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10.4跨学科实践一制作微型密度计教学设计
一、教材分析
本节内容选自八年级物理下册第十章《浮力》第四节《跨学科实践：制作微型密度计》。密度计是一种利用浮力原理测量液体密度的仪器，制作微型密度计的实践活动，不仅巩固了学生对浮力和密度概念的理解，还培养了学生的动手能力和科学探究能力。
通过制作微型密度计，学生可以将物理知识与实际生活相结合，深刻理解物体的漂浮条件和阿基米德原理，体验科学实验的全过程。这一实践活动具有较强的趣味性和实践性，有助于激发学生的学习兴趣，提高学习的主动性。
二、教学目标
物理观念
●深入理解密度的概念和测量方法，明确密度计测量液体密度的原理是利用物体的漂
浮条件，即浮力等于重力，即F浮=G。
●理解物体在不同液体中漂浮时，排开液体的体积与液体密度之间的关系。科学思维
·学会运用物理知识进行分析、推理和估算，理解制作微型密度计过程中涉及的物理量和参数之间的关系。
●能够对实验数据和现象进行分析、归纳，得出合理的结论。
科学探究
●经历制作微型密度计的全过程，体验科学探究的基本步骤，包括提出问题、设计方案、实验验证和得出结论。
●学会根据实验目的和要求，选择合适的实验器材和实验方法，提高实验操作能力。科学态度与责任
●培养严谨认真、实事求是的科学态度，在实验过程中，认真测量、准确记录数据，尊重实验事实。
●体会物理知识在实际生活中的应用价值，增强学习物理的兴趣和责任感。
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三、教学重难点
教学重点
·理解密度计测量液体密度的原理，掌握制作微型密度计的基本方法。教学难点
●在制作微型密度计过程中，对配重和标度杆直径的设计与调整。
●正确进行物理量的测量和数据分析，确保测量结果的准确性。
四、教学过程设计
(一)导入新课
活动一：视频欣赏——测量液体密度的仪器——密度计
教师播放关于密度计的短视频，展示密度计的结构和使用方法，引出本节课主题。提问：大家知道密度计是如何利用浮力原理测量液体密度的吗?
学生思考并回答：密度计是基于物体的漂浮条件，利用浮力等于重力来测量液体密度的。
(二)探究活动：制作微型密度计
活动二：观察实验现象
实验演示：将鸡蛋放入清水中，观察鸡蛋沉底的现象；然后逐渐向水中加入食盐，观察鸡蛋的变化。
提问：
1.为什么鸡蛋在清水中会沉底?
2.加盐后，鸡蛋为什么会逐渐上浮?
学生讨论并回答：
1.因为鸡蛋的密度比清水的密度大，所以会沉底。
2.加盐后，水的密度增大，当水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋会上浮。
总结：通过实验，我们发现液体的密度越大，物体漂浮时排开液体的体积越小。这体现了物体的漂浮条件和阿基米德原理。
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活动三：项目提出
情境引入：消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3,需要一种能够放入小瓶酒精中测量密度的微型密度计。
教师提问：常用的密度计体积较大，无法放入小瓶中。我们能否自己动手制作一只微型密度计，用于测量酒精的密度?
学生思考并回答：可以尝试制作微型密度计，利用物理知识和手头的材料。
活动四：项目分析
1.微型密度计的构造
o与普通密度计类似，需要有标度杆、浮子和配重部分。
o选用较小的材料，如细吸管、铜丝、泡沫塑料球等。
2.工作原理
o利用物体的漂浮条件：F浮=G。
o根据阿基米德原理：F浮=P液V排g。
o当密度计漂浮在不同液体中时，浸入液体的深度不同，排开液体的体积不同。
3.设计要求
o尺寸要求：能放入小瓶酒精中，标度杆直径需足够小。
o质量要求：密度计的重量应使其能够漂浮，且排开液体的体积适中。
活动五：项目实施
1.设计计算
o估算密度计质量
·设排开的酒精体积为V排，酒精密度为P酒精=0.87×103kg/m3。
·则m排=P酒精V排。
·为避免酒精溢出，V拼应尽量小，可取V排≈1cm3,则m排≈0.87g
·因此，密度计的质量应约为0.87g。
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o估算标度杆直径
设标度杆的横截面积为S,在不同密度的酒精中，浸入深度差为△h
■根据△V=SAh,且
·取P酒精A=0.86×103kg/m3,P酒精B=0.88×103kg/m3,△h取4mm
·计算得S≈0.07cm2,则标度杆直径约为3mm。
2.材料准备
o细塑料吸管(直径约3mm)
o泡沫塑料球(直径约1.2cm)
o细铜丝或铁丝(配重)
o石蜡和打火机(封口)
o记号笔、彩色胶带(标记刻度)
o刻度尺、量筒、水、酒精等
3.制作步骤
o组装密度计
取一根长度约20cm的细塑料吸管作