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(共23張PPT)
人教八下物理
同步精品課件
人教版八年級下冊
2025年春八下物理情景教學課件嵌視頻（統編2024版）
第十章 浮力
10.4 跨學科實踐：
制作微型密度計
目 錄
項目分析
2
項目實施
3
展示交流
4
項目提出
1
隨堂練習
5
消毒酒精的密度約為0.87×103 kg/m3. 用密度計測量酒精的密度，是一種初步判斷其是否合格的簡單方法. 不過常用的密度計體積較大，很難放入小瓶酒精中進行測量.
項目提出
如果能設計和制作一個微型密度計，測量時只要把微型密度計放入小瓶中，就能方便、快速地判斷酒精是否合格.
項目分析
要制作一個微型密度計，需要完成以下任務.
1. 設計一個能放入小瓶中，并能用來判斷酒精是否合格的微型密度計.
2. 按照設計要求，完成微型密度計的制作.
項目實施
(1)基本思路
把塑料吸管的下端用蠟封口并纏上銅絲，設法讓它能豎直漂浮在水面上即可.
1. 設計
可能出現的問題：
a. 自制密度計放入盛酒精的小瓶后觸碰瓶底，會使酒精溢出；
b. 吸管直徑太大，造成液面在吸管上的位置變化很小，難以判斷酒精
密度的大小.
密度計所受浮力的大小等于自身重力，浮力的大小決定了排開酒精的體積. ——密度計的質量
吸管的直徑影響了液面在吸管上位置的變化. ——標度桿的直徑
思考因素：
(2)估算密度計的質量
對于100 mL的小瓶酒精來說，若微型密度計測量時排開1~2 mL的酒精，一般不會導致酒精的溢出. 1~2 mL酒精的質量為1 g左右，因此我們設計的微型密度計的質量也應為1 g左右.
m ≈ 1 g
(3)估算標度桿的直徑
可以認為消毒酒精的密度為0.86×103~0.88×103 kg/m3是合格的. 如圖所示，若密度計漂浮在0.86×103 kg/m3的酒精中，液面位于標度桿的A位置；漂浮在0.88×103 kg/m3的酒精中，液面位于標度桿的B位置，則測量時液面位于A、B之間的酒精都是合格的.A、B間的長度過小，不便于觀察者分辨. 為此，可設定A、B間的長度不少于4 mm.
A
B
密度計所受重力G物=mg=1×10-3 kg×10 N/kg=0.01 N
由物體漂浮可知，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
代入數值：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
聯立解得：S≈7×10-6 m2=0.07 cm2
結合S=πr2可知，標度桿橫截面的半徑r ≈1.5 mm，即直徑約為3 mm.
(4)設計微型密度計的結構
標度桿
浮子
配重
微型密度計的構造
標度桿：體現密度刻度值——判斷密度大小；
配重：在標度桿下部增加配重(位于最下方)——為了
使微型密度計在酒精中豎直漂浮；
浮子：在標度桿上固定一個浮子(位于上方)——增大
浮力，避免標度桿在酒精中會下沉.
微型密度計由標度桿、浮子和配重三部分組成.
(1)選擇材料
2. 制作
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.
直徑約為3 mm的細塑料管、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.
標度桿：
浮子：
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量. 改變銅絲或鐵絲的長度就可以調節配重.
用制作棉簽的實心塑料桿(直徑約為3 mm)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，初步做成一個微型密度計(如圖所示).
實心塑料桿
塑料球
鋼絲
8 cm
(2)制成作品
大家可以團隊協作，發揮各自的聰明才智，選擇合適的標度桿、浮子和配重，完成微型密度計的制作.
下面的制作方案供同學們參考.
一種微型密度計
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，水面上方露出一截塑料桿.
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.
用微型密度計測量小瓶酒精的密度
最后，用4 mm寬的彩色膠布中心對著記號貼在塑料桿上，微型密度計就做好了.
點擊播放視頻
密度計漂浮時，浮力等于重力
重力不變
浮力不變：F浮=ρ液gV排
V排與ρ液成反比
刻度線不均勻
密度計的刻度為什么是不均勻的？
思考
展示交流
1. 老師準備了若干瓶密度不同的酒精，請用自制的微型密度計測量這些酒精，判斷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. 你的測量結果與老師公布的結論相同嗎
2. 如果你的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. 如果你的測量結果與老師公布的結論相同，說說你的體會.
1. 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
A
B
隨堂練習
V排A＜V排B
F浮=ρ液gV排，F浮A＜F浮B
×
兩密度計均漂浮，所受浮力等于自身重力.F浮A＜F浮B，所以GA＜GB
×
p=ρgh→pAhA＜hB
×
√
兩密度計在水面處的刻度值均為水的密度，所以刻度值相同
D
2. (2024眉山)物理興趣小組的同學制作了一個簡易密度計，分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中，靜止時液面相平如圖所示，密度計在液體中受到浮力F甲___F乙，液體對杯底的壓強 p甲___ p乙. (選填“<”“=”或“=”)
=
＜
密度計在兩液體中均處于漂浮狀態
漂浮時F浮=G，密度計重力相同，所以在兩種液體中所受的浮力相等
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“綜合實踐活動”的要求制作簡易密度計.
(1)取一根粗細均勻的飲料吸管，在其下端塞入適量小鋼珠并用石蠟封口.塞入小鋼珠的主要目的是增加配重，使吸管能_________在液面上.
(2)將吸管放到水中的情景如圖甲所示，測得浸入的長度為H；放到另一液體中的情景如圖乙，浸入的長度為h，用ρ液、ρ水分別表示液體和水的密度，則ρ液____ρ水(選填“>”“<”或“=”)；
豎直漂浮
甲
乙
H
h
>
吸管在兩液體中均處于漂浮狀態，F浮=G
V排a＞V排b
F浮=ρ液gV排，ρ水＜ρ液
(3)小明根據圖甲在吸管上標出1.0刻度線(單位 g/cm3，下同)，再通過計算，標出了0.8、0.9、1.1、1.2的刻度線(圖中未畫出)，結果發現：1.1刻線是在1.2刻線的_____ (選填“上”或“下”)方，相鄰刻線的間距__________(選填“上下均勻”“上疏下密”或“下疏上密”).
(4)小軍也用吸管制作了密度計，他發現相鄰刻度線之間的距離太小，導
致測試誤差較大，為此同學提出如下改進方案，其中可行的是____.
A. 換大的容器盛放液體 B. 換更粗的吸管
C. 換稍長的吸管 D. 適當增加密度計配重
上
上疏下密
D
甲
乙
H
h
由(2)可知，密度計浸入液體越深，表示液體密度越小，因此1.1刻線應在1.2刻線的上方，且相鄰刻線的間距上疏下密
適當增加密度計配重，可增大密度計所受的浮力，增大密度計排開水的體積，可使h變大
謝謝
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