3.通過跨學科融合，激發(fā)對科學探索的興趣，體驗知識的綜合運用和培養(yǎng)創(chuàng)新思維和環(huán)保意識
1.知道漂浮條件在密度計制作中的應用
2.通過制作微型密度計培養(yǎng)設計方案、具體動手操作及發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力
密度計及測量液體的密度
消毒酒精的密度約為0.87×103 kg/m3。用密度計測量酒精的密度，是一種初步判斷其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。 如果能設計和制作一個微型密度計，測量時只要把微型密度計放入小瓶中，就能方便、快速地判斷其是否合格。
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，完成微型密度計的制作。
物體的漂浮條件：F浮=G物
分析： 密度計在三種液體中都漂浮，所以，F(xiàn)浮1=G密度計，F(xiàn)浮2=G密度計，F(xiàn)浮3=G密度計
甲 乙 丙
可以得到：F浮1=F浮2=F浮3
即：ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3
由圖知V排1＞V排2＞V排3，故 ρ1＜ρ2＜ρ3
該項目中我們只需檢查酒精的密度是否在一個合理的范圍內(nèi)，所以只需在密度計的標度桿上標出一個范圍，測量酒精的液面是否在這個范圍之內(nèi)，就可以判定該酒精是否合格。
ρ1 ＜ ρ2 ＜ ρ3
ρ3=0.88×103kg/m3
ρ1=0.86×103kg/m3
ρ2=0.87×103kg/m3
1.設計（1）基本思路 如圖所示，把塑料吸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。
（2）估算密度計的質量 對于100 mL的小瓶酒精來說，若微型密度計測量時排開1~2 mL的酒精，一般不會導致酒精的溢出。1~2 mL酒精的質量為1 g左右，因此我們設計的微型密度計的質量也應為1 g左右。
（3）估算標度桿的直徑
ρ1=0.86g/cm3
ρ3=0.88g/cm3
ρ2=0.87g/cm3
分析：由阿基米德原理知： F浮=G排=ρ1gV排1=ρ2gV排2=ρ3gV排3
又因為密度計漂?。? F浮=G密度計=m密度計g
所以有：m密度計=ρ1V排1=ρ3V排3
將密度計的質量m密度計=1g，ρ1和ρ3帶 入上式，可解得ΔV排=0.0264cm3
為了便于觀察者分辨，可設定A、B 間的長度：h=4mm=0.4cm
所以，標度桿的橫截面積
最后由S=πr2算出標度桿的直徑
（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（如繞一些銅絲），但繞銅絲后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（如圖）。
2.制作（1）選擇材料 浮子——可以用小泡沫塑料球作為浮子，也可以截一段稍粗點的塑料管，將其兩頭封口作為浮子。 標度桿——直徑約為3mm的細塑料管、做棉簽的實心塑料桿以及細的圓珠筆芯等，都可以用來做標度桿。 配重——可以在實心塑料桿下端纏上若干圈銅絲，或者在空心的細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(jié)配重。
2.制作（2）制成作品 大家可以團隊協(xié)作，發(fā)揮各自的聰明才智，選擇合適的標度桿、浮子和配重，完成微型密度計的制作。
⒈用制作棉簽的實心塑料桿（直徑約為3mm）作為標度桿，塑料桿中部套一個直徑約1.2cm的泡沫塑料球作為浮子，下端繞有銅絲作為配重，初步做成一個密度計（如圖）。
下面的制作方案供同學們參考。
⒉把這個密度計漂浮在水中調節(jié)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，水面上方露出一截塑料桿。
⒊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(jù)液面的位置在標度桿上做一個記號。⒋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（如圖）。
制作的密度計放入酒精中不能豎直時，可按如下方法調整：①調整底部金屬絲，使其盡可能分布均勻，盡可能靠近下端；②減少吸管露出水面部分的長度，降低吸管的重心，也有利于其保持豎直；③在浮子的一側粘上一個配重。
將吸管穿過塑料小球并固定小球。
用打火機加熱塑料吸管的底端，捏合封閉底端并纏繞金屬絲。
調整纏繞的金屬絲的長度，使密度計浸入標準酒精中的深度合適，并能豎立。
1.老師準備了若干瓶密度不同的酒精，請用自制的微型密度計測量這些酒精，判斷哪瓶酒精的密度符合消毒酒精的要求，哪瓶密度偏大，哪瓶密度偏小。你的測量結果與老師公布的結論相同嗎?
2.如果你的測量結果與老師公布的結論不同，請分析產(chǎn)生誤差的原因。3.如果你的測量結果與老師公布的結論相同，說說你的體會。
密度計的上下限標記和塑料桿的直徑有關，當測量該數(shù)據(jù)不準確時，會造成標記的錯誤，如果測量的直徑偏大，則算出來的刻度范圍偏??；反之則偏大。
例、小明制作了一個簡易密度計,取一根粗細均勻的飲料吸管,在其下端塞入適量金屬絲并用石蠟封口（如圖所示）。他將密度計放入水中，豎立靜止后，在密度計上與水面相平處標上1.0g/cm3；將密度計分別放入密度為ρA、ρB的兩種液體中，豎立靜止后，在密度計與液面相平處標上A、B。下列說法中正確的是（ ）A.ρA＞1.0g/cm3B.ρB＜ρAC.密度計在液體A、B及水中受到的浮力大小相等D.密度計在液體A中受到的浮力大于在液體B中受到的浮力
解析：密度計在不同液體中都是漂浮，F(xiàn)?。紾密度計 所以，同一支密度計在不同液體中受到的浮力相等。
設計和制作一個微型密度計
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，完成微型密度計的制作。
1.檢驗幾瓶密度不同的酒精消毒液；2.進行誤差分析；3.交流談談自己的體會。
1.設計一個微型密度計2.制作一個微型密度計
自制密度計判斷清水和鹽水

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第4節(jié) 跨學科實踐：制作微型密度計

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