跨學(xué)科實踐：制作微型密度計第4節(jié)第十章

浮力觀察與思考你們想不想自己動手制作一個微型的密度計呢？工業(yè)生產(chǎn)中測量液體的密度會使用簡易密度計測量液體密度。（重點）02知道制作簡易密度計的方法和步驟。（重點）01理解密度計刻度的原理。（難點）03提高簡易密度計的測量精度。（難點）04學(xué)習(xí)目標(biāo)如何制作微型密度計呢？要制作一個微型密度計，你需要完成以下任務(wù)：1.設(shè)計一個能放入小瓶中，并判斷酒精是否合格的微型密度計。2.按照設(shè)計要求，完成微型密度計的制作。一、明確任務(wù)設(shè)計的微型密度計應(yīng)滿足哪些要求呢？二、任務(wù)分解

密度計要能夠豎直的漂浮在液體中，能通過刻度（或標(biāo)記）直接讀出液體的密度是否合格。做好的密度計放入小瓶后，不能觸碰到瓶底，也不能使小瓶中的液體溢出。

另外，為了能判斷酒精密度的變化，即密度計放入液體中后有較為明顯的位置變化。因此，要設(shè)計符合要求的密度計，應(yīng)該著重考慮兩個因素：一個是密度計的質(zhì)量，另一個是標(biāo)度桿的直徑。

密度計的質(zhì)量大約為多大？二、任務(wù)分解

對于100mL的小瓶酒精來說，若微型密度計測量時排開1~2mL的酒精，一般不會導(dǎo)致酒精溢出。1~2mL酒精的質(zhì)量為1g左右，因此我們設(shè)計的微型密度計的質(zhì)量也應(yīng)為1g左右。密度計的標(biāo)度桿的直徑如何確定？二、任務(wù)分解

消毒酒精的密度為0.86×103~0.88×103

kg/m3是合格的。若密度計漂浮在密度為0.86×103~0.88×103

kg/m3的酒精中，則標(biāo)度桿上的液面應(yīng)該是一個范圍，在范圍內(nèi)的酒精都是合格的，如圖所示。若A、B間的長度過小，不便于觀察者分辨。為此，可設(shè)定A、B間的長度不少于4

mm。這樣，根據(jù)圓柱體的體積公式，就可以計算標(biāo)度桿的橫截面積和直徑了。通過估算，可以知道標(biāo)度桿的橫截面積約為0.07

cm2，直徑約為3

mm。

密度計包含哪些必要的部件？二、任務(wù)分解

為了使微型密度計能在酒精中豎直漂浮，需要在標(biāo)度桿下部增加配重(如繞一些銅絲)，但繞銅絲后的標(biāo)度桿放在酒精中會下沉，因此還要在標(biāo)度桿上固定一個浮子來增大浮力。這樣，微型密度計由標(biāo)度桿、浮子和配重三部分組成，配重位于最下方，浮子位于上方，如圖所示。材料：小泡沫塑料球、圓珠筆筆芯、細銅絲、紅色膠布、刻度尺等。制作過程：1.用圓珠筆筆芯(直徑約為3

mm)作為標(biāo)度桿，塑料桿中部套一個直徑約1.2

cm的泡沫塑料球作為浮子，下端繞有銅絲作為配重，初步做成一個密度計，如圖。三、制作微型密度計2.把這個密度計漂浮在水中調(diào)節(jié)配重。改變銅絲的長度，使密度計在水中漂浮時浮子浸沒在水中，水面上方露出一截塑料桿。3.把調(diào)好配重的微型密度計放入標(biāo)準(zhǔn)消毒酒精中。待微型密度計靜止時，依據(jù)液面的位置在標(biāo)度桿上做一個記號，最后，用4

mm寬的紅色膠布中心對著記號貼在塑料桿上，微型密度計就做好了。三、制作微型密度計展示各小組制作的微型密度計，分享各自的體驗和收獲。四、展示交流

請用自制的微型密度計測量這些酒精，判斷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。你的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論相同嗎?請分析產(chǎn)生誤差的原因。說說你的體會?？鐚W(xué)科實踐：制作微型密度計任務(wù)分解明確任務(wù)課堂小結(jié)展示交流制作微型密度計1.小東在一根均勻木桿的一端纏上少許銅絲，使得木桿放在液體中能豎直漂浮，從而制成一支簡易密度計。小東將它分別放入甲、乙兩種不同液體中，靜止后如圖所示。若兩種液體的密度分別為ρ甲、ρ乙，靜止時密度計所受的浮力分別為F甲、F乙，則下列說法正確的是（）A.F甲＞F乙

B.F甲＜F乙

C.ρ甲＞ρ乙

D.ρ甲＜ρ乙課堂練習(xí)D2.如圖所示，把一個自制的密度計分別放入甲、乙兩種不同液體中，下列判斷正確的是（）A.甲液體的密度比乙液體的密度大 B.在標(biāo)記刻度時B的示數(shù)應(yīng)比A小 C.這個密度計在兩液體中受到的浮力相等 D.自制密度計的刻度是均勻的課堂練習(xí)C3.如圖甲是小明用粗細均勻吸管制成的簡易密度計。（1）豎直漂浮在水中時，水面位于圖中A處，圖中AB間距離為10

cm，則A處應(yīng)標(biāo)為_____g/cm3，將該密度計漂浮在酒精中，所受的浮力_______于在水中所受的浮力，它浸入酒精中的深度為_______cm。（酒精密度為0.8

g/cm3）（2）小華用另一根長度相同且較細的吸管制作了等質(zhì)量的密度計，如圖乙，直接將小明的刻度線和相應(yīng)密度值標(biāo)在自己制作的密度計上，若用小華的密度計來測量液體密度，測量值比真實值偏_______。課堂練習(xí)1等12.5小4.在制作簡易密度計的綜合實踐活動中，實驗小組將吸管的一端塞入一些銅絲作為配重，并用石蠟將吸管的兩端封閉，放入水中后，如圖甲所示，想讓該吸管豎直漂浮在水中，接下來合理的措施是______________。如圖乙所示是設(shè)計好的密度計，其量程（A至B）是1

g/cm3～1.6

g/cm3。把該密度計放入某種液體中，液面位置恰好在AB的中點C處，則所測液體的密度_______1.3

g/cm3。實驗結(jié)束后小華決定再增加一些配重，則該密度計C處對應(yīng)的刻度值將_______。若小華在水中實驗時將配重增加到了最大，則用該密度_______（選填“能”或“不能”）測量酒精的密度（ρ酒精＝0.8

g/cm3）。課堂練習(xí)增加配重小于變大不能5.綜合實踐活動課上，小明用一根長約20

cm的圓柱狀飲料吸管、一段細鐵絲、石蠟和水等制作了一個簡易密度計。制作時，小明先將吸管兩端剪平，鐵絲密繞成小團后塞入吸管一端，再用石蠟將該端口堵住密封；接著，將吸管置于水中使其處于豎直漂浮狀態(tài)（圖甲），用筆在吸管上標(biāo)記此時水面位置O；取出吸管，量出O點至封口端的距離H，通過分析與計算，在吸管上分別確定密度值0.8

g/cm3、0.9

g/cm3、1.0

g/cm3、1.1

g/cm3的位置并標(biāo)上密度值。使用時，將密度計靜置于待測液體中，讀出吸管壁上液面處的數(shù)值即為液體密度。課堂練習(xí)（1）O位置處的刻度值為_________g/cm3。（2）吸管漂浮在其他液體中時（圖乙），液面下方的深度h＝_________

（用ρ水、ρ液、H表示）。（3）管壁上標(biāo)注的4個刻度值，相鄰兩刻度值之間的距離_______（選填“相等”或

“不相等”）。（4）小明突發(fā)奇想，將制作好的密度計內(nèi)鐵絲從吸管上端倒出，纏繞到底部外側(cè)，

其他沒有變化（圖丙），他用這樣“改裝”后的密度計測同一液體密度，測量

結(jié)果_________