跨学科实践 制作微型密度计(人教)
密度计测液体密度的推导关系式:
$\begin{array} { l } { \mathrm{ 漂浮条件: } F _ { \mathrm{ 浮 } } = G } \\ { \mathrm{ 阿基米德原理: } F _ { \mathrm{ 浮 } } = \rho _ { \mathrm{ 液 } } g V _ { \mathrm{ 排 } } } \end{array} \} \mathrm{ 被测液体密度: } \rho _ { \mathrm{ 液 } } =$
1. 某校学生开展了利用塑料吸管制作微型密度计的综合实践活动.如图甲,他们将吸管一端用小木塞密封,并缠绕上适量细铁丝,使其能竖直地漂浮在水中,标记吸管在水面处的位置$a$,此时密度计受到的浮力分别是$F_{甲}$.如图乙和图丙,再将此密度计分别放在密度为$\rho_{1}$和$\rho_{2}$的两种液体中,标记吸管在液面处的位置$b$、$c$,密度计受到的浮力分别是$F_{乙}$和$F_{丙}$.下列关系中正确的是 ()
A. $\rho_{1}＜\rho_{水}$,$F_{甲}=F_{丙}$
B. $\rho_{2}＞\rho_{水}$,$F_{甲}=F_{乙}$
C. $\rho_{1}＞\rho_{2}$,$F_{丙}＜F_{乙}$
D. $\rho_{水}＞\rho_{2}$,$F_{甲}=F_{乙}$

2. 同学们想初步检查一批$100\ \mathrm{mL}$的小瓶消毒酒精密度是否合格.(消毒酒精的密度介于$0.86× 10^{3} ∼ 0.88× 10^{3}\ \mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$为合格,$g$取$10\ \mathrm{N}/\mathrm{kg}$)
(1)同学们发现原有简易密度计质量太大,会触碰瓶底,使酒精溢出;并且作为标度杆的吸管直径大,会造成液面在吸管上的位置变化(选填"明显"或"不明显"),从而难以判断酒精密度.
(2)为避免以上问题,计划自制一个微型密度计进行检测.(密度计测量液体密度时漂浮在液体中)
任务一 估算微型密度计的质量
(3)对于$100\ \mathrm{mL}$的小瓶消毒酒精来说,用微型密度计测量时排开$1∼ 2\ \mathrm{mL}$的酒精比较合适,这样不会导致酒精溢出.假如设计的微型密度计排开酒精的质量为$1\ \mathrm{g}$,则微型密度计的质量为$\mathrm{g}$,微型密度计放入酒精中受到的浮力为$\mathrm{N}$.
任务二 估算标度杆的直径
(4)微型密度计的标度杆的横截面积不能太大,过大会使我们很难测量酒精密度的大小.若设计的密度计测量时液面位于$A$、$B$之间的酒精为合格,如图甲所示,则$A$位置表示酒精密度为$\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$,$B$位置表示酒精密度为$\mathrm{kg}/\mathrm{m}^{3}$.$A$、$B$之间的长度不能过小,这样不便于观察者分辨.为此,设定$A$、$B$之间的长度为$4\ \mathrm{mm}$,通过估算可以知道标尺的横截面积.
任务三 制作微型密度计
(5)用制作棉签的实心塑料杆作为标度杆,塑料杆中部套一个密度较小的泡沫塑料球作为浮子,下端绕有铜丝作为配重,初步做成一个微型密度计,如图乙所示.若这个密度计放入酒精中会触碰瓶底,如图丙所示.为了使密度计漂浮,以下对密度计的调整,合理的有哪些?(选填字母).
A. 去掉泡沫塑料球
B. 适当减少铜丝的质量
C. 适当上移浮子在标度杆上的位置
D. 适当上移铜丝在标度杆上的位置
E. 换一个同种材料、体积大一些的浮子
F. 把塑料杆换成外形相同、密度更大的铜杆
任务四 展示交流
(6)若某同学制作的微型密度计在测量时容易发生倾斜,请你提出一个改进建议:.

跨学科实践
$\frac{G}{gV_{排}}$
1. D
2. (1)不明显 (3)1 0.01 (4)0.86×10³ 0.88×10³ (5)BE (6)在密度计底部增加适量配重(如粘一小
段细铁丝、小螺母),降低重心以提高稳定性(合理即可)