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第 4 節(jié) 跨學科實踐:制作微型密度計
密度計是物體的浮沉條件的實際應(yīng)用,在制作微型密度計時需要注意,只有重心位置足夠低時,密度計才能豎直漂浮。結(jié)合物體的浮沉條件和阿基米德原理 F ?。溅?液 gV 排來分析有關(guān)問題。 將同一密度計放入不同的液體中,液體密度越大,排開的體積越小,密度計露出液面的部分越多。
【項目提出】小明在“綜合實踐活動”中準備制作一個微型密度計?!卷椖繉嵤?br/>(1)小明取一根長度為 20.00 cm 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。塞入金屬絲的目的是使吸管能 ___________ 在液體中。(2)將吸管先后放到水和另一液體中,如圖 1所示,測得浸入的長度分別為 H 和 h,用 ρ 水、ρ 液分別表示水和另一液體的密度,則 h=____(用 ρ 水、ρ 液、H 表示)。(3)小明做了 5 次實驗,獲得的數(shù)據(jù)如表所示,當液體的密度為 1.2 g/cm3 時,浸入的深度為_____ cm。(結(jié)果保留兩位小數(shù),ρ 水=1.0 g/cm3)
(4)根據(jù)表中的數(shù)據(jù),小明在吸管上標出對應(yīng)的刻度線,刻度線分布 ______(選填“是”或“不是”)均勻的,此密度計所能標注的最小密度值為 _______ g/cm3。
(5)為了檢驗小明制作的密度計是否準確,小華將密度計放在密度為 0.8 g/cm3 的煤油中,為了用更少的煤油完成實驗,小華應(yīng)該選擇圖 2 四種圓柱形容器(已知 A 和 B 容器的深度為 10 cm,C 和 D 容器的深度為 22 cm。 容器的橫截面積均滿足測量需求)中的 _______容器。
【展示交流】(6)小華也用吸管制作了密度計,她發(fā)現(xiàn)密度計相鄰兩刻度線之間的距離太小,導致用此密度計測量液體密度時誤差較大。 為此同學們提出了如下改進方案,其中可行的是 ____(填選項字母)。A. 換大的容器做實驗B. 換稍長的吸管制作密度計C. 適當增加密度計的配重
(7)利用多種液體檢驗后,小華認為小明制作的密度計比較準確,于是用另一根長度相同且較細的吸管制作了等質(zhì)量的密度計。 小華直接將小明的數(shù)據(jù)標在自己制作的密度計上,若用小華的密度計來測量液體密度,測量值將 _____(選填“>”“<”或“=”)液體密度的真實值。
在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中,一組同學提出了 4 種猜想。小華:浮力大小與液體密度有關(guān);小紅:浮力大小與物體浸入液體中的體積有關(guān);冬冬:浮力大小與物體所受的重力有關(guān);玲玲:浮力大小與物體的形狀有關(guān)。
他們找來了體積相同的 A、B 兩塊實心金屬塊、彈簧測力計、一杯水、一杯鹽水、細繩等器材。 按照如圖甲所示規(guī)范地完成了實驗,記錄了如下表所示的實驗數(shù)據(jù)。
觀察表中數(shù)據(jù),回答下列問題:(1)根據(jù)表格中實驗數(shù)據(jù),可知物體 A 浸在液體中的體積為 60 cm3 時,物體 A 所受浮力大小為 __________ N。(2)通過分析比較第 ________ 次實驗數(shù)據(jù),能夠說明小華同學的猜想是正確的;分析比較第 _________ 次實驗數(shù)據(jù),能夠說明小紅同學的猜想是正確的。(3)為了驗證冬冬同學的猜想,他們選擇了第_____ 次實驗數(shù)據(jù),他們發(fā)現(xiàn)浮力大小與物體所受的重力 _______(選填“無關(guān)”或“有關(guān)”)。(4)本實驗應(yīng)用了 __________ 的研究方法。
(5)創(chuàng)新設(shè)問 另一組同學在探究小華的猜想時,同學們在圖乙中加入適量食用鹽,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計(位置固定不動)的示數(shù)減小。 同學們因此得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān),浸入液體中的體積相同時,液體密度越大,浮力就越大。 從實驗操作過程分析,這個結(jié)論可靠嗎?_______(選填“可靠”或“不可靠”),因為 _______________________________。
沒有控制物塊排開液體的體積相同

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第4節(jié) 跨學科實踐:制作微型密度計

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