第十章第3节物体的浮沉条件及应用

第十章第3节 物体的浮沉条件及应用 一、教材分析 本节是在学习了阿基米德原理，认识了浮力产生的原因的基础上，从知识应用的角度学习物体浮沉条件的。本节知识综合性较强，难度较大，涉及应用受力分析、力和运动的关系以及浮力知识结合起来解决问题等。本节由“物体的浮沉条件”和“浮力的应用”两部分内容构成。教材轮船、潜水艇、气球和飞艇为实例，让学生了解它们如何通过改变浮力或重力的大小实现浮沉。教学中重在引导学生运用浮力的知识解释生产、生活中常见的现象。 2、 教学目标 （1） 能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能通过改变物体所受的重力或浮力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉条件。 （2） 运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。 3、 教学重点与难点 （1） 重点：知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。 （2） 难点：理解改变物体所受的重力与浮力的关系，能增大可利用的浮力。 4、 教学准备 多媒体、烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模型、 热气球模型 5、 教学过程设计 （1） 设置疑问 引入新课 教师演示1：将乒乓球压入透明水池的底部，放手，让学生观察乒乓球的状态。 2：先将铜块放入水银中，再将铜块放入水中，让学生观察铜块的状态。 学生思考：浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，但是有的物体要上浮，有的却下沉。这是为什么？ （2） 新课教学 1、物体的浮沉条件 浸在液体中的物体的受力分析：教师强调：物体上浮和下沉时处于非平衡状态，所受的力是非平衡力 上浮时 F浮G物 悬浮时 F浮=G物 下沉时 F浮G物 演示1：出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相等。 演示2：将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手。 问题1：松手后，铁块和蜡块处于什么状态？ 问题2：浸没在水中的铁块、蜡块（松手后）各受到什么力？ 问题3：铁块和蜡块受到的浮力相等吗？为什么？ 问题4：既然铁块和蜡块受到的F浮相同，为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮？ 设计说明：层层深入的问题引发学生思考。 教师讲解：通过分析蜡块和铁块得出物体的浮沉条件 F浮G物 上浮 F浮G物 下沉 F浮=G物 悬浮或者漂浮 教师总结：通过上述分析，我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F与G物的关系。 学生讨论： （1） 木材能漂浮在水面，其原因是什么？画出其受力情况？（2）把一根木头挖成空心，做成独木舟后，其重力怎么变化？它可载货物的多少怎么变化？ 教师讲解：木材漂浮时，处于平衡状态，F浮=G物 设计说明：引导学生认识到把物体做成空心的办法可以增大漂浮物体可利用的浮力。 问题：密度比水大的下沉的物体有没有办法让它上浮或漂浮呢？ 2、浮力的应用 演示3：两个外形相同的易拉罐，一个压扁，一个空心，同时按入水中。 问题1：松手后压扁的处于什么状态，空心的处于什么状态？ 问题2：铁的密度大于水的密度，空心的铁罐子为什么能漂浮呢？可能是因为什么呢？ 问题3：要想让压扁的铁罐子也漂浮，可以怎么办呢？ 问题4：这个实验中，是怎样调节铁罐子的浮沉的呢？ 问题5：往空心的的易拉罐中装些橡皮等小文具，观察易拉罐在水中的变化？分析在这个过程中易拉罐所受到的力？ 教师总结：上述实验告诉我们采用“空心”的办法，不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力，还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。 压扁的易拉罐下沉： F浮G罐 空心的易拉罐漂沉： F浮=G罐 往空心易拉罐中装文具，当易拉罐保持漂浮时：F浮=G罐+ G文具 轮船 （1） 原理：采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。 （2） 排水量：满载时，船排开的水的质量。 即：排水量m船+m货 练习题：如果有一只轮船，它的排水量是1104t，在密度是1103kg/m3的河水中，它满载时排开的河水的体积是多大？如果它是在密度为1.03103kg/m3的海水中，它排开的海水的体积是多大？它从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？ 学生思考，教师根据F浮=Vg列式讲解。 教师强调：同一条船在河里和海里时，由于处于漂浮状态，所受浮力等于重力，所以浮力相同，但由于河水与海水的密度不同，它排开的河水和海水的体积不同。因此，它的吃水深度不同。 潜水艇 演示实验：用小吊瓶来模拟潜水艇。请一位同学上台利用和小吊瓶连接的细管给小吊瓶吹气或吸气。 问题1：吸气和吹气时看到什么现象？ 问题2：小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化？ 问题3：那它是怎样上浮或下沉的呢？教师讲解：潜水艇两侧有水舱，当水舱中充水时，潜水艇加重，就逐渐潜入水中；当水舱充水使艇重等于同体积水重时，潜水艇就可悬浮在水中；当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，就可上浮了。 潜水艇原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。 教师强调：潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。原因是同一物体浸没在水中后，V排不变，所以浮力也不变。 气球和飞艇 图片展示：热气球升空 原理：热气空气，使它受到的F浮G物而升空。 学生讨论：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，你们能想出什么办法？ 要使热气球落回地面，有什么办法？ 教师讲解：放掉一部分气体逐渐减小火力，使得温度下降，气体收缩 问题：浮力其他应用有哪些？ （3） 课堂小结 六、板书设计 物体的浮沉条件及应用 1、 物体的浮沉条件： F浮G物 上浮 F浮G物 下沉 物体处于非平衡状态 F浮=G物悬浮或者漂浮 2、 通过调节物体受到的F浮或G物，可以调节物体的浮沉。 3、 应用 （1） 轮船：把物体作为“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。 （二）水艇：依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。 （3） 气球和飞艇：气7、 课堂练习 8、 1、关于浮力，下列说法中正确的是（ ）。 A. 上浮的物体一定比下沉的物体受到的浮力大 B. 沉在容器底部的物体一定不受浮力 C. 在水中上浮的物体在煤油中可能悬浮 D. 没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大 2、一艘轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小 ，它受到的浮力 ；它排开水的体积 。（填变大，变小或不变） 3、 重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了510-4 m3的水。则此物体是（ ） A浮在水面上 B沉到水底 C悬浮在水中 D以上几种情况都有可能 八、教学反思 （1） 通过前两节的学习，学生对浮力及其大小有了一定的认识，对物体的浮沉也有一些生活体验。但怎样通过分析得出物体浮沉条件，仍需要教师引导。判断物体浮沉状态的基本