資源簡介

(共13張PPT)
第十章 浮力
跨學科實踐：制作微型密度計
第4節
【學習目標】
物理觀念:認識密度計的結構、刻度方法和工作原理,理解漂浮條件及應用。
科學思維:運用控制變量法,探究提高密度計測量準確程度的方法。
科學探究:制作密度計,會使用密度計測量液體的密度;經歷密度計的制作過程,認識密度計的構造、刻度方法和工作原理。
科學態度與責任:培養學生動手、發現問題、解決問題的能力;通過了解物理知識在實際生活中的應用,進一步提高學習物理知識的能力,養成實事求是的科學態度。
淡水
鹽水
你能區分鹽水和淡水嗎？
使用密度計，將密度計放在兩種液體中，密度大的是鹽水。
分別測量質量和體積，計算密度，密度大的是鹽水。
將同一只雞蛋放在兩種液體中，比較浮沉情況，雞蛋上浮的是鹽水。
探究新知
把密度計放在小瓶中測量消毒酒精的密度，發現不能放在小瓶中，應該怎么辦？
用更小的密度計來進行測量。
今天我們來學習并制作“微型密度計”。
探究新知
二、項目分析
1.設計一個能放入小瓶中，并判斷酒精是否合格的微型密度計。
2.按照設計要求，完成微型密度計的設計制作。
探究新知
三、項目實施
（一）項目設計
1.基本思路：如圖是密度計實物圖和結構圖，觀察并思考如何設計一個最簡單的密度計。
探究新知
將塑料吸管下端封口并纏上銅絲，使它漂浮在液面上，就制成了一個最簡單的密度計。
密度計上的膨脹球的作用是什么？
增大排開液體的體積，從而增大浮力，不致于使密度計沉入液體中。
為什么制作密度計時要將塑料吸管下端封口并纏上銅絲？為什么加重物就能豎直漂浮？
為了降低重心，使密度計不致于傾斜。
加銅絲這一過程，我們稱為配重。
膨脹球
探究新知
請同學們為自己的密度計配重并使得它能夠豎直漂浮在這些液體中。
你在操作過程中有什么發現？
配重不能太多，會使吸管下沉到杯底。
配重不能太少，會使吸管傾斜，不能豎直漂浮在水中。
閱讀課本，制作符合要求的密度計，應該著重考慮的兩個問題是什么？
密度計的質量和標度桿的直徑。
探究新知
若密度計排開酒精體積過大，酒精會溢出，可以認為排開的酒精為1～2mL，則酒精不會溢出，若溢出的酒精為1mL，密度計的質量大約為多少？酒精的密度取0.88g/cm3。
（2）估算密度計的質量
F浮＝G排＝G密度計＝ρ酒精gV排，即G密度計＝m密度計g=ρ酒精gV排，m密度計=ρ酒精V排＝0.88g/cm3×1cm3=0.88g≈1g。
探究新知
根據阿基米德原理和浮沉條件得：ρ酒精gV排＝m密度計g，ρ酒精V排＝ρ酒精Sh=m密度計，分別列式：
0.86g/cm3×S×hA=1g、0.88g/cm3×S×hB=1g， hA=
hB=
A與B的長度差為4mm，則可列式：
＝0.4cm，解得S≈0.7cm2。
－
根據面積公式S＝πr2我們可以粗略估計標度桿的直徑約為0.3cm，即3mm。
（3）估算標度桿的直徑。閱讀課本，為設定A、B之間的長度不少于4mm，估算標度桿的橫截面積。
探究新知
（4）設計微型密度計的結構
閱讀課本，微型密度計的結構，微型密度計由標度桿、浮子和配重三部分組成。
標度桿：
浮子：
配重：
探究新知
標記刻度。
增大浮力。
降低重心，使密度計不致于傾斜。
（二）制作
小組合作制作微型密度計。
1.用制作棉簽的實心塑料桿做標度桿，標度桿中部套一泡沫塑料球作為浮子。
2.實心塑料桿下端纏繞銅絲，調節銅絲的數量，使微型密度計能豎直漂浮在水中。
3.將調好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中，待靜止時，根據液面位置在標度桿上做標記，用4mm彩色膠布中心對準記號貼在標度桿上。
探究新知
四、展示交流
展示自己的作品， 并描述在制作過程中遇到的困難和解決的方法。 從取材的合理性、 刻度標注的正確和準確程度、 制作的精巧和美觀性等方面進行自我評價和相互評價。
1. 用自制微型密度計測量密度不同的酒精，判斷密度是否符合要求，哪瓶偏大，哪瓶偏小，比較測量結果與教師公布的結論是否相同。
2.如果測量結果與老師公布的結論不同，請分析產生誤差的原因。
3.若測量結果與老師公布的結論相同，說說你的體會。中小學教育資源及組卷應用平臺
第4節 跨學科實踐：制作微型密度計 導學案
【學習目標】
物理觀念:認識密度計的結構、刻度方法和工作原理,理解漂浮條件及應用。
科學思維:運用控制變量法,探究提高密度計測量準確程度的方法。
科學探究:制作密度計,會使用密度計測量液體的密度;經歷密度計的制作過程,認識密度計的構造、刻度方法和工作原理。
科學態度與責任:培養學生動手、發現問題、解決問題的能力;通過了解物理知識在實際生活中的應用,進一步提高學習物理知識的能力,養成實事求是的科學態度。
【學習重點】
應用二力平衡和浮力等知識設計、制作微型密度計.
【學習難點】
在制作過程中能主動發現問題并采取有效方法解決問題.
【探究新知】
一、項目提出
1.如何區分鹽水和淡水？
①.
②.
③.
2.把密度計放在小瓶中測量消毒酒精的密度，發現不能放在小瓶中，應該怎么辦？
制作微型密度計來進行測量.
二、項目分析
1.設計一個能放入小瓶中，并判斷酒精是否合格的微型密度計.
2.按照設計要求，完成微型密度計的設計制作.
三、項目實施
（一）項目設計
1.基本思路：將塑料吸管下端封口并纏上，使它在液面上，就制成了一個最簡單的密度計.
①密度計上的膨脹球的作用是什么？
.
②為什么制作密度計時要將塑料吸管下端封口并纏上銅絲？為什么加重物就能豎直漂浮？
.
2.估算密度計的質量.
可以認為排開的酒精為1～2mL，則酒精不會溢出，若溢出的酒精為1mL，密度計的質量大約為多少？
小組合作學習：估算密度計的質量，酒精的密度取0.88g/cm3.
，
，
.
3.估算標度桿的直徑.
小組合作學習：為設定A、B之間的長度不少于4mm，估算標度桿的橫截面積.
根據面積公式S＝πr2我們可以粗略估計標度桿的直徑約為0.3cm，即3mm.
4.設計微型密度計的結構
微型密度計由______、______和______三部分組成，這三部分的作用.
標度桿：.
浮子：.
配重：.
（二）制作
小組合作制作微型密度計.
1.用制作棉簽的實心塑料桿做標度桿，標度桿中部套一泡沫塑料球作為浮子.
2.實心塑料桿下端纏繞銅絲，調節銅絲的數量，使微型密度計能豎直漂浮在水中.
3.將調好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中，待靜止時，根據液面位置在標度桿上做標記，用4mm彩色膠布中心對準記號貼在標度桿上.
四、展示交流
展示自己的作品，并描述在制作過程中遇到的困難和解決的方法.從取材的合理性、刻度標注的正確和準確程度、制作的精巧和美觀性等方面進行自我評價和相互評價.
1.用自制微型密度計測量密度不同的酒精，判斷密度是否符合要求，哪瓶偏大，哪瓶偏小，比較測量結果與教師公布的結論是否相同.
2.如果測量結果與老師公布的結論不同，請分析產生誤差的原因.
3.若測量結果與老師公布的結論相同，說說你的體會.
【課堂練習】
1.小琴同學在鉛筆下端粘上一塊橡皮泥自制了一支密度計，將它分別置于甲、乙兩種液體中，靜止時兩液面相平，如圖所示.密度計所受的浮力F甲______F乙，則 ______液體的密度更大，______液體對容器底部的壓強更大.
2.利用筆芯自制密度計，同款的新筆芯和用了一半油墨的舊筆芯應該選用，將所選筆芯放入水中，它能漂浮在水中，在筆芯上標出水面的位置A，將筆芯放入酒精中，仍可漂浮，標出液面的位置B，如圖所示，該筆芯漂浮在水中受到的浮力______（“＞”、“＜”或“=”）漂浮酒精中時受到的浮力.
3.在制作簡易密度計的綜合實踐活動中，實驗小組將吸管的一端塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的底端封閉，做成一只簡易密度計，如圖甲.將該密度計分別放入水、鹽水和酒精中測試發現，放入其中某一種液體時密度計不能處于豎直狀態，則該液體是______，接下來合理的操作是______，改進后重新進行密度的標記實驗，標記的刻度如圖乙所示，則刻度A處標記的應是______的密度值，實驗結束后，同學們還想進一步提高該密度計的精確度，可行的方案是__________________.
4.實驗小組制作簡易密度計：在吸管的一端塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的兩端封閉起來.
（1）如圖甲所示，這根吸管豎直漂浮在不同液體中時，液體的密度越大，它露出液面部分的長度越______（選填“長”或“短”）；
（2）如圖乙所示為設計好的密度計的一部分，其刻度線上至A下至甲C，量程是lg/cm3 1.6g/cm3.若把這個密度計放入某種液體中，液面位置恰好在AC的中點B，則這種液體的密度______（選填“大于”、“小于”或“等于”）1.3g/cm3；
（3）若只增加配重，該密度計C處對應的刻度值將變______；在配重不變的情況下，選用細的吸管，測量誤差將會______一些.（選填“大”或“小”）
參考答案
一、項目提出
1.①分別測量質量和體積，計算密度，密度大的是鹽水.
②將同一只雞蛋放在兩種液體中，比較浮沉情況，雞蛋上浮的是鹽水.
③使用密度計，將密度計放在兩種液體，密度大的是鹽水.
三、項目實施
（一）1.銅絲漂浮
①增大排開液體的體積，從而增大浮力，不致于使密度計沉入液體中.
②是為了降低重心，使密度計不致于傾斜.
2.F浮＝G排＝G密度計＝ρ酒精gV排，
即G密度計＝m密度計g=ρ酒精gV排，
m密度計=ρ酒精V排＝0.88g/cm3×1cm3=0.88g≈1g.
3.根據阿基米德原理和浮沉條件得：ρ酒精gV排＝m密度計g，ρ酒精V排＝ρ酒精Sh=m密度計，分別列式：0.86g/cm3×S×hA=1g、0.88g/cm3×S×hB=1g，hA=、hB=，A與B的長度差為4mm，則可列式：－＝0.4cm，解得S≈0.7cm2.
4.標度桿 浮子 配重 標記刻度 增大浮力降低重心，使密度計不致于傾斜.
【課堂練習】
1.＝ 甲 甲
2.舊筆芯 豎直 ＝
3.鹽水 加配重 酒精 適當增加配重
4.（1）長（2）小于（3）大 小
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第4節　跨學科實踐:制作微型密度計
物理觀念:認識密度計的結構、刻度方法和工作原理,理解漂浮條件及應用。
科學思維:運用控制變量法,探究提高密度計測量準確程度的方法。
科學探究:制作密度計,會使用密度計測量液體的密度;經歷密度計的制作過程,認識密度計的構造、刻度方法和工作原理。
科學態度與責任:培養學生動手、發現問題、解決問題的能力;通過了解物理知識在實際生活中的應用,進一步提高學習物理知識的能力,養成實事求是的科學態度。
教學重點:能應用二力平衡和浮力等知識設計、制作微型密度計。
教學難點:在制作過程中能主動發現問題并采取有效方法解決問題。
教師準備:密度計實物、教學課件。
學生準備:泡沫塑料球、直徑約3 mm的塑料管(或細圓珠筆芯)、實心塑料管、銅絲、4 mm寬的彩色膠布、密度不同的酒精、標準消毒酒精(密度已知)、水、小刀、剪刀等。
教學環節 設計意圖
一、項目提出 1.教師出示兩杯水,其中一杯盛有鹽水,另一杯盛有淡水,你能進行區分嗎 學生:分別測量質量和體積,計算密度,密度大的是鹽水。 學生:將同一只雞蛋放在兩種液體中,比較浮沉情況,雞蛋上浮的是鹽水。 將一段細繩固定在雞蛋的一端,一名學生上臺進行演示。 教師:除了以上兩種方法外,還有什么方法 學生:使用密度計,將密度計放在兩種液體,密度大的是鹽水。 教師展示密度計實物,請學生上臺演示。 2.教師再次展示消毒用的小瓶消毒酒精,讓學生把密度計放在小瓶中測量密度,發現不能放在小瓶中,提問學生應該怎么辦 學生:用更小的密度計來進行測量。 教師:今天我們來學習并制作“微型密度計”。 通過區分淡水和鹽水,利用所學知識解決實際問題,同時引入密度計
二、項目分析 課件展示 1.設計一個能放入小瓶中,并判斷酒精是否合格的微型密度計。 2.按照設計要求,完成微型密度計的設計制作。 明確本節課實踐任務
三、項目實施 (一)項目設計 1.基本思路:課件展示密度計實物圖和結構圖,學生觀察并思考如何設計一個最簡單的密度計。 師生共同歸納總結:將塑料吸管下端封口并纏上銅絲,使它漂浮在液面上,就制成了一個最簡單的密度計。 教師:密度計上的膨脹球的作用是什么 學生:增大排開液體的體積,從而增大浮力,不至于使密度計沉入液體中。 教師:為什么制作密度計時要將塑料吸管下端封口并纏上銅絲 為什么加重物就能豎直漂浮 學生:是為了降低重心,使密度計不至于傾斜。 教師:加銅絲這一過程,我們稱為配重。 學生活動:請同學們為自己的密度計配重并使得它能夠豎直漂浮在液體中。 學生完成后,小組展示成果。 教師:你在操作過程中有什么發現 學生:配重不能太多,會使吸管下沉到杯底。 學生:配重不能太少,會使吸管傾斜,不能豎直漂浮在水中。 請同學們閱讀課本78頁,制作符合要求的密度計,應該著重考慮的兩個問題是什么 學生:密度計的質量和標度桿的直徑。 2.估算密度計的質量。 教師再次展示消毒用的小瓶消毒酒精(100 mL),將密度計的下半部分放入小瓶中,有酒精溢出。若溢出的酒精為1 mL,密度計的質量大約為多少 通過配重使密度計漂浮在水中,為測量密度做準備 學生第一次體驗將密度計豎直漂浮在液體中,感受成功的快樂。在動手的過程中了解到浮力等于重力
小組合作學習:估算密度計的質量,酒精的密度取0.88 g/cm3。 小組代表展示計算過程。 F浮=G排=G密度計=ρ酒精gV排,即G密度計=m密度計g=ρ酒精gV排,m密度計=ρ酒精V排=0.88 g/cm3×1 cm3=0.88 g≈1 g。 3.估算標度桿的直徑。 小組合作學習:閱讀課本78頁,設定A、B之間的長度不少于4 mm,估算標度桿的橫截面積。 小組代表展示估算過程: 根據阿基米德原理和浮沉條件得:ρ酒精gV排=m密度計g,ρ酒精V排=ρ酒精Sh=m密度計,分別列式:0.86 g/cm3×S×hA=1 g、0.88 g/cm3×S×hB=1 g, hA=、hB=,A與B的長度差為4 mm,則可列式:-=0.4 cm,解得S≈0.07 cm2。 教師:根據面積公式S=πr2我們可以粗略估計標度桿的直徑約為0.3 cm,即3 mm(此處計算標度桿的直徑較為繁瑣,不必浪費過多時間進行計算)。 4.設計微型密度計的結構 學生閱讀課本78~79頁,明確密度計的結構,微型密度計由浮子、標度桿和配重三部分組成,總結三部分的作用。 (二)制作 學生閱讀課本79頁,然后小組合作制作微型密度計,教師巡視指導并拍照。 1.用制作棉簽的實心塑料桿作為標度桿,塑料桿中部套一泡沫塑料球作為浮子。 2.實心塑料桿下端纏繞銅絲,調節銅絲的長度,使微型密度計能豎直漂浮在水中。 3.將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,根據液面位置在標度桿上做標記。最后,用4 mm寬的彩色膠布中心對準記號貼在標度桿上。 利用浮沉條件和阿基米德原理估算密度計的質量和標度桿的直徑,用物理和數學知識解決實際問題 小組合作制作微型密度計,培養學生團隊合作精神和科學探究能力
四、展示交流 1.學生展示自己的作品,并描述在制作過程中遇到的困難和解決的方法。從取材的合理性、刻度標注的正確和準確程度、制作的精巧和美觀性等方面進行自我評價和相互評價。 2.各小組用自制微型密度計測量密度不同的酒精,判斷密度是否符合要求,哪瓶偏大,哪瓶偏小,教師公布答案,比較測量結果與教師公布的結論是否相同。 3.如果測量結果與老師公布的結論不同,請分析產生誤差的原因。 4.若測量結果與老師公布的結論相同,說說你的體會。 對制作過程及制作成果及時進行反思,不斷改進,培養分析概括能力
第4節　跨學科實踐:制作微型密度計
一、項目提出:制作微型密度計。
二、項目分析
三、項目實施
(一)項目設計
1.基本思路:
塑料吸管下端封口并纏上銅絲(配重)。
兩個因素:密度計的質量、標度桿的直徑。
2.密度計的質量:約1 g。
3.標度桿的直徑:3 mm左右。
4.結構:標度桿、浮子、配重。
(二)制作
四、展示交流
對你所制作的微型密度計加以改進和完善,減小誤差。學有余力的學生可以課后制作能測量液體密度的密度計,制作完成后與同學們進行分享交流。
本次跨學科實踐活動通過微型密度計的制作,來判斷消毒酒精是否合格,體現了物理學科“從物理走向社會”的特點,學生在實踐活動中估算密度計的質量和標度桿的直徑,加深對浮沉條件的理解和應用,并培養他們的觀察能力和實踐操作能力。活動設計注重學生的主動參與的探究,通過觀察、記錄、計算和分析,培養學生的科學思維和實踐能力。同時實踐活動中還引導學生進行正確的實踐操作,并及時糾正他們的錯誤,幫助學生克服實踐活動中可能遇到的困難。實驗結束后與學生一起總結和討論實踐結果,引導學生思考實踐操作中的誤差和改進方法,加深對物理原理的理解和應用。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
21世紀教育網(www.21cnjy.com)(共9張PPT)
第4節　跨學科實踐:制作微型密度計
【實踐應用】
1.如圖所示,用同一支密度計分別測量甲、乙兩種液體的密度,下列說法正確的是( )
A.密度計在乙液體中所受的浮力大
B.乙液體的密度大于甲液體的密度
C.密度計上的刻度值上大下小
D.密度計在甲、乙兩種液體中所受的浮力相等
D
2.(2024黔東南期末)兩同學分別在底端封閉的兩支相同吸管中裝入不同質量的細沙,制成了A、B兩支密度計,放入同一個盛有水的燒杯中靜止后如圖所示,下列說法正確的是( )
A.密度計A所受浮力較大
B.密度計B所受重力較小
C.兩密度計底部所受水的壓強相等
D.兩密度計在水面處的刻度值相同
D
3.小柯在一根一端密封的空心玻璃管下端繞上一段細鐵絲,制成一支自制密度計,用它來測量液體密度,測量過程中杯內液體總量沒有變化。
(1)當密度計在杯中漂浮時,液面高度在A處(如圖甲),此時,密度計受到的浮力　 　(選填“<”“=”或“>”)重力。
=
(2)使用中,小柯發現細鐵絲很容易滑落,于是他改變這段細鐵絲的形狀,并把鐵絲置于玻璃管內,再次測量同一杯液體密度(如圖乙),杯中液面將　 　(選填“上升”“下降”或“仍在A處”)。
仍在A處
4.如圖(甲)是小明用粗細均勻吸管制成的簡易密度計,B端密封。豎直漂浮在水中時,水面位于圖中A處,圖中AB間距離為10 cm,則A處應標為
　 　 g/cm3,將該密度計漂浮在酒精中,所受的浮力 　 　(選填“大于”“小于”或“等于”)在水中所受的浮力;小華用另一根長度相同且較細的吸管制作了等質量的密度計,如圖(乙),直接將小明的刻度線和相應密度值標在自己制作的密度計上,若用小華的密度計來測量液體密度,測量值比真實值偏　 。
1
等于
小
5.(2024大慶)密度計是根據“浮在液面上的物體所受浮力等于物體自重的原理”制作的。某學習小組在研究與密度有關的實驗時,要自制一個簡單的密度計。關于密度計及相關實驗,請回答下列問題:
(1)如圖甲,在一根一端封閉粗細均勻的玻璃管內放一些小鉛粒使管能豎直浮于水中不動,設玻璃管的橫截面積為S,管和管內鉛粒總質量為m,水的密度為ρ,則玻璃管在水面以下的長度h1=　 (用S、m、ρ表示);在玻璃管與水面交接處畫上刻線并標記上1.0,代表這個位置對應的液體密度為水的密度的1.0倍。
(2)將這個自制密度計放置于某未知液體中,管豎直漂浮不動時,如果標記1.0的刻線位于液面上方,距離管與液面交接處為h2(如圖乙所示)。則該液體密度與水的密度的比值為　 　(用h1、h2表示);如果標記1.0的刻線位于液面下方,距離管與液面交接處為h3(題中未畫出),則該液體密度與水的密度的比值為　　 (用h1、h3表示)。
(3)若用上述方法在玻璃管上依次標記 0.7、0.8、0.9、1.1、1.2、1.3……的刻線,分別代表液體密度與水的密度的比值,則數值小的刻線在　 　(選填“上邊”或“下邊”),刻線分布　 　(選填“均勻”或“不均勻”)。
上邊
不均勻

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