第十章浮力

第4節(jié)跨學(xué)科實踐：制作微型

密度計人教版物理八年級下冊消毒酒精的密度約為0.87×103kg/m3。用密度計測量酒精的密度，使一種初步判斷其是否合格的簡單方法。不過常用的密度計體積較大，很難放入小瓶酒精中進行測量。如果能設(shè)計和制作一個微型密度計，測量時只要把微型密度計放入小瓶中，就能方便、快速地判斷其是否合格。1.了解實驗室用密度計的結(jié)構(gòu)和工作原理。3.選擇材料，完成制作。2.設(shè)計一個微型密度計。1.實驗室用密度計的結(jié)構(gòu)增大密度計受到的浮力，使密度計漂浮在液體中增加配重，使密度計的重心較低，從而豎直漂浮在液體中直徑的大小，決定了密度計的精確程度工作原理：（1）密度計漂浮在液體中→F浮=G物→在不同液體中受到的浮力不變。（2）根據(jù)ρ液=可知，密度計浸入液體的體積越大，液體的密度越小；密度計浸入液體的體積越小，液體的密度越大。1.設(shè)計制作微型密度計請計算：一個小瓶子的容積有100ml，盛有適量的酒精。而把密度計放入其中后，密度計將要排開2克的酒精，若酒精的密度為0.88×103kg/m3，則密度計的質(zhì)量是多少？（1）估計密度計的質(zhì)量因為漂浮，所以F浮=G物，即G排酒精=G密度計即m密度計=m排酒精=ρ酒精V=0.86×2×10-6=1.72×10-3kg。1.設(shè)計制作微型密度計如圖所示，如將此密度計放入密度為0.86×103kg/m3酒精中，液面位于A位置，而將此密度計放入密度為0.88×103kg/m3酒精中，液面位于B位置，AB之間的距離為4mm，則此密度計桿的直徑是多少？（2）估計密度計桿的直徑因為漂浮，所以F浮=G物，即ρ酒gV排=G物，所以V排=，又因為V排=Sh，所以h=，

又因為S=πr2，所以r≈3×10-3m。（1）標(biāo)度桿：廢舊的直徑為3mm的圓珠筆芯。（2）配重：細鐵絲。（3）浮子：太空泥（注意：不是橡皮泥），或較厚的雙面膠。（4）輔助工具：鉗子3.制作微型密度計選材（1）在廢舊圓珠筆芯靠近筆尖的一端纏繞2圈細鐵絲。（2）取下一塊太空泥，做成直徑約1.2cm的球，固定在標(biāo)度桿的中下部。（3）將密度計放入水中，使其漂浮，并通過改變細鐵絲的長度調(diào)節(jié)密度計的配重，最終使密度計在水中漂浮時浮子浸沒在水中，水面上方露出一截圓珠筆芯。3.制作微型密度計制作過程（4）把調(diào)好配重的微型密度計返給標(biāo)準(zhǔn)消毒酒精中。帶微型密度計靜止時，依據(jù)液面的位置在標(biāo)度桿上做一個標(biāo)記。（5）最后，用4mm寬的彩色膠布中心對著記號貼在圓珠筆芯上，微型密度計就做好了。3.制作微型密度計制作過程例小明把制作好的微型密度計放入酒精中時，發(fā)現(xiàn)浮子的一部分露在液面上方，為此他應(yīng)該采取的措施是_____________________________________（合理即可）。關(guān)鍵點撥：浮子露出液面一部分，說明密度計總質(zhì)量偏小，或密度計受到的浮力偏大，可以增加密度計配重的質(zhì)量或減少浮子的體積，來對密度計進行調(diào)節(jié)。

多纏繞一些金屬絲（或減小浮子的體積）展示交流（2024?無錫中考）制作簡易的密度計，器材有長度為20cm的吸管一根，鐵屑、石蠟、小瓶、記號筆、刻度尺、天平。（g取10N/kg）連接中考（1）如圖甲所示，用刻度尺和記號筆在吸管上標(biāo)出長度刻度，用石蠟將標(biāo)0cm的一端封閉，添加鐵屑至管內(nèi)，使其總質(zhì)量為10g,能豎直漂浮在液體中。①當(dāng)將它放入密度為1.0g/cm3的水中時，浸入的深度為H。若放入密度為0.8g/cm3的酒精中，密度計所受的浮力大小為0.1N，浸入的深度為

H。②將它放入密度為0.8～1.2g/cm3的不同液體中，浸入的深度h與液體密度ρ液之間的關(guān)系應(yīng)符合圖乙中

（選填“a”“b”或“c”）。1.25a③為使該簡易密度計測量水和酒精的密度時，兩條刻度線間的距離大一些，利用現(xiàn)有器材，合理的做法是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。則密度計浸入水中的深度增大，即H增大，密度計放入酒精中適當(dāng)增大密度計的重力，漂浮時，浸入酒精中的深度為1.25H，也隨之增大，則兩條刻度線間的距離會變大（2）如圖丙所示，在吸管下方安裝一個小瓶，將鐵屑裝入瓶中，制成另一支簡易密度計，使其總質(zhì)量為30g,放入液體后能豎直漂浮，小瓶完全浸沒。放入水中，在密度計上標(biāo)記出水面位置M，密度計排開水的體積為

cm3，從水中取出擦干后，放入待測鹽水中，M比液面高2cm。取出密度計擦干，倒出部分鐵屑，使其總質(zhì)量為27g,再放入水中，液面距離M為3cm。則吸管的橫截面積為

cm2，鹽水的密度為

g/cm3（保留2位小數(shù)）。3011.071.（2024?眉山中考）物理興趣小組的同學(xué)制作了一個簡易密度計，分別放入盛有不同液體的兩個燒杯中，靜止時液面相平如圖所示，密度計在液體中受到浮力F甲

F乙，液體對杯底的壓強p甲

p乙。（均選填“＜”“=”或“＞”）基礎(chǔ)鞏固題=＜2.測量液體密度的儀器叫做密度計。如圖甲所示，將其插入被測液體中，待靜止后直接讀取液面處的刻度值。圖乙和圖丙是自制的簡易密度計，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的（銅絲和木棒完全相同），A、B是兩種不同的液體。下列有關(guān)說法錯誤的是（

）A.密度計應(yīng)用了物體漂浮時浮力等于重力的原理B.乙、丙兩圖中，密度計受到的浮力是相同的C.分析乙、丙兩圖可知：A液體的密度小于B液體的密度D.在密度計上液面對應(yīng)的刻度值越向上，代表該液體的密度越大基礎(chǔ)鞏固題D3.亮亮用粗細不同的吸管制作了A、B兩支質(zhì)量相同的密度計，通過實驗刻出0.8g/cm3、1.0g/cm3、1.2g/cm3三條刻度線，發(fā)現(xiàn)一支刻度線疏、一支刻度線密，亮亮測出刻度線到配重端的吸管長度h，作出h與對應(yīng)液體密度的倒數(shù)的關(guān)系圖像如圖所示，則下列說法中正確的是（）A．密度計A刻度線疏，吸管粗B．密度計A刻度線密，吸管粗C．密度計B刻度線疏，吸管粗D．密度計B刻度線密，吸管粗D基礎(chǔ)鞏固題利用塑料筆芯自制密度計，同款的新筆芯和用了一半油墨的舊筆芯應(yīng)該選用

。將所選筆芯放入水中，它能

漂浮在水中，在筆芯上標(biāo)出水面的位置A；將筆芯放入酒精中，仍可飄浮，標(biāo)出液面的位置B，如圖所示。改筆芯漂浮在水中和酒精中時受到的浮力大小

。已知水的密度ρ1=1g