物體的浮沉條件及應(yīng)用(3)

1、物體的浮沉條件及應(yīng)用教案一、教學(xué)目標(biāo)1 能根據(jù)二力平衡條件和力與運動的關(guān)系描述物體的浮沉條件；2 運用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。二、教學(xué)重難點本節(jié)內(nèi)容是在上一節(jié)學(xué)習(xí)浮力概念和阿基米德原理的基礎(chǔ)上進一步學(xué)習(xí)物體的 浮沉條件，并與上一節(jié)內(nèi)容構(gòu)成完整的浮力知識體系。 本節(jié)知識是前面所學(xué)力學(xué) 知識的綜合應(yīng)用，與力、重力、二力合成和密度等知識聯(lián)系密切。本節(jié)內(nèi)容包括 兩個知識點：一是物體的浮沉條件，二是輪船、潛水艇、氣球、飛艇和密度計的 浮沉原理。前者重在培養(yǎng)學(xué)生的分析能力，而后者重在使學(xué)生認(rèn)識到浮沉條件在 社會生活中的應(yīng)用及其重要意義。物體的浮沉條件是分析各種浮沉現(xiàn)象的基礎(chǔ)， 所以通過實

2、驗觀察，認(rèn)識物體的浮沉現(xiàn)象及探究物體的浮沉條件是本節(jié)課教學(xué)的 重點。要弄清浮沉條件，關(guān)鍵是對浸沒在液體中的物體進行受力分析。 本節(jié)教材 要運用阿基米德原理分析物體在液體中受到的浮力的變化，并比較浮力和重力的大小，需要較強的思維能力，因此是本節(jié)教學(xué)的難點。三、教學(xué)策略根據(jù)浮力知識的教學(xué)分解，本節(jié)教學(xué)的主要知識有兩個：一是物體的浮沉條件； 二是浮沉條件的應(yīng)用。知識本身的難度并不算大，但貫穿在從如何調(diào)節(jié)浮力與重 力的大小關(guān)系去理解浮力的應(yīng)用事例這個分析過程要求較高，是進行本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵，為此，本節(jié)教學(xué)的策略設(shè)計是：首先觀察、分析、比較物體的浮沉情況， 引導(dǎo)學(xué)生從受力條件和密度條件兩個方面認(rèn)識物體的浮

3、沉條件， 通過調(diào)節(jié)浮力與 重力的大小關(guān)系，達到理解浮沉條件在輪船、潛水艇、氣球和飛艇諸方面的應(yīng)用。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備多媒體課件、燒杯、水、土豆、蘋果、橡皮泥、潛水艇模型、熱氣球模型。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入新課視頻展示潛水艇。思考：潛水艇這么一個龐然大物，卻能自由地學(xué)生觀看，體會(5分上浮與下沉，它是怎樣在水中實現(xiàn)浮沉的呢？浮沉現(xiàn)象。從生鐘）教師再做一個演示實驗，將土豆和蘋果一起放活和進水里，讓學(xué)生觀察：土豆在水中下沉，而蘋實驗果是漂浮在水面上的。用力向下壓蘋果使浸沒兩個在水中，一松手，蘋果又向上浮起。方面以上的現(xiàn)象都與物體的浮沉有關(guān)，今天我們就設(shè)置親自來探究影響物體浮沉

4、的條件。懸念，引入課題。新課在上面的基礎(chǔ)上，介紹名詞：上浮、下沉、漂讓學(xué)生觀察，充熟悉教學(xué)浮。分討論、操作后，有關(guān)(30問：能讓蘋果在水中下沉，讓土豆在水中上浮匯報做法。給蘋概念分鐘）嗎？果扎上幾枚鐵術(shù)我們不僅要知其然，還要知其所以然。為什么釘，能讓原本在語，你們的做法能達到上述效果呢？這還要從力水面漂浮的蘋果為進與運動的關(guān)系講起。下沉。在水里加.rH.步思考：浸在水中的物體受到哪幾個力的作用？一些鹽，能讓原研究它們的方向怎樣？（浸在水中的物體受到兩個來沉在水底的土浮沉個力：重力和浮力，重力的方向豎直向下，浮豆向上浮起，最條件力的方向豎直向上）。后漂浮在水面做好如果物體受到的重力和浮力大小相等

5、，物體將上。如果控制好鋪處于什么狀態(tài)？（根據(jù)二力平衡條件，物體將鐵釘和鹽的數(shù)墊。處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)）。量，浸沒在水里物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時，它受到的重力和的蘋果和土豆還浮力有什么關(guān)系？（物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)可以保持靜止，時，都是平衡狀態(tài)。物體受到的重力和浮力滿既不上浮，也不層層足二力平衡條件，它們大小相等）。下沉（這種情況剖如果向下的重力大于向上的浮力，物體將怎叫懸?。Ｎ?，樣？（物體將下沉）。培養(yǎng)如果向下的重力小于向上的浮力，物體將怎學(xué)生樣？（體將上?。?。學(xué)生討論并回邏輯總結(jié)：浸在液體中的物體，其浮沉情況取決于答。給蘋果扎上思維物體所受到的浮力和重力的大小。當(dāng)物體浸沒幾枚鐵釘，就

6、是能在液體時，若重力大于浮力，則物體下沉；若增大蘋果受到的力。重力小于浮力，則物體上浮；若重力等于浮力，重力。當(dāng)蘋果受則物體懸??；當(dāng)物體漂浮在液面上時，它所受到的重力大于它到的重力等于浮力。受到的浮力時，問：現(xiàn)在你能回答為什么給蘋果扎上幾枚鐵蘋果下沉。在水釘，能讓原本在水面漂浮的蘋果下沉？在水里里加一些鹽，增加一些鹽，為什么能讓原來沉在水底的土豆向大了液體的密上浮起？最后漂浮在水面上？度，所以能增大問：向上浮起的土豆能一直向上運動嗎？最后土豆受到的浮處于什么狀態(tài)？（不能。當(dāng)土豆露出液面后，力。當(dāng)土豆受到隨著上浮，土豆排開液體的體積逐漸減小，受的浮力大于重力到的浮力就逐漸減小。當(dāng)浮力等于重力時，

7、土?xí)r，土豆上浮。豆不再上浮，于是漂浮在水面上）。問：剛才做讓土豆上浮實驗時，我看到有同學(xué)采用了把土豆切成兩塊的方法。切成兩塊確實學(xué)生回答：土豆能減少土豆的重力，這種方法能讓土豆上浮的密度大于水的嗎？為什么？（不能。因為減少重力的同時，密度，所以土豆也減少了土豆受到的浮力。對于一塊土豆，還在水中下沉；切是重力大于浮力，所以它仍下沉）。成小塊土豆的密問：如果把土豆切得更小一些，它是否可能在度不變，還是大水中上浮？（不能）。于水的密度，所問：上述過程中，可變的是土豆受到的重力和以還下沉；在水浮力，不變的是它總在水中下沉。大家想想，中加鹽，增大了水的密度，使水 的密度大于土豆 的密度，土豆就 能上浮了

8、。還有什么不變？（密度。因為密度是物質(zhì)的物 理屬性，不隨質(zhì)量和體積改變）。問：很好。對于物體的浮沉條件，從力的關(guān)系 看，取決于物體受到的重力和浮力的大小關(guān) 系。從密度看，取決于物體的密度與它所在液 體密度的大小關(guān)系。如果物體的密度等于液體 密度，物體在液體中懸??；如果物體的密度大 于液體密度，物體在液體中下沉；如果物體的 密度小于液體密度，物體在液體中上浮，最后 漂浮。對于實心物體，根據(jù)F浮=p液gV排,G = p物gV物, 可以通過比較物體和液體的密度來判斷。狀態(tài)漂浮懸浮上浮1*、i Z/ 、i Z下沉（沉 底）力的F浮F浮=GF s>GF浮G物關(guān)系=G物物物密度關(guān)系p液> p物

9、卩液=p物卩液 p物p液 p物這一點有興趣的同學(xué)可以證明。利用密度關(guān)系，怎樣解釋土豆在水中原來下沉、切成小塊還是下沉、水中加鹽就能上??？浮力的利用學(xué)生實驗：把橡皮泥捏成團放在水面，觀察橡皮泥的運動狀態(tài)。再把橡皮泥捏成碗形或船形放在水面，觀察橡皮泥的運動狀態(tài)。學(xué)生進行實驗，并通過分析思考明白輪船能漂浮的道理培養(yǎng) 學(xué)生 運用 知識思考 分析 問題 能 力。引導(dǎo)學(xué)生分析，當(dāng)把橡皮泥捏成碗形或船形放 在水面時，雖然它受到的重力沒有改變，但是 由于它排開水的體積增大，受到的浮力增大， 所以能漂浮在水面上。對于鋼鐵制造的輪船， 只要空心的程度足夠大，也能漂浮在水面上。 可以讓學(xué)生通過自制潛水艇模型來感受潛

10、水學(xué)生實驗并思考 潛水艇的浮沉原 理。學(xué)生觀察并思考氣球的浮沉原理。器材：空塑料眼藥水瓶一只，大鐵釘一只，自 行車氣門芯皮一根，還有膠帶、錐子、小刀等。 制作：如圖1，用膠帶將眼藥水瓶和大鐵釘纏 在一起，在塑料瓶緊靠鐵釘?shù)膫?cè)壁上用錐子戳 幾個小孔，再用小刀將瓶口削尖，在瓶口處接 上自行車氣門芯皮，這就做成了潛水艇模型。 思考：把模型進入水中，從管內(nèi)吸氣，模型將 怎樣？為什么？向管內(nèi)吹氣，模型又將怎樣？ 為什么？學(xué)生通過實驗就會發(fā)現(xiàn)：把潛水艇模型放入水 中，向外吸氣時，由于內(nèi)部的壓強減小，在外 界大氣壓的作用下，水就會從側(cè)壁上的小孔進 入塑料瓶，使模型的重力增加，大于它受到的 浮力，于是模型下潛；反之，向管內(nèi)吹氣，會 把部分水排出模型，使模型的重力減少，小于 它受到的浮力，于是模型上浮。由此總結(jié)出潛 水艇的浮沉原理是：通過改變自重實現(xiàn)上浮和 下沉。演示以下實驗引起學(xué)生的興趣：找一個非常薄 的塑料袋，口向下放置，并將袋口用透明膠帶 適當(dāng)粘合變?。ú灰馑溃顾?yōu)樯洗笙?小的氣球形狀，用酒精燈在袋口處對空氣加 熱，幾分鐘后，氣球即可升空。在觀察之后， 請學(xué)生思考：（1）熱氣球為什么會升起來？ （熱空氣的密度較小，使得熱氣球的重力小于 它受到的浮力，所以上浮）（2）假如由你來 設(shè)計一個吊籃的熱氣球，為了使它能降回地 面，你打算米用什么辦法？