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文檔簡介
10.4
跨學(xué)科實(shí)踐:制作微型密度計(jì)第十章
浮力人教版
八年級下冊學(xué)習(xí)目標(biāo)1.經(jīng)歷密度計(jì)的制作過程,認(rèn)識(shí)密度計(jì)的結(jié)構(gòu)、刻度方法和工作原理,理解漂浮條件及應(yīng)用。2.利用浮沉條件推導(dǎo)密度計(jì)在液體中深度h的表達(dá)式,估算標(biāo)度桿的橫截面積和直徑。
淡水
鹽水你能區(qū)分鹽水和淡水嗎?使用密度計(jì),將密度計(jì)放在兩種液體中,密度大的是鹽水。分別測量質(zhì)量和體積,計(jì)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(jì)放在小瓶中測量消毒酒精的密度,發(fā)現(xiàn)不能放在小瓶中,應(yīng)該怎么辦?用更小的密度計(jì)來進(jìn)行測量。今天我們來學(xué)習(xí)并制作“微型密度計(jì)”。探究新知二、項(xiàng)目分析1.設(shè)計(jì)一個(gè)能放入小瓶中,并判斷酒精是否合格的微型密度計(jì)。2.按照設(shè)計(jì)要求,完成微型密度計(jì)的設(shè)計(jì)制作。探究新知三、項(xiàng)目實(shí)施(一)項(xiàng)目設(shè)計(jì)1.基本思路:如圖是密度計(jì)實(shí)物圖和結(jié)構(gòu)圖,觀察并思考如何設(shè)計(jì)一個(gè)最簡單的密度計(jì)。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(gè)最簡單的密度計(jì)。密度計(jì)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(jì)沉入液體中。為什么制作密度計(jì)時(shí)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???為了降低重心,使密度計(jì)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(xué)們?yōu)樽约旱拿芏扔?jì)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(fā)現(xiàn)?配重不能太多,會(huì)使吸管下沉到杯底。配重不能太少,會(huì)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(jì),應(yīng)該著重考慮的兩個(gè)問題是什么?密度計(jì)的質(zhì)量和標(biāo)度桿的直徑。探究新知若密度計(jì)排開酒精體積過大,酒精會(huì)溢出,可以認(rèn)為排開的酒精為1~2mL,則酒精不會(huì)溢出,若溢出的酒精為1mL,密度計(jì)的質(zhì)量大約為多少?酒精的密度取0.88g/cm3。(2)估算密度計(jì)的質(zhì)量F?。紾排=G密度計(jì)=ρ酒精gV排,即G密度計(jì)=m密度計(jì)g=ρ酒精gV排,m密度計(jì)=ρ酒精V排=0.88g/cm3×1cm3=0.88g≈1g。探究新知根據(jù)阿基米德原理和浮沉條件得:ρ酒精gV排=m密度計(jì)g,ρ酒精V排=ρ酒精Sh=m密度計(jì),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(jù)面積公式S=πr2我們可以粗略估計(jì)標(biāo)度桿的直徑約為0.3cm,即3mm。(3)估算標(biāo)度桿的直徑。閱讀課本,為設(shè)定A、B之間的長度不少于4mm,估算標(biāo)度桿的橫截面積。探究新知(4)設(shè)計(jì)微型密度計(jì)的結(jié)構(gòu)閱讀課本,微型密度計(jì)的結(jié)構(gòu),微型密度計(jì)由標(biāo)度桿、浮子和配重三部分組成。標(biāo)度桿:浮子:配重:探究新知標(biāo)記刻度。增大浮力。降低重心,使密度計(jì)不致于傾斜。(二)制作小組合作制作微型密度計(jì)。1.用制作棉簽的實(shí)心塑料桿做標(biāo)度桿,標(biāo)度桿中部套一泡沫塑料球作為浮子。2.實(shí)心塑料桿下端纏繞銅絲,調(diào)節(jié)銅絲的數(shù)量,使微型密度計(jì)能豎直漂浮在水中。3.將調(diào)好配重的微型密度計(jì)放入標(biāo)準(zhǔn)消毒酒精中,待靜止時(shí),根據(jù)液面位置在標(biāo)度桿上做標(biāo)記,用4mm彩色膠布中心對準(zhǔn)記號(hào)貼在標(biāo)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(biāo)注的正確和準(zhǔn)確程度、?制作的精巧和美觀性等方面進(jìn)行自我評價(jià)和相互評價(jià)。?1.用自制微型密度計(jì)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(jié)果與教師公布的結(jié)論是否相同。2.如果測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論不同,請分析產(chǎn)生誤差的原因。3.若測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論相同,說說你的體會(huì)?!卷?xiàng)目提出】小冬要用水和酒精配制密度為0.87
g/cm3的消毒酒精,為檢驗(yàn)自己
配制的酒精是否符合要求,他想設(shè)計(jì)并制作一個(gè)微型密度計(jì)測量酒精的
密度。課堂練習(xí)【項(xiàng)目實(shí)施】1.
設(shè)計(jì)微型密度計(jì)(1)密度計(jì)的原理
(2)設(shè)計(jì)密度計(jì)模型如圖甲所示,取一細(xì)管,下端用蠟封口纏繞銅絲,目的是
(選
填“升高”或“降低”)重心,使它能豎立在液體中,這就是一個(gè)簡易
密度計(jì)。降低
(3)優(yōu)化密度計(jì)模型①在ρ液變化一定時(shí),為了使h浸變化明顯,可以采取的措施有(均選填
“增大”或“減小”):a.
密度計(jì)的質(zhì)量;b.
吸管的橫截面積(粗細(xì))。②為了保證密度計(jì)在液體中漂浮,應(yīng)該給密度計(jì)配一個(gè)密度較
?的物體,為此,我們給密度計(jì)配備了浮子,如圖乙所示。增大
減小
小
2.
制作微型密度計(jì)并測量酒精的密度(1)選擇標(biāo)度桿:小冬選擇使用完的圓珠筆芯作為標(biāo)度桿,為了使密
度計(jì)測量準(zhǔn)確,他應(yīng)選用直徑為
(選填“3
mm”或“5
mm”)的圓珠筆芯。(2)選擇浮子:太空泥的密度是0.5
g/cm3,橡皮泥的密度是1.3
g/cm3,小明應(yīng)選擇
作為制作浮子的材料。3
mm
太空泥
(3)調(diào)整配重:小冬把這個(gè)微型密度計(jì)放入酒精中時(shí),發(fā)現(xiàn)浮子的一
部分露在液面上方,為此他應(yīng)該采取的措施是
?
?。(4)標(biāo)記刻度:先讓這個(gè)密度計(jì)豎直漂浮在水中,并標(biāo)出水面刻度;
再讓這個(gè)密度計(jì)豎直漂浮在密度為0.8
g/cm3的酒精和密度為1.2
g/cm3的
鹽水中,并分別在密度計(jì)上標(biāo)出對應(yīng)位置,這樣一支簡易微型密度計(jì)就
制成了。該簡易微型密度計(jì)所標(biāo)鹽水刻度位置在水面刻度位置的
?
(選填“上”或“下”)方。在標(biāo)度桿下端再纏繞一
些銅絲(合理即可)
下
【展示交流】3.
小冬在利用制作的微型密度計(jì)測量自己配制的酒精(0.87
g/cm3)和
密度為0.8
g/cm3的酒精密度時(shí),發(fā)現(xiàn)兩個(gè)示數(shù)幾乎相同(小冬配置的酒
精是達(dá)標(biāo)的),為此他需要采取的措施是(
C
)A.
換用更粗的標(biāo)度桿B.
減小配重的質(zhì)量C.
換用更細(xì)的標(biāo)度桿D.
增加所測酒精的深度C4.
小冬同學(xué)將如圖所示的裝置放入水中和鹽水中靜止時(shí),標(biāo)記刻度1.0
和1.2,然后將此裝置放入自己配置的消毒酒精中,靜止后在液面所在
處刻上刻度h,如圖所示。把密度計(jì)拿出后,用刻度尺量出刻度h與刻度“1.0”之間的距離是0.6
cm,刻度“1.0”與刻度“1.2”之間的距離是0.8
cm,則刻度h到密度計(jì)底部的距離為
cm,配制的消毒酒精的密度是
g/cm3,
.
(選填“符合
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