初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：制作微型密度计教案配套ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）跨学科实践：制作微型密度计教案配套ppt课件，共20页。PPT课件主要包含了选择材料，标记刻度，减小密度计的体积，增加配重，增加浮子等内容，欢迎下载使用。
　　设计：微型密度计能放进 100 mL 小瓶酒精中进行测量；　　　　　能鉴别所测酒精的密度是否合格。　　制作：合理选择器材进行制作和调试，完成作品。
　　为了完成微型密度计的设计，我们将大问题拆分成小问题进行研究。小问题如下：　　1. 使酒精不溢出来，需完成密度计的哪个参数设计？　　2. 较准确地鉴别酒精的密度，需完成密度计的哪个参数设计？　　3. 除了标度杆以外，还需要完成密度计的哪些构造设计？
　　1. 将密度计放入小瓶酒精测量时，酒精可能溢出来，要使酒精不溢出，需设计密度计的哪个物理量参数？如何设计？　　（1）测量时使酒精不溢出来，我们可以怎么办？　　酒精会溢出，说明密度计浸入液体的体积大了，而浸入液体的体积等于排开液体的体积，所以需要减小密度计排开液体的体积。
　　（2）密度计排开液体的体积减小，密度计的哪个物理量会随之变化呢？　　由阿基米德原理可得 F浮＝ρ液V排g，液体密度一定，排开液体的体积减小时，密度计所受的浮力就会随之减小。　　密度计漂浮，受重力和浮力，由二力平衡可得 F浮＝m计g。密度计所受的重力也要随之减小。　　可见液体密度一定，减小密度计的质量就可以减小排开液体的体积，从而来防止液体的溢出。 所以测量时使酒精不溢出需设计密度计的质量参数。
　　（3）微型密度计测量时排开酒精的体积约为 1～2 mL，消毒酒精的密度约为 0.87×103 kg/m3，微型密度计的质量设计为多大合适？　　应用 F浮＝ρ液V排g 和 F浮＝m计g 可推理演绎得出密度计的质量与排开液体体积的定量关系为 m计＝ρ液V排，代入数据计算得出微型密度计的质量应为 1 g 左右。
　　2. 要较为准确地鉴别酒精密度，需设计密度计的哪个物理量参数？如何设计？　　（1）如图是同一支密度计漂浮在甲、乙两种酒精液体中的情境，其中一种酒精的密度是 0.86×103 kg/m3，另一种是一种酒精的密度是0.88×103 kg/m3。请你判断甲酒精的密度是多大？为什么？　　由 m＝ρ液V排可得，同一密度计在密度小的酒精中排开液体的体积大，浸入的深度深，故甲酒精的密度为 0.86×103 kg/m3。
　　（2）合格的消毒酒精密度在 0.86×103 kg/m3 和 0.88×103 kg/m3 之间，密度计测量时，合格的酒精液面就会落在标度杆 A、B 之间，为便于观察分辨，A、B 间的长度就不能太小。接下来我们研究一下 A、B 间的长度跟什么因素有关？找到影响其大小的因素，我们就可以很好地控制 A、B 间的长度 Δh。　　由圆柱体体积公式 V＝Sh 得：　　A、B 间的长度 Δh 跟密度计在两种酒精中排开酒精体积的差值 ΔV 排和标度杆的横截面积 S 有关。
　　（3）设计的微型密度计的质量约为 1 g，合格的消毒酒精的密度在0.86×103 kg/m3 和 0.88×103 kg/m3 之间，你能计算出 A、B 刻度所对应的排开液体体积差值吗？　　应用质量设计中的演绎结论 m计＝ρ液V排 得　　　　　 ΔV排＝V排A－V排B＝ －　　代入数据计算得到 A、B 刻度所对应的排开液体体积差值约为 0.026 mL。
　　（4）知道了 A、B 刻度所对应的排开液体体积的差值，设定 A、B 间的长度为 4 mm，则标度杆的直径应等于多少？　　应用体积变形公式　　　　　　　　　S＝ －　　计算得到标度杆的横截面积不得大于 0.07 cm2，对应的直径约为 3 mm。所以判断 100 mL 酒精是否合格的微型密度计标度杆可以选用直径约为 3 mm 塑料吸管。
　　3. 除了用塑料吸管作为标度杆以外，还需要设计密度计的哪些构造？　　（1）将塑料吸管放入酒精中，发现不能竖直漂浮，如何实现竖直漂浮呢？　　可以增加塑料吸管一端的质量，使塑料吸管的这一端下沉。但密度计的质量要控制在 1 g 左右，故配重不能太大，所以具体做法是在其一端缠绕焊锡丝，增加这端配重。
　　（2）增加配重后密度计触底了，无法漂浮，怎么实现漂浮？　　增加一个浮子。
　　 1. 老师公布酒精密度，看看你的测量结果与老师公布的结论相同吗？ 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。如果你的测量结果与老师公布的结论相同，说说你的体会。
　　 2. 回顾设计过程，我们经历和解决了哪些问题？
设计密度计的质量 1 g 左右
设计标度杆的直径 3 mm