物理人教版八年级下册物体的沉浮条件及应用.doc

物体的浮沉条件及应用教学设计 齐圪垯中学 王艳同学们好，我们已经学习了一些浮力知识，我们为什么要学习浮力呢？下面我给大家讲一个我国宋代和浮力有关的故事：有几个小朋友在草地上踢球，一不小心把球踢到大树的树洞里面去了，树洞很深，用手拿不到球，有一个聪明的孩子想了一个巧妙的办法，你们猜是什么办法？（灌水）那个聪明的孩子和你们的想法是一样的。后来他成为北宋杰出的政治家。下面我请同学们用这个方法把我的球从树洞里面取出来，你们谁愿意帮我这个忙呢？ 请你来，给你水，小心，请同学们仔细看球，（学生倒水）教师观看，并讲解，好，球浮起来了，谢谢这位同学，请回。刚才的实验告诉我们自古以来浮力就有很普遍的应用。同学们课桌上放着一个小盘，盘里放着一些我们熟悉的物体，有铅笔，木块，橡皮泥，金属薄片，一会请同学们合作，用镊子将这些物体依次按进水里中间深度的位置，然后松开，观察松开以后，这些物体的运动状态有什么不同，并且思考，你观察到的实验现象可以引发你提出什么问题？好 同学们可以开始实验了（学生实验） 好通过实验，同学们观察到什么现象 ？来说一下，(同学回答：有的物体上浮，有的物体下沉，)教师可以在追问什么物体上浮？什么物体下沉？我们把铅笔木块向上的这种运动状态叫做上浮，把橡皮泥和金属箔这种向下的运动状态叫做下沉。实际上，浸没在液体中的物体还有可能既不上浮也不下沉，而是静止在液体内部，我们把这种状态叫做悬浮。同学们请看老师桌上有一杯水，我把一个鸡蛋浸没在里面，松手后鸡蛋停在水中的一个位置不动，我们把这个状态叫做悬浮。好 同学们，刚才这些物体都浸没在液体中，却呈现出不同的运动状态，这样的实验现象可以引发你提出什么样的问题呢？请同学来说一下，（同学回答问题）还有其他问题吗？好板书:浮沉和什么因素有关看来同学们比较关注浮沉和什么因素有关。那我们就带着这个问题一起来学习一下物体的浮沉条件，板书：一 物体的浮沉条件同学们已经学了力可以改变物体的运动状态，所以我们可以根据物体的受力情况来分析产生不同运动状态的原因。在刚才的实验中，松开以后，木块和橡皮泥开始运动，因为他们受力不平衡，老师利用弹簧测力计和细线给他们分别施加了一个拉力，使他们静止在水中，水中的定滑轮是帮助改变力的方向的，那么此时橡皮泥和木块受到了那些力的作用？方向如何，请回答： （ ）老师用示意图在黑板上表示出来好极了，那么木块受到的这三个力的大小满足什么关系呢？教师板书橡皮泥受到的这三个力的大小满足什么关系？（生回答问题）下面我们把细线剪断，重温橡皮泥和木块的运动状态，在忽略液体对物体阻力的条件下思考力对物体浮沉的影响，同学们观察：先去掉橡皮泥受到的拉力 再去掉木块受到的拉力失去拉力以后橡皮泥会下沉，木块上浮，在他们露出水面前，他们的浮力变了吗？（没有） 重力也不变，经过这样的受力分析后，同学们能总结出物体沉浮的力学条件了吗？幻灯片展示：物体的浮沉条件谁来说一下（同学回答）通过分析我们知道了，浸没于液体中的物体其浮沉情况取决于所受浮力和重力的大小关系。其中，上浮的物体最终会静止在液面上露出一部分体积，这种状态叫做漂浮。当物体静静的漂浮在液面上时，他受到的浮力和重力是什么关系？（学生回答问题）太棒了那么浮沉条件中的浮力根据阿基米德原理展开得到而物体受到的重力展开后得到我们知道完全浸没在液体中的物体V排和V物是什么关系？（相等的）那么g是常量，那么决定浮力和重力大小关系的因素是什么呢？ （学生回答） 是物体密度和液体密度，对了正是他们大小的关系，因此，物体的浮沉条件还可以从密度的角度去描述，下面请同学们考虑一下，对于下沉的物体 和 满足什么关系，悬浮和上浮的呢？（生回答问题）展示幻灯片 当 小于 时下沉，等于时悬浮 大于时上浮，其中的 也可以是物体的平均密度。好了，刚才的问题我们已经找到了答案，现在我们来回忆一下球的浮沉实验。那了解了这些，同学们可以解释为什么水不能使乒乓球浮起来了吗？谁来说一下啊？所以我们的实验正是运用了物体的浮沉条件。由于人们掌握了浮沉原理，才能得心应手的将浮力知识应用到生产和生活中。板书：二 浮力的应用幻灯片展示我国明代郑和下西洋的宝船正是利用了密度小于水的木材制造的，但是造船都是用木材吗？现代的轮船就是钢铁制造的，人们是如何是密度大于水的物体漂浮在水面上的呢？刚才实验中和橡皮泥密度都大于水都沉到水底了，你能设法不借助其他物体使橡皮泥独立漂浮在水面上吗？我们比一比看那组的橡皮泥做的小船装载的货物多？用曲别针做货物。好 同学们赶紧试试看 ，（学生实验教师准备）同学们要加油啊 现在把你们的作品都放回盘里吧（老师介绍一组同学的作品，并让他说说是怎么做的）那就是说把橡皮泥都做成空心的形状，就能实现漂浮了，那么同学们思考一下，橡皮泥本应该下沉，我们是通过改变什么因素使他们实现漂浮的呢？（生回答：改变密度或者是改变浮力）老师进而补充说（从受力的角度分析呢？或者是从密度的角度分析呢?增大了排开水的体积，从而增大浮力，刚才 这位同学分析的正是现代轮船的制造原理，幻灯片展示：郑和下西洋的宝船到甲午战争到辽宁舰。最后播放一艘海警巡逻舰现在同学们看到的是一艘海警巡逻舰，它曾经在北京奥运会负责渤海湾的海上治安巡逻任务，目前是渤海湾最先进的边防巡逻舰。在巡逻舰的这些参数中，哪些是同学们不太了解的呢？（排水量） 排水量啊，就是轮船按照设计的要求装满货物时即满载时排开水的质量，单位是吨，轮船的大小通常用排水量来表示。幻灯片展示：排水量概念中的满载让我们体会到轮船的载重量是有一定限制的，就像汽车一样，不能超载。先把空船放入水中，这是一艘空载的船，现在我们给它装载货物，请同学们仔细观察，随着载重量的增加，同学们看到什么现象，并且思考，为什么会有这样的现象？教师演示：同学们看到什么现象？（学生回答：轮船下沉了一些）轮船下沉了些，也就是说 V排变大了，为什么V排变大了呢？找位同学说一下，请这位同学说一下，好请坐，我给整理一下啊，因为轮船是漂浮的，所以F=G，G增加了导致F增加，而 不变，所以V排变大了。 现在这艘船正航行于内河，马上就要驶入大海了，另外一个水槽中是模拟海水，其密度大于模拟河水，一会请同学们在载重量不变的情况下，船从河里驶入海里，V排有什么变化？先看清在河里的情况（教师演示船驶入海里）教师问题：V排是变大了还是变小了？问什么V排变小了，谁能回答这个问题？（学生回答问题） 好非常精彩由于轮船漂浮的状态不变，G不变，两次F浮不变， 大的V排小。所以 海大于 河 所以 V排海小于V排河，V排变小，就意味着轮船没入水中的深度变小，所以我们把这个深度叫做轮船的吃水深度。学习了航行在水面的轮船之后，我们继续学习一种能够潜入水中航行的潜水艇。板书：潜水艇幻灯片展示：这是我国第一艘核动力潜水艇，长征一号，它于1994年8月1日正式交付海军服役，这艘潜艇的研发成功震惊了全世界，因为它标志着我国成为世界上第五个拥有核潜艇的国家。潜艇的结构比较复杂，今天我们要学习的是保证潜艇上浮和下沉的重要结构-水舱，水仓设在潜艇的两侧。水仓中可以充水，也可以用压缩机产生压缩气体把水仓里的水排出。下面我们通过一个小的模拟潜艇来了解它下潜和上浮的原理，学生实验：小瓶代表模拟潜艇，活塞代表压缩机，一会儿操作时，我们先把潜艇放着水面上，然后通过缓慢的拉动活塞来控制潜艇的上浮和下沉。在小瓶浮沉过程中，请同学们仔细观察小瓶中的水是如何变化的，并思考这个模拟潜水艇是通过改变什么来实现上浮和下沉的？好同学们开始实验 （学生实验时间控制在一分钟左右） ，好 同学们控制的不错，请同学们把小模型放回到盘里。好通过实验你观察到小瓶中的水是如何变化的？（学生回答问题）当小瓶中的水增加时，它处于什么运动状态？（生回答问题）当小瓶中的水减少时，它处于什么运动状态？那通过这个实验现象同学们分析一下这个模拟潜艇是通过改变什么来实现上浮和下沉的呢？幻灯片展示：那么轮船和潜艇都是靠液体的浮力航行的，空气对于浸没于其中的物体也会产生浮力的作用，利用空气浮力的有各种各样的气球和飞艇。板书：气球和飞艇幻灯片展示：氢气球我们可以直接用密度小于空气的气体，比如氢气和氦气，不同时期的飞艇中充入的正是这两种气体，其升空的原理是充入密度小于空气的气体使他受到的浮力大于重力而升空。下面我们来放飞一个模拟的热气球，热气球主要由球囊加热装置和吊篮构成，边演示边讲解，我们用的燃料是酒精，当我点燃酒精后，请同学们观察球囊体积的变化，热气球的运动状态。并思考其原因，教师边演示边问问题：球的体积有什么变化？运动状态呢？这个热气球为什么会上升？要满足什么条件呢？（从两个角度来回答问题_）那么酒精加热使球内空气密度小于空气密度，最后因为浮力大于重力好了同学们我们通过自己动手实验，观察老师的演示实验，了解了物体的浮沉条件，以及浮力的一些应用，其实运用浮力知识可以解决的问题还有很多。播放视频：盐水选种和浮船坞（一分钟）在农业生产中经常用到盐水选种