第4節(jié)跨學(xué)科實踐：制作微型密度計

教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)1.理解密度計的工作原理。2.掌握制作微型密度計的實驗操作。3.運(yùn)用微型密度計測量液體的密度。能力目標(biāo)通過對微型密度計的動手制作、測試與調(diào)整過程,培養(yǎng)學(xué)生敢于動手、樂于創(chuàng)新、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。素養(yǎng)目標(biāo)通過親身實踐操作體驗創(chuàng)造和成功的快樂;通過交流和展示,提高語言表達(dá)和自我評價及相互評價的能力。

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)能應(yīng)用二力平衡和浮力等知識設(shè)計、制作微型密度計。教學(xué)難點(diǎn)在制作過程中能主動發(fā)現(xiàn)問題并采取有效方法解決問題。

教學(xué)過程

一、新課導(dǎo)入消毒酒精的密度約為0.87×103kg/m3。用密度計測量酒精的密度,是一種初步判斷酒精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(jìn)行測量。設(shè)計和制作一個微型密度計,測量時只需把微型密度計放入小瓶中,就能方便、快捷地判斷酒精是否合格。本節(jié)課是我們來學(xué)習(xí)密度計的原理并親手制作一個微型密度計。二、教學(xué)步驟探究點(diǎn)1密度計的工作原理[思考]你知道密度計的工作原理是什么嗎?[提示]密度計能豎直漂浮在水中。根據(jù)物體的漂浮條件有G=F浮,而阿基米德原理:F浮=ρgV=ρgSH,所以有G=ρ水gSH,同理密度計在其他液體中也有G=ρ液gSh,由以上兩式得h=ρ水ρ液探究點(diǎn)2設(shè)計與制作微型密度計[閱讀課本]P77~80“項目提出”“項目分析”“項目實施”和“展示交流”[思考]如何設(shè)計微型密度計的結(jié)構(gòu)?[提示]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(如圖),配重位于最下方,浮子位于上方。[思考]微型密度計的結(jié)構(gòu)確定后,還需要做哪些準(zhǔn)備?[提示](1)估算密度計的質(zhì)量。(2)估算標(biāo)度桿的直徑。[實驗]制作微型密度計。[思考]制作一個微型密度計需要準(zhǔn)備哪些器材?[提示]塑料吸管(粗和細(xì)各若干)、已經(jīng)涂過蠟的筷子、細(xì)銅絲、橡皮泥或輕黏土、白色紙條和記號筆、量筒、不同密度的液體(如:芒果汁、牛奶、可樂、礦泉水、酒精等)。[思考]如何選取材料?[提示](1)可以用橡皮泥或輕黏土作為浮子,也可以截一段稍粗點(diǎn)的塑料管,將其兩頭封口作為浮子。(2)可選用粗的或者細(xì)的塑料吸管,也可以用已經(jīng)涂過蠟的筷子,它們都可以用來作標(biāo)度桿。(3)可以在筷子下端纏上若干圈細(xì)銅絲,或者在空心的塑料吸管下端插入一段彎折好的銅絲作為配重。改變銅絲的長度和彎折圈數(shù)就可以調(diào)節(jié)配重。[思考]請簡述微型密度計的制作過程?[提示](1)加入配重:為了使吸管能夠豎直地漂浮在水中,需要在吸管中裝入配重,如插入已經(jīng)彎折好的細(xì)銅絲,使吸管能夠豎直地漂浮在水中。(2)封閉吸管:使用橡皮泥或輕黏土將吸管的下端封閉起來,這樣避免液體進(jìn)入,吸管就可以漂浮在水面上。(3)測量水的密度:將裝入配重的吸管放入裝水的量筒中,待其靜止時,用刻度尺量出吸管在水中的深度,取出吸管并用記號筆標(biāo)在吸管或紙條上,其對應(yīng)的位置即為水的密度,可記下該刻度為1克每立方厘米。(4)測量其他液體密度:通過計算,可以得到吸管密度計在其他液體中的深度,并在吸管或紙條上標(biāo)出對應(yīng)的刻度線,即為該液體相應(yīng)的密度值。用類似的方法多測幾種液體的密度,完善標(biāo)度桿上的相應(yīng)刻度值,可最終制作得到一個簡易的密度計,其刻度分布是不均勻的,即上小下大,上疏下密。通過上述步驟,就可以制作出一個簡易的吸管橡皮泥密度計,可用于初步測量液體的密度并比較不同液體密度的大小關(guān)系。(5)展示交流:展示自己的作品,并描述在制作過程中遇到的困難和解決辦法。用自制的微型密度計測量已準(zhǔn)備的不同液體,比較自己的測量結(jié)果與老師公布的結(jié)論是否相同。如果不同,分析產(chǎn)生誤差的原因;如果相同,說說體會。三、板書設(shè)計第4節(jié)跨學(xué)科實踐:制作微型密度計1.密度計的工作原理2.設(shè)計微型密度計(1)設(shè)計結(jié)構(gòu)(2)相關(guān)估算3.制作微型密度計(1)器材準(zhǔn)備(2)材料選取(3)制作過程(4)展示交流

教學(xué)反思

通過本節(jié)課的教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)