人教版（2024）八年级下册（2024）第4节 跨学科实践：制作微型密度计示范课课件ppt

这是一份人教版（2024）八年级下册（2024）第4节 跨学科实践：制作微型密度计示范课课件ppt，共24页。PPT课件主要包含了学习目标，新知探究，课堂导入，课堂小结，CONTENTS，随堂练习，项目提出，项目分析，测量原理，正确判断等内容，欢迎下载使用。
3.通过跨学科融合，激发对科学探索的兴趣，体验知识的综合运用和培养创新思维和环保意识
1.知道漂浮条件在密度计制作中的应用
2.通过制作微型密度计培养设计方案、具体动手操作及发现问题并解决问题的能力
密度计及测量液体的密度
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。 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、快速地判断其是否合格。
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。
物体的漂浮条件：F浮=G物
分析： 密度计在三种液体中都漂浮，所以，F浮1=G密度计，F浮2=G密度计，F浮3=G密度计
甲 乙 丙
可以得到：F浮1=F浮2=F浮3
即：ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3
由图知V排1＞V排2＞V排3，故 ρ1＜ρ2＜ρ3
该项目中我们只需检查酒精的密度是否在一个合理的范围内，所以只需在密度计的标度杆上标出一个范围，测量酒精的液面是否在这个范围之内，就可以判定该酒精是否合格。
ρ1 ＜ ρ2 ＜ ρ3
ρ3=0.88×103kg/m3
ρ1=0.86×103kg/m3
ρ2=0.87×103kg/m3
1.设计（1）基本思路 如图所示，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。这就是一个最简单的密度计。
（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。
（3）估算标度杆的直径
ρ1=0.86g/cm3
ρ3=0.88g/cm3
ρ2=0.87g/cm3
分析：由阿基米德原理知： F浮=G排=ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3
又因为密度计漂浮： F浮=G密度计=m密度计g
所以有：m密度计=ρ1V排1=ρ3V排3
将密度计的质量m密度计=1g，ρ1和ρ3带 入上式，可解得ΔV排=0.0264cm3
为了便于观察者分辨，可设定A、B 间的长度：h=4mm=0.4cm
所以，标度杆的横截面积
最后由S=πr2算出标度杆的直径
（4）设计微型密度计的结构 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（如绕一些铜丝），但绕铜丝后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。
这样，微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成（如图）。
2.制作（1）选择材料 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。 标度杆——直径约为3mm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。 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。改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重。
2.制作（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。
⒈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，初步做成一个密度计（如图）。
下面的制作方案供同学们参考。
⒉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。
⒊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。⒋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（如图）。
制作的密度计放入酒精中不能竖直时，可按如下方法调整：①调整底部金属丝，使其尽可能分布均匀，尽可能靠近下端；②减少吸管露出水面部分的长度，降低吸管的重心，也有利于其保持竖直；③在浮子的一侧粘上一个配重。
将吸管穿过塑料小球并固定小球。
用打火机加热塑料吸管的底端，捏合封闭底端并缠绕金属丝。
调整缠绕的金属丝的长度，使密度计浸入标准酒精中的深度合适，并能竖立。
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。
密度计的上下限标记和塑料杆的直径有关，当测量该数据不准确时，会造成标记的错误，如果测量的直径偏大，则算出来的刻度范围偏小；反之则偏大。
例、小明制作了一个简易密度计,取一根粗细均匀的饮料吸管,在其下端塞入适量金属丝并用石蜡封口（如图所示）。他将密度计放入水中，竖立静止后，在密度计上与水面相平处标上1.0g/cm3；将密度计分别放入密度为ρA、ρB的两种液体中，竖立静止后，在密度计与液面相平处标上A、B。下列说法中正确的是（ ）A.ρA＞1.0g/cm3B.ρB＜ρAC.密度计在液体A、B及水中受到的浮力大小相等D.密度计在液体A中受到的浮力大于在液体B中受到的浮力
解析：密度计在不同液体中都是漂浮，F浮＝G密度计 所以，同一支密度计在不同液体中受到的浮力相等。
设计和制作一个微型密度计
1.设计一个能放入小瓶中，并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。
1.检验几瓶密度不同的酒精消毒液；2.进行误差分析；3.交流谈谈自己的体会。
1.设计一个微型密度计2.制作一个微型密度计
自制密度计判断清水和盐水