1、自制“彈簧”密度秤泰州市高港實驗學(xué)校（）張正太創(chuàng)設(shè)習(xí)題教學(xué)情境，綜合運用所學(xué)知識解決實際問題，體會創(chuàng)造過程，激發(fā)創(chuàng)新意識，培養(yǎng)實踐能力，是教者需要認(rèn)真研究的課題。筆者就以自制彈簧測力計并不斷加以改造，使之又能成為密度秤的程序設(shè)計題為例，讓同學(xué)們在分析解題的過程中加以領(lǐng)悟和實踐。【題】小宇選用相關(guān)器材，研究出兩根彈簧的長度與所受拉力關(guān)系，并繪制出如圖a圖像：1.你能從圖a中獲悉哪些有效信息？你認(rèn)為選哪根彈簧制成彈簧測力計會更好些？2.小宇同學(xué)選好合適的彈簧后，自制成如圖b的測力計。為便于稱液體重力，他在彈簧測力計下懸吊一小空桶，稱得空桶重G=0.2N，試問：該裝置最多能稱出多少dm3水重（小桶容

2、積足夠盛放）？3.小宇在2的基礎(chǔ)上，運用密度知識將它改造成密度秤。具體制作方法如下：a.在完成上述2，稱得最大水重時，小宇就在小桶內(nèi)側(cè)標(biāo)注上水面所對位置（記號）；b.在測定某種液體的密度時，他總是將待測液體倒至同一記號處，稱出液重，并能直接讀取所對應(yīng)的液體密度值。（1）若是測密度液=0.75103kg/m3的液體時，請你計算出該指針?biāo)鶎?yīng)的力的示數(shù)值F。（2）若操作方法正確，在測液體密度時，彈簧秤的指針指在F=2.60N處，請計算出該刻度線對應(yīng)的液體密度值液。（3）請你運用所學(xué)知識，推知小宇制作的“彈簧”密度秤的測量范圍及刻度特點。4.小宇為了擴大“彈簧”密度秤的量程，并使之測量更加便利，運用

3、浮力知識重新設(shè)計，具體方法如下：a.在原彈簧測力計上懸吊一密度為物=2103kg/m3的合金塊，請你幫助他計算出：當(dāng)合金塊體積為多大時，指針恰好指在最大量程上；b.在測定液體密度時，他總是將所懸吊的合金塊浸沒在待測液體中，稱出并讀取所對應(yīng)的液體密度值。（1）若是用來測水的密度，請你計算出指針對應(yīng)的原測力計上力的示數(shù)F水。（2）若操作方法正確，彈簧測力計的指針指在F=2.00N處時，請計算出液體的密度值液。（3）請你運用所學(xué)知識，推知小宇重新改造成的“彈簧”密度秤的測量范圍及刻度特點。【分析與解】1.甲、乙兩根彈簧的原長、量程均相同，且在測量范圍內(nèi)，彈簧伸長與拉力成正比。若是制作成彈簧測力計，乙

4、的準(zhǔn)確度較甲更精密些。故選用乙彈簧制成測力計。2.測力計的量程Fm=5N=G水Vg，解得V=4.810-4m3=0.48dm3.3.（1）(FG)/(FmG)=液V/水V，解得F=3.8N.（2）G液=FG=2.4N，由G液/(FmG)=液V/水V，解得：液=0. 5103kg/m3（3）由F=G+液gV，其中G、V為已知量，g為常數(shù)；顯然F液為線性關(guān)系，繪制出的具體圖像為圖C所示。故改造后的密度秤的刻度特點是：刻度越向下所表示的液體密度越大，且密度值的刻度亦為均勻的；所測液體密度量程是：原刻度0.2N對應(yīng)密度值為0，原刻度5N對應(yīng)密度值1.0103 kg/ m3 即“01.00103kg/m

5、3”。4.a，F(xiàn)m=物V物g，解得V物=2.510-4m3=0.25dm3.（1）F水=Fm水gV物=2.5N.（2）由液gV物=FmF,解得液=1.2kg/dm3=1.2103kg/m3.（3）由F=Fm液gV物，其中Fm、V物為已知量，g為常數(shù)；顯然F液呈線性關(guān)系，繪制出的具體圖像為圖d所示。故重新改造后的密度秤刻度特點是：刻度越向下，所表示的該液體密度越小，且密度值的刻度仍為均勻的；所測液體密度的量程是 原刻度5N對應(yīng)密度值為0，原刻度0對應(yīng)密度值為2.0103kg/m3 即“02.00103kg/m3”。順便說一下，為進一步激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識，滿足優(yōu)秀生的求知欲，教學(xué)中，在完成題目中的第3問后，可補上這樣一道思考題：你能利用3中裝置測出小顆粒狀某金屬粒子的密度嗎（有水備用）？在完成第4問后，可再補充一道題：你能測出某一不規(guī)則金屬塊的密度嗎（細線、水備用）？上述這道程序設(shè)計題的教學(xué)，分析求解過程，注重基礎(chǔ)，綜合性強，且面向全體學(xué)生。若作為綜合實踐活動方案，課前就讓學(xué)生認(rèn)真思考、獨立作業(yè)；仔細感悟，領(lǐng)會原理及操作流程；選用器材，動手實踐