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(共23张PPT)
人教八下物理
同步精品课件
人教版八年级下册
2025年春八下物理情景教学课件嵌视频（统编2024版）
第十章 浮力
10.4 跨学科实践：
制作微型密度计
目 录
项目分析
2
项目实施
3
展示交流
4
项目提出
1
随堂练习
5
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进行测量.
项目提出
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、快速地判断酒精是否合格.
项目分析
要制作一个微型密度计，需要完成以下任务.
1. 设计一个能放入小瓶中，并能用来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.
项目实施
(1)基本思路
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即可.
1. 设计
可能出现的问题：
a. 自制密度计放入盛酒精的小瓶后触碰瓶底，会使酒精溢出；
b. 吸管直径太大，造成液面在吸管上的位置变化很小，难以判断酒精
密度的大小.
密度计所受浮力的大小等于自身重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积. ——密度计的质量
吸管的直径影响了液面在吸管上位置的变化. ——标度杆的直径
思考因素：
(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. 1~2 mL酒精的质量为1 g左右，因此我们设计的微型密度计的质量也应为1 g左右.
m ≈ 1 g
(3)估算标度杆的直径
可以认为消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3是合格的. 如图所示，若密度计漂浮在0.86×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的A位置；漂浮在0.88×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的B位置，则测量时液面位于A、B之间的酒精都是合格的.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.
A
B
密度计所受重力G物=mg=1×10-3 kg×10 N/kg=0.01 N
由物体漂浮可知，F浮=G物，又由阿基米德原理可知，F浮=ρ液gV排
故G物=F浮=ρ液 gV排
即F浮=ρ酒精1 gV酒精排1，F浮=ρ酒精2gV酒精排2
代入数值：0.01 N=0.86×103×10 N/kg×Sh1
0.01 N=0.88×103×10 N/kg×Sh2
Δh=h1-h2=4×10-3 m
联立解得：S≈7×10-6 m2=0.07 cm2
结合S=πr2可知，标度杆横截面的半径r ≈1.5 mm，即直径约为3 mm.
(4)设计微型密度计的结构
标度杆
浮子
配重
微型密度计的构造
标度杆：体现密度刻度值——判断密度大小；
配重：在标度杆下部增加配重(位于最下方)——为了
使微型密度计在酒精中竖直漂浮；
浮子：在标度杆上固定一个浮子(位于上方)——增大
浮力，避免标度杆在酒精中会下沉.
微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成.
(1)选择材料
2. 制作
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.
直径约为3 mm的细塑料管、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.
标度杆：
浮子：
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量. 改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重.
用制作棉签的实心塑料杆(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，初步做成一个微型密度计(如图所示).
实心塑料杆
塑料球
钢丝
8 cm
(2)制成作品
大家可以团队协作，发挥各自的聪明才智，选择合适的标度杆、浮子和配重，完成微型密度计的制作.
下面的制作方案供同学们参考.
一种微型密度计
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.
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.
用微型密度计测量小瓶酒精的密度
最后，用4 mm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.
点击播放视频
密度计漂浮时，浮力等于重力
重力不变
浮力不变：F浮=ρ液gV排
V排与ρ液成反比
刻度线不均匀
密度计的刻度为什么是不均匀的？
思考
展示交流
1. 老师准备了若干瓶密度不同的酒精，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
2. 如果你的测量结果与老师公布的结论不同，请分析产生误差的原因.
3. 如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会.
1. 两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中静止后如图所示. 下列说法正确的是( )
A. 密度计A所受浮力较大
B. 密度计B所受重力较小
C. 两密度计底部所受水的压强相等
D. 两密度计在水面处的刻度值相同
A
B
随堂练习
V排A＜V排B
F浮=ρ液gV排，F浮A＜F浮B
×
两密度计均漂浮，所受浮力等于自身重力.F浮A＜F浮B，所以GA＜GB
×
p=ρgh→pAhA＜hB
×
√
两密度计在水面处的刻度值均为水的密度，所以刻度值相同
D
2. (2024眉山)物理兴趣小组的同学制作了一个简易密度计，分别放入盛有不同液体的两个烧杯中，静止时液面相平如图所示，密度计在液体中受到浮力F甲___F乙，液体对杯底的压强 p甲___ p乙. (选填“<”“=”或“=”)
=
＜
密度计在两液体中均处于漂浮状态
漂浮时F浮=G，密度计重力相同，所以在两种液体中所受的浮力相等
V排甲＞V排乙，F浮甲=F浮乙，由阿基米德原理可知，
ρ甲＜ρ乙
甲
乙
液面高度相同，p=ρgh→p甲3. 小明按照教材中“综合实践活动”的要求制作简易密度计.
(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甲所示，测得浸入的长度为H；放到另一液体中的情景如图乙，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____ρ水(选填“>”“<”或“=”)；
竖直漂浮
甲
乙
H
h
>
吸管在两液体中均处于漂浮状态，F浮=G
V排a＞V排b
F浮=ρ液gV排，ρ水＜ρ液
(3)小明根据图甲在吸管上标出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刻线是在1.2刻线的_____ (选填“上”或“下”)方，相邻刻线的间距__________(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
致测试误差较大，为此同学提出如下改进方案，其中可行的是____.
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
上
上疏下密
D
甲
乙
H
h
由(2)可知，密度计浸入液体越深，表示液体密度越小，因此1.1刻线应在1.2刻线的上方，且相邻刻线的间距上疏下密
适当增加密度计配重，可增大密度计所受的浮力，增大密度计排开水的体积，可使h变大
谢谢
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