10.4跨學科實踐：制作微型密度計八年級物理下冊?人教版（2024新版）第十章浮力項目提出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行測量(右圖)。如果能設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、快速地判斷酒精是否合格。2.按照設計要求，完成微型密度計的制作。項目分析要制作一個微型密度計，需要完成以下任務1.設計一個能放入小瓶中，并能用來判斷酒精是否合格的微型密度計。如右圖所示，把塑料管的下端用蠟封口并纏上銅絲，設法讓它能豎直漂浮在水面上。這就是一個最簡單的密度計。項目實施1.設計(1)基本思路密度計所受浮力的大小等于它所受的重力，浮力的大小決定了排開酒精的體積。吸管的直徑影響了液面在吸管上位置的變化。看來，要設計符合要求的密度計，應該著重考慮兩個因素:一個是密度計的質量，另一個是標度桿的直徑。自制密度計放入盛酒精的小瓶，可能會觸碰瓶底，還可能會使酒精溢出。另外，它漂浮在不同密度的酒精中時，作為標度桿的吸管因直徑太大，可能會造成液面在吸管上位置變化很小，使我們難以判斷酒精密度的大小。怎樣解決這兩個問題呢?(2)估算密度計的質量對于100mL的小瓶酒精來說，若用微型密度計測量時排開1~2mL的酒精，一般不會導致酒精溢出。(3)估算標度桿的直徑可以認為消毒酒精的密度為0.86x103~0.88x103kg/m3是合格的。如右圖所示，若密度計漂浮在0.86x103kg/m3的酒精中，液面位于標度桿的A位置；若密度計漂浮在0.88x103kg/m3的酒精中，液面位于標度桿的B位置，則測量時液面位于A、B之間的酒精都是合格的。A、B間的長度過小，不便于觀察者分辨。為此，可設定A、B間的長度不少于4mm。這樣，根據圓柱體體積公式，就可以計算標度桿的橫截面積和直徑了。1~2mL酒精的質量為1g左右，因此我們設計的微型密度計的質量也應為1g左右。密度計質量與排開的酒精質量相等，也是1g=0.001kg。密度計所受重力是0.001kg×10N/kg=0.01N。密度計所受浮力也是0.01N。F浮A=ρ

gV排=0.86×103kg/m3×10N/kg×ShA=0.01NF浮B=ρ

gV排=0.88×103kg/m3×10N/kg×ShB=0.01NhA=hB+hAB=hB+0.004mhB=0.172mhA=0.176m橫截面積S≈6.6×10-6m2=0.066cm2≈0.07cm2半徑r≈0.145cm直徑d≈0.29cm≈0.29cm≈0.3cm=3mm(4)設計微型密度計的結構為了使微型密度計能在酒精中豎直漂浮，需要在標度桿下部增加配重(如纏上一些銅絲)銅絲但增加了配重的標度桿放在酒精中會下沉，因此還要在標度桿上固定一個浮子來增大浮力。這樣，微型密度計由標度桿、浮子和配重三部分組成，如下圖，配重位于最下方。2.制作(1)選擇材料可以用小泡沫塑料球作為浮子。浮子標度桿直徑約為3mm的細塑料管、細的圓珠筆芯等。配重在塑料桿下端纏上若干圈銅絲，或者在塑料管下端插入一段粗鐵絲作為配重。改變銅絲或鐵絲的長度就可以調節配重。(2)制成作品把這個密度計漂浮在水中調節配重。改變銅絲的長度，使密度計在水中漂浮時浮子浸沒在水中，水面上方露出一段標度桿。把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，依據液面的位置在標度桿上做一個記號。最后，用4mm寬的彩色膠布中心對著記號貼在塑料桿上，微型密度計就做好了。用微型密度計測量小瓶酒精的密度展示1、密度計的刻度值為什么是上面小，下面大？重難點分析2、為什么刻度計的刻度是上面稀下面密？（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。設細管的橫截面積為S，測出吸管浸入水中的深度H；若漂浮在其他液體中，則浸入的深度h會因液體密度的改變而改變，但重力仍與浮力大小相等。GGF浮2F浮1Hh根據漂浮和阿基米德原理可得:F浮1＝ρ水gSHF浮2＝ρ液gShh＝ρ水ρ液H課堂習題1.如圖所示為一種自制簡易密度計，它是在木棒的一端纏繞一些銅絲做成的，用它來測量液體密度時，該密度計會

（選填“懸浮”、“漂浮”或“下沉”）在被測液體中．將其分別放入裝有液體密度為ρ1和ρ2的兩個燒杯中，此時液面高度相同，可以判斷：ρ1

ρ2．若該密度計兩次測量中排開液體的質量分別為m1、m2，則m1

m2．若液體對容器底部的壓強分別為P1、P2，則P1

P2。（后三空選“＜”、“=”或“＞”）漂浮<=<2.在學習了如圖甲所示的密度計后，小杰在木棒的一端纏繞一些銅絲，自制了一個簡易密度計。他將密度計分別放入盛有不同液體的乙、丙兩個燒杯中，密度計均能豎立在液體中，其中浸入液體的深度比為5:2。下列說法正確的是()。A.密度計在液體中處于懸浮狀態B.若乙中液體為水，則丙中液體密度為2.5g/cm3C.乙和丙中液體密度之比為5:2D.密度計底端在乙和丙中所受液體壓強之比為5:2B3.在吸管一端塞入銅絲作為配重制作密度計,兩端用蠟密封好,放水中后如圖甲,此時應適當

(選填“增加”或“減少”)銅絲的量。調整并標好刻度后如圖乙,A處示數為1g/cm,B處為1.8g/cm。把它放入某液體中,液面恰好處在AB的中點C處,則所測液體的密度

(選填“大于”等于”小于”)1.4g/cm。如果再增加一些配重,則C處對應的液體密度值應

(選填“調大”不調”調小”)。增加小于調大4.圖甲為盛水的燒杯，上方有彈