10.4 跨学科实践：制作微型密度计（教学设计）八年级物理下册同步高效课堂（人教版2025）.docx

10.4跨学科实践：制作微型密度计（教学设计）

年级

八年级

授课时间

课题

10.4跨学科实践：制作微型密度计

教学

目标

1.通过实验体验常用密度计测量的局限性，提出制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计的任务，提高观察能力和提出问题的能力。

2.应用阿基米德原理及二力平衡的条件分析密度计的工作原理，设计微型密度计的结构和有关参数，培养项目设计能力，发展演绎推理、科学论证及创造性的科学思维。

3.通过微型密度计的制作和漂浮状态的调试，培养实践操作能力。

4.在微型密度计的制作过程中，经历挫折与不断创新改进，培养谦虚谨慎、锲而不舍的科学品质。通过小组分工与合作，激发合作意识，提升沟通能力。

教材

分析

本节是在学生认识了物体的浮沉条件、了解了常用密度计原理的基础上，基于现实生活中真实问题的解决而设计的跨学科实践活动。微型密度计的构造简单，容易制作，其工作原理综合了浮力、运动与力的关系等物理概念和规律，是本章学习内容的综合应用和升华。

在前面学习物体的浮沉条件时，学生已对密度计的测量原理有了一定的认识。学生知道密度计在正常使用时需要让密度计漂浮在待测液体中，只有轻而小的密度计才能放入小瓶酒精中进行测量，所以制作微型密度计具有很强的现实意义。由此可以明确项目任务是，制作能测量小瓶酒精密度的微型密度计。

在使用微型密度计时，需要让它在液体中处于竖直漂浮状态。在设计过程中，可以引导学生应用二力平衡的物理知识来解决问题。因此制作微型密度计项目不仅可以升华对物体浮沉条件的理解与应用，培养学生的实践操作能力和将理论知识应用于实践的能力，还可以提高学生的科学探究能力、创新思维和批判性思维能力。

这个跨学科实践项目重点突出项目的设计与制作教学。根据项目任务的要求，要引导学生应用已学的物理知识完成微型密度计两个参数的设计：一个是微型密度计的质量，另一个是满足测量精度要求的标度杆的直径。还要让学生通过观察、体验，完成能实现竖直漂浮的密度计结构设计。对所需器材，教师可以给予适当的选择指导和提前准备，以确保项目顺利实施。应当重视交流评估环节，组织制作成果的测试与展示。

学情分析

制作微型密度计是八年级第十章的综合实践教学内容。学生已经学习了密度、力的平衡、浮力概念、阿基米德原理、浮力的应用等知识，这为本节课的学习打下了良好的基础。

在微型密度计的设计中用到的知识比较多，例如力的平衡、浮力、密度等知识，综合性比较强，要求学生有一定的逻辑推理能力和抽象思维能力，而八年级的学生还不完全具备这方面的能力，这对学习目标的实施有一定的难度。另外八年级的学生仍缺乏理论联系实际的过程。

教学重点

项目的设计与制作。

教学难点

设计满足要求的标度杆直径。

教学

器材

盛水水槽、烧杯、清水、盐水、浓盐水、鸡蛋、橡皮泥、潜水艇模型等。

多媒体ppt，包含视频：《物体在液体中的三种状态》、《探能承载重物的橡皮泥船》、《密度计》、《潜水艇》等。

教学过程

教师活动

学生活动

学习新课制作微型密度计

一、项目提出

消毒酒精的密度约为0.87×103kg/m3。用密度计测量酒精的密度，是一种初步判断酒精是否合格的简单方法。不过常用的密度计体积较大，很难放入小瓶酒精中进行测量。如果能设计和制作一个微型密度计，测量时只需把微型密度计放入小瓶中，就能方便、快速地判断酒精是否合格。

二、项目分析

【提问】制作一个微型密度计，需要完成哪些任务？

【分析】制作一个微型密度计，需要完成以下任务。

（1）能放入100mL的小瓶中测量；

（2）能检测酒精的密度是否合格。合格范围0.86×103~0.88×103kg/m3

三、项目实施

1.设计

（1）设计思路

如图所示，把塑料吸管的下端用蜡封口并缠上铜丝，设法让它能竖直漂浮在水面上。这就是一个最简单的密度计。

【提出问题】

①测量时要使酒精不溢出需设计哪个量?

②密度计质量设计多少合适?

③要精确地测量密度需设计哪个量?

④标度杆直径多少比较合适?

⑤标度杆质量不到1g怎么办?

⑥配重的标度杆怎样才能漂浮?

⑦浮子的体积多大合适?

【师生共同分析并进行归纳】

①测量时要使酒精不溢出需设计哪个量?

自制密度计放入盛酒精的小瓶后，可能会触碰瓶底，还可能会使酒精溢出。另外，它漂浮在不同密度的酒精中时，作为标度杆的吸管因直径太大，可能会造成液面在吸管上的位置变化很小，使我们难以判断酒精密度的大小。怎样解决这两个问题呢?

根据阿基米德原理F浮=ρ酒精gV排和二力的平衡条件F浮=G密度计可知，

ρ酒精gV排=G密度计ρ酒精gV排=m密度计gρ酒精V排=m密度计

所以密度计的质量决定了排开酒精的体积。

吸管（标度杆）的直径影响了液面在吸管上位置的变化。

看来，要设计符合要求的密度计，应该着重考虑两个因素：一个是密度计