初中物理綜合實踐活動教學設計——以“用彈簧測力計制作密度計”為例

(南京師范大學附屬中學江寧分校,江蘇 南京 211102)

1 教學分析

1.1 教材分析

圖1

1.2 學情分析

在實際教學中發現：測量液體密度的方法遠不止以上兩種，對于各種各樣的測量方法，學生往往力不從心，特別是將測量液體密度與浮力融合在一起的方案，更是學習中的一個難點。

學生除了必須掌握彈簧測力計的基本測量外，還可以在此基礎上進行拓展和延伸，利用彈簧測力計制作密度計，通過該綜合實踐活動讓學生親歷探究，培養學生的創新思維和動手能力。

2 實驗方案及數據處理

實驗器材：彈簧測力計、100mL量筒、重物、棉線、適量水和待測液體。

學生兩人一組，圍繞彈簧測力計，自選器材，開展“測量液體密度的實驗設計大賽”。通過小組展示、討論與評價，最終兩種方案得到大家的一致認可。

實驗方案一如圖2所示。

圖2

(1) 實驗器材：彈簧測力計、100mL量筒。

(3) 實驗步驟：① 測出量筒所受重力F1=0.22N；② 在量筒中注入60mL的水或其他液體；③ 測出量筒和液體所受重力F2。

(4)實驗數據處理如表1所示。

表1

實驗方案二如圖3所示。

圖3

(1) 實驗器材：彈簧測力計、重物、水、待測液體。

(3) 實驗步驟：① 測出重物所受重力G；② 在細線一端系住重物，將另一端掛在彈簧測力計的掛鉤上，將重物浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數F1=0.25N；③ 將重物浸沒在待測液體中，讀出彈簧測力計的示數F2。

(4) 實驗數據處理見表2。

表2

4 刻度盤改造和檢驗

由表1、表2中數據可以看出，兩種方案彈簧測力計示數F2與液體密度都有一一對應的關系，根據這一特點可對彈簧測力計的刻度盤進行改造，將彈簧測力計改裝成密度計(圖4)。

圖4

利用自制密度計分別測量酒精和鹽水的密度，并與液體密度計的測量值進行比較，以校驗刻度。

3 總結與拓展

學生在活動中用彈簧測力計改裝的密度計具有以下特點：

(1) 液體密度計的刻度分布一般是不均勻的，但我們用彈簧測力計制作的密度計的刻度是均勻分布的。

(2) 利用以上兩種方案測量液體密度的范圍較大，既可以測量密度比水大的，也可以測量密度比水小的。

在活動的交流、評價階段，學生還提出了以下問題，為進一步拓展提供課題：

(1) 如何使相鄰兩條刻度線間的距離大一些，以提高測量精度？

(2) 方案一中液體密度計的刻度與液體體積是否有關？

(3) 方案二中液體密度計的刻度與物體質量是否有關？與物體體積是否有關？