浮沉條件教案

1、第3節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用整體設(shè)計 本節(jié)是在對浮力有了一定認識的基礎(chǔ)上進一步了解浮力在社會生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。浮力是現(xiàn)實生活中應(yīng)用非常廣泛的一個力，通過本節(jié)內(nèi)容的學習，認識物理知識對社會發(fā)展的影響。本節(jié)內(nèi)容分為兩大部分：物體的浮沉條件、浮力應(yīng)用的幾個特例。通過物體在液體中的浮沉情況引入課題，利用二力平衡的知識分析得出浮沉條件。通過船的發(fā)展歷程認識到“空心”的作用，并利用演示實驗引入輪船的教學。潛水艇的浮沉是通過改變自身重力實現(xiàn)的；而氣球和飛艇則是利用它們的平均密度小于空氣，并且通過改變自身體積實現(xiàn)升降的。三維目標 知識與技能 1.知道物體的浮沉條件； 2知道浮力的應(yīng)用。 過程與方法 1通過觀察

2、、分析，了解輪船是怎樣浮在水面上的； 2.通過收集、交流關(guān)于浮力應(yīng)用的資料，了解浮力應(yīng)用的社會價值。 情感、態(tài)度與價值觀 1.初步認識科學技術(shù)對社會發(fā)展的影響； 2初步建立應(yīng)用科學知識的意識。教學重點：浮沉條件和密度大的物體實現(xiàn)漂浮的方法。教學難點：綜合利用二力平衡的知識探究浮沉條件。 課時安排：2課時教學準備： 多媒體課件、金屬箔、大燒杯、水、密度計、充有氫氣的氣球、沒充氣的氣球。導(dǎo)入新課 情景導(dǎo)入 多媒體展示情景：一艘戰(zhàn)艦行駛在水面上，這時一顆魚雷從一艘在水下游弋的潛水艇中發(fā)射出來擊中了戰(zhàn)艦，一聲爆炸后，戰(zhàn)艦慢慢沉沒了。 問題： 1如上圖所示，漂浮的冰山、行駛在水面上的戰(zhàn)艦、水下的潛艇、沉

3、入水中的戰(zhàn)艦都受浮力嗎？ 2它們所受浮力如何計算？ 學生活動：都受浮力，可以利用阿基米德原理計算大小。 問題：既然它們都受浮力，那為什么戰(zhàn)艦開始浮在水面上，過一會兒沉人了水底？還有那艘潛艇，為什么既不浮在水面上，也沒有沉入水底，而是停在水面以下呢？物體什么時候浮，什么時候沉呢？ 實驗導(dǎo)入 實驗1：將小木塊、乒乓球、小鐵塊浸沒在水中，小木塊、乒乓球上浮，小鐵塊下沉。 實驗2：將牙膏皮放入水中下沉，將牙膏皮折成小盒子，漂浮在水面上。 同時課件展示圖片，人在死海中悠閑地戲水、飛艇在空中自由地上升下降，如圖所示。 引導(dǎo)：通過剛才的實驗，還有上面展示的兩幅圖片，對于這些現(xiàn)象，你們想提出什么問題？ 思考問

4、題：為什么有的物體會上??？為什么有的物體會下沉？物體的浮與沉取決于什么條件？到底是什么原因影響了物體在水中的狀態(tài)呢，這節(jié)課我們通過實驗進行探究。 引出課題：物體的浮沉條件及其應(yīng)用。推進新課 一、物體的浮沉條件 1漂浮、懸浮和下沉 演示實驗：將三個乒乓球浸沒水中（一個充滿沙；一個中空；一個有部分沙，用蠟封?。?，松手后出現(xiàn)什么現(xiàn)象？分析討論。 提出問題：浸入水中的物體受到哪幾個力的作用？它們的施力物體是誰？交流討論：一個物體在受到兩個或兩個以上力的作用時，它的運動狀態(tài)由這些力共同決定。它受到平衡力的作用，將處于什么狀態(tài)？它受到非平衡力的作用，將處于什么狀態(tài)？它受到非平衡力的作用，將處于什么狀態(tài)？思

5、考問題：下沉的物體最終處于什么狀態(tài)？為什么？那么上浮的物體最終處于什么狀態(tài)？ 點撥1：懸浮的物體完全進入液體中，可以靜止在液體內(nèi)部任一地方，其體積于物體排開液體的體積；而漂浮則是物體靜止在液體表面上，其體積 于物體排開液體的體積。 首先指明這些現(xiàn)象可以描述為“漂浮”“下沉”“懸浮”，規(guī)范物理語言，然后要求學生進行受力分析，利用二力平衡的知識解決問題。 2，物體的浮沉條件 學生活動：分析討論，得出浮沉條件。將學生討論的結(jié)果填入表格中：觀察表格會發(fā)現(xiàn)，受力關(guān)系中還有一種情況：這就是“上浮”。補充表格。問題：物體漂浮和懸浮時，都有那這兩種情況豈不是完全相同了嗎？ 學生活動：比較分析。漂浮時，物體只有

6、部分體積浸入液體中，而懸浮時，物體全部浸入了液體中。 總結(jié)易混淆的幾個詞語： 浸沒：物體完全沒入了液體中，整個物體在液面以下。 浸入：也就是“浸在”，包括完全浸沒和部分浸沒。 漂?。何矬w在液面處，部分體積浸沒。 懸?。何矬w在液面以下，完全浸沒，可以存在于液面下任何位置。 上?。何矬w正在向上加速運動，可能完全浸沒，也可能部分浸沒，最終狀態(tài)是漂浮。 下沉：物體正在向下加速運動，可能完全浸沒，也可能部分浸沒，最終狀態(tài)是沉在液體底部。 （教學說明：利用二力平衡的知識探究浮沉條件的過程由學生自主進行，可以板演受力分析情況。） 問題：鐵塊放入水中會下沉，放入水銀中會怎樣？ 學生活動：有學生認為漂浮，也有學

7、生認為下沉。 問題；水銀有毒，我們不方便親自試一試，但是我們知道水銀的密度比鐵的密度大，能不能利用它們的密度關(guān)系來判斷？學生活動：利用阿基米德原理公式的變形和浮沉條件來分析。由此可判斷，鐵塊會沉入水底，但卻會漂浮在水銀面上。（教學說明：將浮沉情況與密度的聯(lián)系補充到上表中。）即學即練 農(nóng)民們經(jīng)常利用浮力的知識選種。當把綠豆倒入盛水的容器中，成熟飽滿的綠豆沉水底，千癟、蟲蛀的綠豆漂浮在水面上，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是( )。 A沉底的綠豆受到的浮力小于重力，漂浮在水面的綠豆受到的浮力大于重力 B沉底的綠豆受到的浮力小于重力，漂浮在水面的綠豆受到的浮力等于重力 C沉底的綠豆受到的浮力大于重力，漂浮在水面

8、的綠豆受到的浮力等于重力 D沉底的綠豆受到的浮力等于重力，漂浮在水面的綠豆受到的浮力小于重力 第二課時二、浮力的應(yīng)用1輪船的浮沉原理學生自學閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，思考下列問題。問題：你有沒有辦法讓鐵塊漂浮或懸浮在水中？學生活動：讓鐵塊的密度變小，小到等于水的密度就能懸浮了，小于水的密度就能漂浮了。問題：怎么才能使鐵塊的密度變小呢？學生活動：由密度公式可知有兩種辦法：(1)在質(zhì)量不變的情況下增大體積?？蓪㈣F塊壓成薄片，包成鐵盒，增大體積。(2)在體積不變的情況下減小質(zhì)量。可挖掉鐵塊的中間的鐵，減小質(zhì)量。其實這兩種辦法都是將鐵塊制成“空心”。 演示：將疊在一起的金屬箔放在水面上，金屬箔下沉。將金屬箔伸

9、展開，疊成盒狀放在水面上，金屬箔漂浮。 輪船就是利用這個原理制成的。 (1)輪船的原理：通過將密度大的鋼鐵制成空心，增大了體積，進而增大了排開液體的體積，從而增大了可以利用的浮力，使浮力等于船和貨物的總重來實現(xiàn)漂浮。 (2)排水量：輪船排開水的重力越大，受到的浮力就越大，就可以承載更多的貨物。我們把輪船滿載貨物時排開水的質(zhì)量叫做輪船的排水量。即：排水量質(zhì)疑輪船從河里駛?cè)牒＠?1)它受到的浮力變大、變小還是不變？（不變，始終漂?。?2)它排開的液體的質(zhì)量變不變？（不變）(3)它排開的液體的體積變不變？ (4)它是下沉一些，還是浮起一些？ 強調(diào)同一條船在河里和海里時，所受浮力相同，但它排開的河水和

10、海水的體積不同。因此，它的吃水深度不同。 輪船漂浮，人們在船體與水面相平處用不同顏色畫線作標記，如圖所示，表示輪船沒入水中的深度，這條線叫做吃水線，最高吃水線表示最大的安全載重量。 例題 一艘質(zhì)量為6 t的輪船，排水量為1t，那么它最多可以承載多少貨物？當它滿載貨物在密度為1 kg/m3的河水中時，受到的浮力有多大？當它駛?cè)撕Ｑ笾袝r，受到浮力的大小變了嗎？為什么？所以它將_（選填“向上浮起”或“向下沉入”）一定的體積。2潛水艇的浮沉原理 問題：潛水艇受到的浮力和重力相等，所以可以懸浮在海水中，可是它如何才能浮出水面呢？ 學生實驗 請同學們利用和塑料管連接的細管給塑料管吹氣或吸氣。 現(xiàn)象：吸氣時

11、，水逐漸進入管中，管子下沉；吹氣時，管中的水被排出，管子上浮。質(zhì)疑(1)小塑料管浸沒在水中所受是否變化？（塑料管形變很小， 基本不變，所以可以認為不變）(2)塑料管是怎樣上浮或下沉的呢？（吹氣時，水從管子中排出，重力變小， 所以塑料管上??；吸氣時，水進入管子，重力變大， 所以塑料管下沉） 講解潛水艇兩側(cè)有水艙，當水艙中充水時，潛水艇加重，就逐漸潛入水中；當水艙充水使艇重等于同體積水重時，潛水艇就可懸浮在水中；當壓縮空氣使水艙中的水排出一部分時，潛水艇變輕，就可上浮了。 利用多媒體課件演示潛水艇的浮沉。 學生活動：討論發(fā)現(xiàn)懸浮的潛水艇排開海水的體積不能變化，所受浮力不能改變，只能通過改變自身重力

12、實現(xiàn)浮沉。 歸納總結(jié)：潛水艇的原理：靠改變自身重力來實現(xiàn)在水中的浮沉。 強調(diào)潛水艇在浸沒在水下不同深度所受浮力相同。 3氣球和飛艇的升降原理 創(chuàng)設(shè)情景；釋放一個氫氣球，氣球上浮至天花板?，F(xiàn)場吹一個氣球，扎緊口并松手，氣球降至地面。 問題：這兩個氣球都受浮力嗎？為什么一個上浮，另一個下降呢？ 學生活動：不假思索地回答是因為充入的氣體不同，密度不同造成浮沉不同的。 問題：如何才能將氣球浮在空中？ 學生活動：討論，利用浮沉條件的密度關(guān)系可知，向氣球中充入密度比空氣小的氣體，比如氫氣、熱的空氣等。 問題：熱氣球、飛艇帶著人飛上了天，實現(xiàn)了人們升天的夢想，可是它們怎么下來呢？學生活動：減小浮力，利用可知

13、，減小排開氣體的體積，比如熱氣球停止加熱、飛艇放出一部分氣體。 歸納總結(jié)：氣球和飛艇的升降原理：利用里面充的氣體的密度小于空氣的密度，空氣產(chǎn)生的浮力大于自身的重力來升空；利用減小浮力來下降。 問題：生活中還有哪些現(xiàn)象可以利用浮力的知識來解釋？ 學生活動：如腌雞蛋時，開始雞蛋漂浮，后來下沉；煮餃子，餃子熟了后會浮出水面；吹出的肥皂泡先上升后下降，等等。同步訓練1完全浸沒在水中的乒乓球，放手后從運動到靜止的過程中，其浮力大小的變化情況是 A浮力不斷變大，但小于重力 B浮力不變，但浮力大于重力 C浮力先大于重力，后小于重力 D.浮力先不變，后變小，且始終大于重力，直至靜止時，浮力才等于重力 解析：浸

14、沒后物體排開液體的體積不再改變，浮力大小與物體在液體內(nèi)深度無關(guān)。因此乒乓球在水中運動時所受浮力先不變。當球露出水面的過程中，它排開液體的體積逐漸變小，浮力開始變小。當浮力等于重力時，球靜止在水面上，呈漂浮狀態(tài)。 2如圖所示，體積相同的甲、乙、丙三個物體浸沒在水中。甲上浮、乙懸浮、丙下沉，在甲露出水面之前，關(guān)于它們所受浮力的說法正確的是( )。A甲受到的浮力大 B乙受到的浮力大C丙受到的浮力大 D甲、乙、丙受到的浮力一樣大 解析：三個物體體積相同，由圖示可以知道，甲、乙、丙排開的液體體積相同，所受浮力也一定相同。之所以甲上浮，是因為甲受到的浮力大于甲的重力；乙懸浮說明了它受到的浮力等于它的重力；丙下沉說明它受到的浮力小于它的重力。所以D正確，A、B、C錯。 3如圖甲所示，一只燒杯中盛有石蠟油、水和水銀三種液體，液體之間不相溶合。將一實心鉛塊（鉛的密度是11.3 g/ ）輕輕放入該燒杯中，圖乙中能正確顯示出鉛塊靜止時位置的圖是( )。 解析：實心鉛球的密度比水銀的密度小，所以一定會漂浮在水銀液體上。則A錯，B對。水的密度比鉛的小，所以一定不能漂浮或懸浮在水中，則C、D均錯。 4對于完全浸沒在液體中的物體，