資源簡介

(共24張PPT)
第十章 浮力
第4節 跨學科實踐：制作微型密度計
教學分析
課前準備
學習目標
1.認識密度計的結構、刻度方法和工作原理。
2.制作密度計，會使用密度計測量液體密度。
3.培養學生的動手實踐能力，認識物理在生活中的應用。
課前準備
教學分析
學習重點 ：認識密度計的結構、刻度方法和工作原理。
學習難點 ：密度計的制作。
學習方法 ：自主學習法；合作學習法；實驗探究法。
相關準備：雞蛋、 一杯鹽水、一杯水、密度計、盛有水、鹽水、酒精的小瓶、塑料桿、小瓶、泡沫塑料小球、筆、刻度尺、彩色膠布、細銅絲等。
教學內容
01
情境引入
02
互動新授
03
鞏固拓展
04
課堂小結
點我喔
情境引入
演示實驗
①把雞蛋放入水中，如圖1，觀察現象。
②然后將雞蛋拿出來，擦干水后，再放入鹽水中，如圖2，觀察現象。
情境引入
想一想
問題一：你觀察到了什么現象
放在水中的雞蛋沉底，放在鹽水中的雞蛋漂浮。
問題二：為什么同一個雞蛋在不同液體中處于的狀態不同
總結：鹽水的密度大于水的密度。
那么如何證明鹽水的密度大于水的密度呢 有沒有簡便方法 這就是本節課我們要解決的問題 。
互動新授
一、項目提出
①使用密度計測量這兩杯液體的密度，同時驗證前面的猜想。
②使用普通密度計測量小瓶中酒精的密度。
發現問題：
很難用這個密度計放入小瓶中測量酒精的密度。
我們今天要制作的密度計的一個基本要求是能用其測量這個瓶子中液體的密度。
演示實驗
互動新授
二、項目分析
我們今天要制作的這個密度計其基本要求是：
1.密度計體積不能太大，要能放入這個小瓶中。
2.密度計的測量要盡可能準確，至少能測量出密度略大于或略小于水的液體的密度，例如鹽水密度或者是酒精密度。
互動新授
三、項目實施
密度計的基本構造
要制作一個符合要求的微型密度計，首先要設計出密度計的結構， 而要設計好密度計，首先要知道密度計的基本構造。
問題：觀察密度計，密度計的基本構造是什么？
總結：密度計的基本構造是配重、浮子、帶有刻度的標度桿。
互動新授
密度計的基本原理
通過前面的演示，大家基本上已經知道了使用密度計的基本操作和測量方法，那么密度計的基本原理是什么
總結：密度計的基本原理是當物體漂浮時，浮力等于重力。
想一想
互動新授
思考：假設密度計的橫截面積為 S, 浸入水中的深度為 H。 把密度計放在密度為ρ液的液體中，你能運用阿基米德原理和物體的浮沉的條件，推導出該密度計浸入該液體中的深度h嗎 ( 已 知ρ水、 ρ液、H、S)
總結：
互動新授
設計密度計
想一想
我們現在已經知道了密度計的原理和基本構造，是不是就可以制作密度計了呢
①在塑料吸管底部纏上較多的鐵絲，將吸管放入水中。
現象：這個“密度計”沉底。
②使用直徑較大的塑料吸管，也同樣纏上鐵絲，將吸管放入盛有不同濃度液體的小瓶中。
現象：其液面位置變化不明顯。
總結：通過上面的演示大家可以看到一個密度計是否可用，密度計的質量和標度桿的直徑的大小是非常重要的。
下面我們就來計算一下這兩個參數。
演示實驗
互動新授
(1)估算密度計的質量
問題：一個小瓶子的容積有100 mL, 盛有適量的酒精。而把密度計放入其中后，密度計將要排開2 mL 的酒精，若酒精的密度為0.88×10 kg/m , 則密度計的質量是多少
總結：
因為密度計漂浮，所以F浮 =G物，
即G 排酒精=G密度計，
即m密度計=m排酒精=ρ酒精V排酒精=0.88×10 kg/m ×2×10- m =1.76×10 kg。
因此我們今天設計的密度計的質量大約在1~2g。
互動新授
(2)估算標度桿的直徑
問題：如圖所示，如果將此密度計放入密度為0.86×10 kg/m 酒精中，液面位于A 位置，而將此密度計放入密度為0.88×10 kg/m 酒精中，液面位于B 位置，A、B之間的距離為4 mm。則此標度桿的直徑是多少
互動新授
總結：
通過計算可知，我們今天制作的標度桿的直徑為3×10- m。
互動新授
(3)設計浮子
我們知道了密度計的質量和標度桿的直徑的大小，大家桌子上都有塑料桿和銅絲，請大家都來試一試，看纏繞多少銅絲合適。
發現問題：
這個銅絲繞多少很難把握。
思考：纏繞多少銅絲比較難把握，主要是因為我們做的這個密度計比較小，我們應怎樣克服這個困難呢
解決問題：
加上一個浮子，就可以很好地解決這個問題。
互動新授
總結：
我們只要再加上一個“浮子”就可以讓塑料桿處于即漂浮又豎直的狀態，因此我們要制作的這個微型密度計的基本結構包括：標度桿、浮子、配重。
互動新授
制作微型密度計
制作微型密度計的材料：
(1)浮子：可以用小泡沫塑料球作為浮子，也可以截一段稍粗點的塑料管，將其 兩頭封口作為浮子。
(2)標度桿：細塑料管、做棉簽的實心塑料桿以及細的圓珠筆芯等，都可以用來做標度桿。但要注意其直徑應約為3mm。
(3)配重：可以在實心塑料桿下端纏上若干圈銅絲，或者在空心的細塑料管下端插入一段粗鐵絲作為配重。可以通過改變銅絲或鐵絲的長度調節配重。
互動新授
上面介紹的各種材料，都已經放在了實驗桌上，大家可以自行選擇 自己所用的具體材料，并根據前面我們的設計開始制作微型密度計。
下面是具體的制作步驟:
A. 用制作棉簽的實心塑料桿(直徑約為3mm) 作為標度桿，塑料桿中部套一個直徑約1.2 cm 的泡沫塑料球作為浮子，下端繞有銅絲作為配重。
B.把這個密度計漂浮在水中調節配重。改變銅絲的長度，使密度計在水中漂浮 時浮子浸沒在水中，水面上方露出一段塑料桿。
C. 把調好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中。待微型密度計靜止時，依據 液面的位置在標度桿上做一個記號。最后，用4mm 寬的彩色膠布中心對著記號貼在塑料桿上。
互動新授
四、展示交流
①請大家用自己制作的密度計來測量一下這三瓶液體的密度。看誰的密度計的測量值最準確。
②分組測量，并比較自己組的誤差是多少。
小活動
拓展鞏固
【例】 測量液體密度的儀器叫作密度計.如圖甲所示，將其插入被測液體中， 待靜止后直接讀取液面處的刻度值.圖乙和圖丙是自制的簡易密度計，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的(銅絲和木棒完全相同)，A 、B是兩種不同的液體。下列有關說法錯誤的是( )
A. 密度計應用了物體漂浮時浮力等于重力的原理
B. 乙、丙兩圖中，密度計受到的浮力是相同的
C. 分析乙、丙兩圖可知：A 液體的密度小于B 液體的密度
D. 在密度計上液面對應的刻度值越向上，代表該液體的密度越大
D
拓展鞏固
課堂小結
3.設計密度計：密度計的質量約為1—2g，標度桿的直徑約為3mm。
1.密度計的結構：浮子、標度桿、配重。
2.F浮=G物
4.制作密度計：選擇材料，調節配重，標記刻度。
5.展示交流。
下節課，再見！

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