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(共18张PPT)
10.4 跨学科实践：制作微型密度计
人教版八年级下册 第十章 浮力
消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3。用密度计测量酒精的密度，是一种初步判断酒精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。
如果能设计和制作一个微型密度计，测量时只需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。
一、项目提出
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。
二、项目分析
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。
二、项目分析
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。
二、项目分析
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。
设计
对于100mL的小瓶酒精来说，若用微型密度计测量时排开1~2 mL的酒精，一般不会导致酒精溢出。
密度计的质量大约为多大？
二、项目分析
计算1~2mL酒精的质量（取1mL）：m=ρv=0.8g/cm3×1cm3=0.8g
可以取1g。根据物体的漂浮条件可知，我们设计的微型密度计的质量也应为1g左右。
设计
可认为消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103kg/m3是合格的。
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；
A
B
若密度计漂浮在0.88×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的B位置；
测量时液面位于A、B之间的酒精都是合格的，但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4mm。
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。
密度计的标度杆的直径如何确定？
二、项目分析
设计
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（如缠上一些铜丝），但增加了配重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。
微型密度计的结构包含哪些必要的部件？
降低重心
增大浮力
标度杆
（浮子）
（配重）
二、项目分析
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。
3. 选择材料，完成制作。
（1）标度杆：实心塑料吸管（直径约3mm）
(2)浮子：泡沫塑料球（直径约1.2cm）
（3）配重：细铁丝（铜丝）
（4）工具：剪刀、打火机、胶带、油性笔、钳子等
二、项目分析
制成作品：
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1.2cm的泡沫塑料球作为浮子，下端绕有铜丝作为配重，初步做成一个微型密度计。
三、项目实施
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，水面上方露出一段标度杆。
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。最后，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。
制成作品：
三、项目实施
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
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。
如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会。
展示各小组制作的微型密度计，分享各自的体验和收获。
四、展示交流
课堂小结
跨学科实践：制作微型密度计
工作原理
阿基米德原理：=
二力的平衡条件：=
设计
①密度计的质量约 1g。
②标度杆的直径 3mm。
③组成：标度杆、浮子和配重。
④浮子的体积约0.88。
项目实施与展示
①选择材料：浮子、标度杆、配重。
②制作：组装器材、调节配重、标记刻度。
③展示交流。
1.某同学自制的简易密度计如图所示，它是用木棒的一端缠绕铜丝做成的。将其放入不同的液体中，会呈竖直漂浮状态，下列说法错误的是（ ）
A．木棒漂浮在水面上，静止时密度计的重力等于水对其的浮力
B．木棒浸入液体的体积越大，说明该液体密度越小
C．读数需用手扶住密度计
D．木棒越细测量误差越小
B
检测反馈
2.在铅笔的下端缠上一些铅丝(使铅笔竖直浮在液体中)，就制成了一个很有用的土密度计。将它分别放到盛有不同液体的杯中，静止时的情景如图所示。对于土密度计的下列判断不正确的是（ ）
A．它在液体中漂浮时，受到的重力与浮力大小相等
B．它在三种液体中受到的浮力相等
C．乙容器中液体的密度最小
D．密度计在乙和丙的状况，类似于船在海里和河里的状况
C
检测反馈
下 课
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