
三、项目实施
密度计的基本构造
要制作一个符合要求的微型密度计，首先要设计出密度计的结构， 而要设计好密度计，首先要知道密度计的基本构造。
问题：观察密度计，密度计的基本构造是什么？
总结：密度计的基本构造是配重、浮子、带有刻度的标度杆。
互动新授
密度计的基本原理
通过前面的演示，大家基本上已经知道了使用密度计的基本操作和测量方法，那么密度计的基本原理是什么
总结：密度计的基本原理是当物体漂浮时，浮力等于重力。
想一想
互动新授
思考：假设密度计的横截面积为 S, 浸入水中的深度为 H。 把密度计放在密度为ρ液的液体中，你能运用阿基米德原理和物体的浮沉的条件，推导出该密度计浸入该液体中的深度h吗 ( 已 知ρ水、 ρ液、H、S)
总结：
互动新授
设计密度计
想一想
我们现在已经知道了密度计的原理和基本构造，是不是就可以制作密度计了呢
①在塑料吸管底部缠上较多的铁丝，将吸管放入水中。
现象：这个“密度计”沉底。
②使用直径较大的塑料吸管，也同样缠上铁丝，将吸管放入盛有不同浓度液体的小瓶中。
现象：其液面位置变化不明显。
总结：通过上面的演示大家可以看到一个密度计是否可用，密度计的质量和标度杆的直径的大小是非常重要的。
下面我们就来计算一下这两个参数。
演示实验
互动新授
(1)估算密度计的质量
问题：一个小瓶子的容积有100 mL, 盛有适量的酒精。而把密度计放入其中后，密度计将要排开2 mL 的酒精，若酒精的密度为0.88×10 kg/m , 则密度计的质量是多少
总结：
因为密度计漂浮，所以F浮 =G物，
即G 排酒精=G密度计，
即m密度计=m排酒精=ρ酒精V排酒精=0.88×10 kg/m ×2×10- m =1.76×10 kg。
因此我们今天设计的密度计的质量大约在1~2g。
互动新授
(2)估算标度杆的直径
问题：如图所示，如果将此密度计放入密度为0.86×10 kg/m 酒精中，液面位于A 位置，而将此密度计放入密度为0.88×10 kg/m 酒精中，液面位于B 位置，A、B之间的距离为4 mm。则此标度杆的直径是多少
互动新授
总结：
通过计算可知，我们今天制作的标度杆的直径为3×10- m。
互动新授
(3)设计浮子
我们知道了密度计的质量和标度杆的直径的大小，大家桌子上都有塑料杆和铜丝，请大家都来试一试，看缠绕多少铜丝合适。
发现问题：
这个铜丝绕多少很难把握。
思考：缠绕多少铜丝比较难把握，主要是因为我们做的这个密度计比较小，我们应怎样克服这个困难呢
解决问题：
加上一个浮子，就可以很好地解决这个问题。
互动新授
总结：
我们只要再加上一个“浮子”就可以让塑料杆处于即漂浮又竖直的状态，因此我们要制作的这个微型密度计的基本结构包括：标度杆、浮子、配重。
互动新授
制作微型密度计
制作微型密度计的材料：
(1)浮子：可以用小泡沫塑料球作为浮子，也可以截一段稍粗点的塑料管，将其 两头封口作为浮子。
(2)标度杆：细塑料管、做棉签的实心塑料杆以及细的圆珠笔芯等，都可以用来做标度杆。但要注意其直径应约为3mm。
(3)配重：可以在实心塑料杆下端缠上若干圈铜丝，或者在空心的细塑料管下端插入一段粗铁丝作为配重。可以通过改变铜丝或铁丝的长度调节配重。
互动新授
上面介绍的各种材料，都已经放在了实验桌上，大家可以自行选择 自己所用的具体材料，并根据前面我们的设计开始制作微型密度计。
下面是具体的制作步骤:
A. 用制作棉签的实心塑料杆(直径约为3mm) 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。
B.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，水面上方露出一段塑料杆。
C. 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4mm 宽的彩色胶布中心对着记号贴在塑料杆上。
互动新授
四、展示交流
①请大家用自己制作的密度计来测量一下这三瓶液体的密度。看谁的密度计的测量值最准确。
②分组测量，并比较自己组的误差是多少。
小活动
拓展巩固
【例】 测量液体密度的仪器叫作密度计.如图甲所示，将其插入被测液体中， 待静止后直接读取液面处的刻度值.图乙和图丙是自制的简易密度计，它是在木棒的一端缠绕一些铜丝做成的(铜丝和木棒完全相同)，A 、B是两种不同的液体。下列有关说法错误的是( )
A. 密度计应用了物体漂浮时浮力等于重力的原理
B. 乙、丙两图中，密度计受到的浮力是相同的
C. 分析乙、丙两图可知：A 液体的密度小于B 液体的密度
D. 在密度计上液面对应的刻度值越向上，代表该液体的密度越大
D
拓展巩固
课堂小结
3.设计密度计：密度计的质量约为1—2g，标度杆的直径约为3mm。
1.密度计的结构：浮子、标度杆、配重。
2.F浮=G物
4.制作密度计：选择材料，调节配重，标记刻度。
5.展示交流。
下节课，再见！

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