初中物理综合实践活动教学设计——以“用弹簧测力计制作密度计”为例

(南京师范大学附属中学江宁分校,江苏 南京 211102)

1 教学分析

1.1 教材分析

图1

1.2 学情分析

在实际教学中发现：测量液体密度的方法远不止以上两种，对于各种各样的测量方法，学生往往力不从心，特别是将测量液体密度与浮力融合在一起的方案，更是学习中的一个难点。

学生除了必须掌握弹簧测力计的基本测量外，还可以在此基础上进行拓展和延伸，利用弹簧测力计制作密度计，通过该综合实践活动让学生亲历探究，培养学生的创新思维和动手能力。

2 实验方案及数据处理

实验器材：弹簧测力计、100mL量筒、重物、棉线、适量水和待测液体。

学生两人一组，围绕弹簧测力计，自选器材，开展“测量液体密度的实验设计大赛”。通过小组展示、讨论与评价，最终两种方案得到大家的一致认可。

实验方案一如图2所示。

图2

(1) 实验器材：弹簧测力计、100mL量筒。

(3) 实验步骤：① 测出量筒所受重力F1=0.22N；② 在量筒中注入60mL的水或其他液体；③ 测出量筒和液体所受重力F2。

(4)实验数据处理如表1所示。

表1

实验方案二如图3所示。

图3

(1) 实验器材：弹簧测力计、重物、水、待测液体。

(3) 实验步骤：① 测出重物所受重力G；② 在细线一端系住重物，将另一端挂在弹簧测力计的挂钩上，将重物浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F1=0.25N；③ 将重物浸没在待测液体中，读出弹簧测力计的示数F2。

(4) 实验数据处理见表2。

表2

4 刻度盘改造和检验

由表1、表2中数据可以看出，两种方案弹簧测力计示数F2与液体密度都有一一对应的关系，根据这一特点可对弹簧测力计的刻度盘进行改造，将弹簧测力计改装成密度计(图4)。

图4

利用自制密度计分别测量酒精和盐水的密度，并与液体密度计的测量值进行比较，以校验刻度。

3 总结与拓展

学生在活动中用弹簧测力计改装的密度计具有以下特点：

(1) 液体密度计的刻度分布一般是不均匀的，但我们用弹簧测力计制作的密度计的刻度是均匀分布的。

(2) 利用以上两种方案测量液体密度的范围较大，既可以测量密度比水大的，也可以测量密度比水小的。

在活动的交流、评价阶段，学生还提出了以下问题，为进一步拓展提供课题：

(1) 如何使相邻两条刻度线间的距离大一些，以提高测量精度？

(2) 方案一中液体密度计的刻度与液体体积是否有关？

(3) 方案二中液体密度计的刻度与物体质量是否有关？与物体体积是否有关？