人教版（2024）跨学科实践：制作微型密度计精品课件ppt

这是一份人教版（2024）跨学科实践：制作微型密度计精品课件ppt，共43页。PPT课件主要包含了可能出现的问题，思考因素，m≈1g，微型密度计的构造，1选择材料，标度杆，一种微型密度计，重力不变，V排与ρ液成反比，刻度线不均匀等内容，欢迎下载使用。
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，是一种初步判断其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，测量时只要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.
要制作一个微型密度计，需要完成以下任务. 1. 设计一个能放入小瓶中，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.
(1)基本思路 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即可.
a. 自制密度计放入盛酒精的小瓶后触碰瓶底，会使酒精溢出；b. 吸管直径太大，造成液面在吸管上的位置变化很小，难以判断酒精 密度的大小.
密度计所受浮力的大小等于自身重力，浮力的大小决定了排开酒精的体积. ——密度计的质量吸管的直径影响了液面在吸管上位置的变化. ——标度杆的直径
(2)估算密度计的质量 对于100 mL的小瓶酒精来说，若微型密度计测量时排开1~2 mL的酒精，一般不会导致酒精的溢出. 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 可以认为消毒酒精的密度为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. 为此，可设定A、B间的长度不少于4 mm.
密度计所受重力G物=mg=1×10-3 kg×10 N/kg=0.01 N由物体漂浮可知，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代入数值：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联立解得：S≈7×10-6 m2=0.07 cm2 结合S=πr2可知，标度杆横截面的半径r ≈1.5 mm，即直径约为3 mm.
(4)设计微型密度计的结构
标度杆：体现密度刻度值——判断密度大小；配重：在标度杆下部增加配重(位于最下方)——为了 使微型密度计在酒精中竖直漂浮；浮子：在标度杆上固定一个浮子(位于上方)——增大 浮力，避免标度杆在酒精中会下沉.微型密度计由标度杆、浮子和配重三部分组成.
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.
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.
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量. 改变铜丝或铁丝的长度就可以调节配重.
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(如图所示).
(2)制成作品 大家可以团队协作，发挥各自的聪明才智，选择合适的标度杆、浮子和配重，完成微型密度计的制作.
下面的制作方案供同学们参考.
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，水面上方露出一截塑料杆. 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.
用微型密度计测量小瓶酒精的密度
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.
密度计漂浮时，浮力等于重力
浮力不变：F浮=ρ液gV排
1. 老师准备了若干瓶密度不同的酒精，请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. 你的测量结果与老师公布的结论相同吗?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.
1. 两同学分别在底端封闭的两支相同吸管中装入不同质量的细沙，制成了A、B两支密度计，放入同一个盛有水的烧杯中静止后如图所示. 下列说法正确的是( )A. 密度计A所受浮力较大B. 密度计B所受重力较小C. 两密度计底部所受水的压强相等D. 两密度计在水面处的刻度值相同
F浮=ρ液gV排，F浮A＜F浮B
两密度计均漂浮，所受浮力等于自身重力.F浮A＜F浮B，所以GA＜GB
p=ρgh→pA