第第頁人教版（2024）八年級下冊物理第十章《浮力》第4節跨學科實踐:制作微型密度計教案教學目標物理觀念:認識密度計的結構、刻度方法和工作原理,理解漂浮條件及應用。科學思維:運用控制變量法,探究提高密度計測量準確程度的方法。科學探究:制作密度計,會使用密度計測量液體的密度;經歷密度計的制作過程,認識密度計的構造、刻度方法和工作原理。科學態度與責任:培養學生動手、發現問題、解決問題的能力;通過了解物理知識在實際生活中的應用,進一步提高學習物理知識的能力,養成實事求是的科學態度。教學重難點教學重點:能應用二力平衡和浮力等知識設計、制作微型密度計。教學難點:在制作過程中能主動發現問題并采取有效方法解決問題。教學準備教師準備:密度計實物、教學課件。學生準備:泡沫塑料球、直徑約3mm的塑料管(或細圓珠筆芯)、實心塑料管、銅絲、4mm寬的彩色膠布、密度不同的酒精、標準消毒酒精(密度已知)、水、小刀、剪刀等。教學過程教學環節設計意圖一、項目提出1.教師出示兩杯水,其中一杯盛有鹽水,另一杯盛有淡水,你能進行區分嗎?學生:分別測量質量和體積,計算密度,密度大的是鹽水。學生:將同一只雞蛋放在兩種液體中,比較浮沉情況,雞蛋上浮的是鹽水。將一段細繩固定在雞蛋的一端,一名學生上臺進行演示。教師:除了以上兩種方法外,還有什么方法?學生:使用密度計,將密度計放在兩種液體,密度大的是鹽水。教師展示密度計實物,請學生上臺演示。2.教師再次展示消毒用的小瓶消毒酒精,讓學生把密度計放在小瓶中測量密度,發現不能放在小瓶中,提問學生應該怎么辦?學生:用更小的密度計來進行測量。教師:今天我們來學習并制作“微型密度計”。通過區分淡水和鹽水,利用所學知識解決實際問題,同時引入密度計二、項目分析課件展示1.設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.按照設計要求,完成微型密度計的設計制作。明確本節課實踐任務三、項目實施(一)項目設計1.基本思路:課件展示密度計實物圖和結構圖,學生觀察并思考如何設計一個最簡單的密度計。師生共同歸納總結:將塑料吸管下端封口并纏上銅絲,使它漂浮在液面上,就制成了一個最簡單的密度計。教師:密度計上的膨脹球的作用是什么?學生:增大排開液體的體積,從而增大浮力,不至于使密度計沉入液體中。教師:為什么制作密度計時要將塑料吸管下端封口并纏上銅絲?為什么加重物就能豎直漂浮?學生:是為了降低重心,使密度計不至于傾斜。教師:加銅絲這一過程,我們稱為配重。學生活動:請同學們為自己的密度計配重并使得它能夠豎直漂浮在液體中。學生完成后,小組展示成果。教師:你在操作過程中有什么發現?學生:配重不能太多,會使吸管下沉到杯底。學生:配重不能太少,會使吸管傾斜,不能豎直漂浮在水中。請同學們閱讀課本78頁,制作符合要求的密度計,應該著重考慮的兩個問題是什么?學生:密度計的質量和標度桿的直徑。2.估算密度計的質量。教師再次展示消毒用的小瓶消毒酒精(100mL),將密度計的下半部分放入小瓶中,有酒精溢出。若溢出的酒精為1mL,密度計的質量大約為多少?通過配重使密度計漂浮在水中,為測量密度做準備學生第一次體驗將密度計豎直漂浮在液體中,感受成功的快樂。在動手的過程中了解到浮力等于重力小組合作學習:估算密度計的質量,酒精的密度取0.88g/cm3。小組代表展示計算過程。F浮=G排=G密度計=ρ酒精gV排,即G密度計=m密度計g=ρ酒精gV排,m密度計=ρ酒精V排=0.88g/cm3×1cm3=0.88g≈1g。3.估算標度桿的直徑。小組合作學習:閱讀課本78頁,設定A、B之間的長度不少于4mm,估算標度桿的橫截面積。小組代表展示估算過程:根據阿基米德原理和浮沉條件得:ρ酒精gV排=m密度計g,ρ酒精V排=ρ酒精Sh=m密度計,分別列式:0.86g/cm3×S×hA=1g、0.88g/cm3×S×hB=1g,hA=1g0.86g/cm3×S、hB=1g0.88g/cm3×S,A與B的長度差為4mm,教師:根據面積公式S=πr2我們可以粗略估計標度桿的直徑約為0.3cm,即3mm(此處計算標度桿的直徑較為繁瑣,不必浪費過多時間進行計算)。4.設計微型密度計的結構學生閱讀課本78~79頁,明確密度計的結構,微型密度計由浮子、標度桿和配重三部分組成,總結三部分的作用。(二)制作學生閱讀課本79頁,然后小組合作制作微型密度計,教師巡視指導并拍照。1.用制作棉簽的實心塑料桿作為標度桿,塑料桿中部套一泡沫塑料球作為浮子。2.實心塑料桿下端纏繞銅絲,調節銅絲的長度,使微型密度計能豎直漂浮在水中。3.將調好配重的微型密度計放入標準消毒酒精中。待微型密度計靜止時,根據液面位置在標度桿上做標記。最后,用4mm寬的彩色膠布中心對準記號貼在標度桿上。利用浮沉條件和阿基米德原理估算密度計的質量和標度桿的直徑,用物理和數學知識解決實際問題小組合作制作微型密度計,培養學生團隊合作精神和科學探究能力四、展示交流1.學生展示自己的作品,并描述在制作過程中遇到的困難和解決的方法。從取材的合理性、刻度標注的正確和準確程度、制作的精巧和美觀性等方面進行自我評價和相互評價。2.各小組用自制微型密度計測量密度不同的酒精,判斷密度是否符合要求,哪瓶偏大,哪瓶偏小,教師公布答案,比較測量結果與教師公布的結論是否相同。3.如果測量結果與老師公布的結論不同,請分析產生誤差的原因。4.若測量結果與老師公布的結論相同,說說你的體會。對制作過程及制作成果及時進行反思,不斷改進,培養分析概括能力板書設計第4節跨學科實踐:制作微型密度計一、項目提出:制作微型密度計。二、項目分析三、項目實施(一)項目設計1.基本思路:塑料吸管下端封口并纏上銅絲(配重)。兩個因素:密度計的質量、標度桿的直徑。2.密度計的質量:約1g。3.標度桿的直徑:3mm左右。4.結構:標度桿、浮子、配重。(二)制作四、展示交流作業設計對你所制作的微型密度計加以改進和完善,減小誤差。學有余力的學生可以課后制作能測量液體密度的密度計,制作完成后與同學們進行分享交流。教學反思本次跨學科實踐活動通過微型密度計的制作,來判斷消毒酒精是否合格,體現了物理學科“從物理走向社會”的特點,學生在實踐活動中估算密度計的質量和標度桿的直徑,加深對浮沉條件的理解和應用,并培養他們的觀察能力和實踐操作能力。活動設計注重學生的主動參與