10.4 跨学科实践：制作微型密度计---2024-2025学年人教2024版物理八年级下册教学同步课件(内嵌1个视频)(45页PPT))

(课件网) 10.4 跨学科实践：制作微型密度计 第10章 浮力 人教版2024版物理八年级下册【精做课件】 授课教师：******** 班 级：******** 时 间：******** 实践目标：通过制作微型密度计，让学生亲身体验物体浮沉条件在测量液体密度中的应用，加深对阿基米德原理的理解，培养学生的动手能力和跨学科知识运用能力。 材料准备：粗细均匀的塑料吸管（或玻璃管）、橡皮泥、剪刀、刻度尺、记号笔、水、盐水、酒精等不同密度的液体、透明容器。 制作步骤： 制作密度计主体：将塑料吸管一端用橡皮泥堵住，制成一个封闭端，确保密封性良好。这一端相当于密度计的配重部分，使密度计能竖直漂浮在液体中。 校准零刻度：将制作好的密度计放入清水中，使其漂浮。用记号笔在吸管与水面平齐的位置标记刻度，此刻度即为密度为 1.0g/cm 3 （水的密度）的刻度线，记为零刻度（以水的密度为参照基准）。 标注其他刻度：将密度计分别放入已知密度的盐水、酒精等液体中，依次在吸管与不同液体液面平齐的位置做好标记，并根据液体密度值标注对应的刻度。例如，盐水密度大于水，密度计在盐水中浸入的深度会比在水中浅，在相应位置标注盐水的密度值；酒精密度小于水，密度计在酒精中浸入的深度比在水中深，标注酒精的密度值。刻度标注时，可引导学生思考刻度之间的间距是否均匀，为什么不均匀，涉及到阿基米德原理 F 浮 =ρ 液 gV 排 ，浮力不变（等于密度计重力）时，液体密度与排开液体体积成反比，所以刻度是不均匀的。 完善密度计：用刻度尺测量相邻刻度之间的距离，根据测量结果，在两个已知刻度之间均匀细分小刻度，使密度计刻度更加精确。可以让学生从数学角度思考如何根据已知刻度和液体密度关系进行刻度细分。 原理讲解：讲解微型密度计的工作原理，当密度计漂浮在液体中时，根据物体浮沉条件，此时浮力等于重力，即 F 浮 =G 。由阿基米德原理 F 浮 =ρ 液 gV 排 可知，液体密度不同，密度计排开液体的体积不同，液体密度越大，排开液体体积越小，密度计浸入液体的深度越浅；反之，液体密度越小，排开液体体积越大，密度计浸入液体的深度越深。通过密度计浸入液体的深度来反映液体密度大小，从而实现对液体密度的测量。 小组合作与问题解决：学生分组进行制作，在制作过程中鼓励学生相互协作，共同解决遇到的问题，如密度计无法竖直漂浮（可能是配重不均，需要调整橡皮泥的量）、刻度标注不准确（可能是读数误差或测量液体密度不准确，需要重新测量和校准）等。教师巡视指导，适时给予帮助和引导，同时引导学生从物理原理、数学计算、工艺制作等多方面思考和解决问题。 （四）改变物体浮沉状态的方法及物体浮沉条件的应用（10 分钟） 改变物体浮沉状态的方法 改变物体自身重力：以潜水艇为例，讲解潜水艇两侧有水舱，当向水舱中充水时，潜水艇自身重力增大，当重力大于浮力时，潜水艇下沉；当从水舱中向外排水时，潜水艇自身重力减小，当重力小于浮力时，潜水艇上浮；当潜水艇的重力等于浮力时，潜水艇可以悬浮在水中任何深度。让学生理解通过改变物体自身重力可以改变物体的浮沉状态。 改变物体排开液体或气体的体积：以气球和飞艇为例，气球和飞艇内充有密度小于空气的气体，通过改变气囊中气体的量来改变气球或飞艇的体积。当气囊体积增大时，排开空气的体积增大，根据阿基米德原理，浮力增大，当浮力大于重力时，气球或飞艇上升；当气囊体积减小时，浮力减小，当浮力小于重力时，气球或飞艇下降。让学生明白改变物体排开液体或气体的体积也能改变物体的浮沉状态。 物体浮沉条件的应用 轮船：展示轮船的图片和模型，讲解轮船是采用空心的办法，增大排开水的体积，从而增大可以利用 ... ...