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课件网) 第十章浮力 第4节跨学科实践：制作微型密度计 学习目标 （1）通过简易密度计的设计和制作，让学生应用二力平衡和浮力等知识进行技术设计，学习技术设计的思想和方法。（2）通过简易密度计的设计、制作，培养学生敢于动手、乐于创新、发现问题、解决问题的能力，同时体验创造和成功的快乐。 （3）通过交流和展示，提高语言表达和自我评价及相互评价的能力。 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，是一种初步判断酒精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，测量时只需把微型密度计放入小瓶中，就能方便、快速地判断酒精是否合格。 项目提出 要制作一个微型密度计，需要完成以下任务。 1.设计一个能放人小瓶中，并能用来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。 项目分析 项目实施 (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。 设计 密度计所受浮力的大小等于它所受的重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积。吸管的直径影响了液面在吸管上位置的变化。 要设计符合要求的密度计，应该着重考虑两个因素: 一个是密度计的质量，另一个是标度杆的直径。 (2)估算密度计的质量 对于100mL的小瓶酒精来说，若用微型密度计测量时排开1~2 mL的酒精，一般不会导致酒精溢出。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 消毒酒精的密度为0.86×103~0.88×103 kg/m3是合格的。如图所示，若密度计漂浮在0.86×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的A位置;漂浮在0.88×103 kg/m3的酒精中，液面位于标度杆的B位置,则测量时液面位于A、B之间的酒精都是合格的。A、B间的长度过小，不便于观察者分辨。 设定A、B间的长度不少于4 mm。根据圆柱体的体积公式，就可以计算标度杆的横截面积和直径了。通过估算，可以知道标度杆的横截面积约为0.07 cm3,直径约为3 mm。 (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(如缠上一些铜丝),但增加了配重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，配重位于最下方。 (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3 mm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。 制作 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)制成作品 用制作棉签的实心塑料杆(直径约为3 mm)作为标度杆,塑料杆中部套一个直径约1.2 cm的泡沫塑料球作为浮子，下端绕有铜丝作为配重，初步做成一个微型密度计。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，水面上方露出一段标度杆。 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。最后，用4 mm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。 1.准备了若干瓶密度不同的酒精，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。 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。 展示交流 ... ...
