六、浮力的应用

1 浮力复习浮力复习 相关课程标准 2 2 9 通过实验 认识浮力 探究浮力大小与哪些因素有关 知道阿基米德原理 运用物体 的浮沉条件说明生产 生活中的一些现象 教学目标 1 了解浮力是怎样产生的 知道浮力的大小等于什么 知道物体的浮沉条件 知道浮力的 应用 2 通过对教师所设计 进行的实验的观察 分析 回忆和加强浮力相关知识 加强对浮力 知识的理解 提高应用浮力知识解决相关问题的能力 3 通过对浮力知识的应用 初步建立应用科学知识的意识 教学重点 阿基米德原理 物体的浮沉条件及其应用 教学难点 运用阿基米德原理和物体的沉浮条件解决实际问题 教学过程 第一课时 一 引入新课 利用多媒体 配着轻松悠扬的乐曲 让学生浏览图片 阿基米德 曹冲称象 人们在死海 里看书等 把学生引入与浮力有关的问题上 体会浮力的存在 同时引入下面的导语 阿基米德称皇冠 曹冲称象千古颂 死海不死非传奇 盐水选种早应用 泰坦尼克沉海底 库尔斯克怎打捞 别问老师讲什么 先请大家把题猜 教师点题 今天就让我们一起来复习 浮力 吧 二 知识再现 基知巩固 一 浮力及浮力的方向 1 观察下图 说出浮力是一个什么样的力 方向如何 浸在液体或气体中的物体受到向上的托力 这个力叫浮力 浮力的方向 竖直向上的 2 漂浮在死海海面上的人受到哪些力的作用 请在右图中画出漂浮在 死海海面上的人所受力的示意图 学生做图 2 实物投影展示 请同学们评价一下这位同学的作图 点拨 做力的示意图要用尺子作图 浮力和重力是一对平衡力 所以两个力要画的一样长 3 上浮的物体 浮在液面的物体会受到浮力的作用 那么在液体中下沉的物体受不受浮力 的作用 你能否设计一个实验进行验证 学生讨论 回答 二 浮力的测量 1 由这个实验的启发 那现在你会测量浸在液体中物体所受浮力了吗 学生讨论 回答 用弹簧测力计测出物体在空气中的重力 G 把物体浸没在液体中 读出弹簧测力计的拉力 F 计算浮力的大小 F浮 G F 2 根据这个实验中测出的物理量 你能求出哪些物理量 教师引导 学生讨论 分析 物体的质量 m 物体所受的浮力 F浮 物体排开液体的体积 V排 物体的体积 V物 物体的密度 学法指导 通过这个问题的讨论 我们可以发现这个实验不仅能测浮力 还可以用弹簧测 力计测物体的质量 物体的体积 物质的密度等 看来 只要我们仔细观察 多动脑思考 就会有新的发现 希望同学们在接下来的学习中 继续努力 三 探究浮力的大小跟哪些因素有关 1 以此实验为基础 还可以进行哪些与浮力有关的实验 如何进行实验 教师引导 实验 学生讨论 回答 总结 验证在水中下沉的物体受浮力的作用 探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关 浮力的大小跟浸没的深度无关 探究浮力的大小是否物体浸在液体中的体积 在同种液体中 排开液体的体积越大 所受 浮力越大 有关 2 探究浮力的大小是否跟液体的密度有关 探究浮力的大小是否跟液体的密度有关还需要添加哪些器材 怎样操作 课件展示 四 阿基米德原理 1 1 验证阿基米德原理还需要添加哪些器材 添加器材的目的是什么 添加器材的目的是什么 学生交流讨论 回答 3 甲甲乙乙丙丙丁丁 溢水杯 让排开的液体溢出来 便于测量 G排 小桶 承接物体排出的液体 测量 G排 G总 G排 2 实验指导 要把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中 此时 物体排开的水全部溢出 G排 G溢 通过这个实验 我们得到了什么结论 3 拓展 其实我们从前面的实验主要是得出了 浸没在液体中的 物体会受到浮力 浮力的大小等于它排开的液体所受到 的重力 那么 漂浮在液面上的物体所受到的浮力是否 也等于它排开的液体所受到的重力呢 下面我们从浮力产生的原因这方面来推导出漂浮在液面 上的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受到的重力 推导公式 学法指导 复习时要注意把前后各章的学习内容联系起来 加深所学知识的理解 提高自 己的复习效率 4 学生表述 浸在液体中的物体受到向上的浮力 浮力大小等于它排开的液体所受的重力 指出 这就是著名的阿基米德原理 5 原理式 F浮 G排 F浮 G排 m排g 液gV排 利用公式计算时注意公式中各个物理量的单位要对应 阿基米德原理适用于液体和气体 6 点拨 浸在 包括两层含义 物体全部浸没在液体中 此时 V排 排 V浸浸 V物物 物体部分浸入液体中 一部分露出液面 此时 V排 排 V浸浸 V物物 7 练习 1 某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度 他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测 力计的挂钩上 铁块在空气中时弹簧测力计的示数是 4 74N 把铁块浸没在该液体中时弹簧 测力计的示数是 4 11N 该液体的密度是多少 铁的密度为 7 9 103 kg m3 说出题中的解题思路及用到的物理公式 解 铁块的质量 解 铁块的质量 m m 0 474kg 0 474kg g G kgN N 10 74 4 铁块的体积 铁块的体积 V m 0 474kg 7 9 10 0 474kg 7 9 103 3kg mkg m3 3 6 10 6 10 5 5 m m3 3 铁块受到的浮力 铁块受到的浮力 F浮 浮 G F 4 74 4 11 0 63N 液体的密度 液体的密度 液 液 F F浮 浮 gV 0 63N 10N kg 6 10 gV 0 63N 10N kg 6 10 5 5 m m3 3 1 05 10 1 05 103 3 kg mkg m3 3 h 4 2 请比较以下浮力的大小 已知铜的密度大于铝的密度 1 同样重的两个铜块甲和乙 甲浸没在水中 乙浸没在煤油中 哪个受到的浮力大 交流讨论 总结 当排开液体的体积相同时 液体的密度越大 浮力越大 2 同样重的铝块和铜块 都浸没在煤油中 哪个受到的浮力大 交流讨论 总结 当液体的密度相同时 排开液体的体积越大 浮力越大 五 物体的浮沉条件 1 请观察下面的实验 看看你是否能比较出鸡蛋所受浮力的大小 演示 将一鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中 观察鸡蛋在容器中的位置 现象 鸡蛋在水中下沉 在盐水中漂浮 你能比较出鸡蛋所受浮力的大小吗 交流 讨论 液体的密度不同 排开液体的体积也不同 无法利用阿基米德原理来判定了 交流 可以用浮沉条件来判定浮力的大小 2 物体的浮沉条件 谁能说出物体的浮沉条件 1 物体的浮沉取决于物体浸没时所受的浮力和重力的大小 课件画图分析 上浮 F浮 G 悬浮 F浮 G 下沉 F浮 G 学法指导 在学习这部分内容时 别死记硬背 结合运动和力的关系来掌握 如浸没液体 中的物体上浮时 受到的向上的力大于向下的力 即浮力大于重力上浮 2 物体的浮沉还可以通过比较物体与液体的密度的关系来判定 上浮 液 物 悬浮 液 物 下沉 液 物 学法指导 对于这一点 只需记住密度小的会上升 密度大的会下降 就记住了 请同学们课后推导出物体的浮沉与密度的关系 3 漂浮条件 上浮的最终结果是漂浮 漂浮 F浮 G物 液 物 4 比较实验中鸡蛋所受浮力的大小关系 学生交流 6 总结浮力的计算公式 1 请学生交流总结计算浮力的四种方法 称重法 F浮 G F 用弹簧测力计测浮力 压力差法 F浮 F向上 F向下 用浮力产生的原因求浮力 阿基米德原理 F浮 G排 m排g 液V排g 二力平衡法 F浮 G物 物体处于漂浮或悬浮时用二力平衡法求浮力 指导 注意区分一些容易混淆的概念 上浮 漂浮 悬浮 物重 G 与物体排开的液重 G排液 物体质量 m 与物体排开液体的质量 m排 物体的密度 物与液体的密度 液 物体的体积 V物 物体排开液体积 V排 物体露出液面的体积 V露 2 练习 说出题中的解题思路及用到的物理公式 5 某一木块的体积为 200cm3 密度为 0 8 103 kg m3 把它浸没在水中放手 为什么木块不能 悬浮在水中 木块最终在水中静止时 浸在水中的体积有多大 七 应用 1 轮船 1 实验 刚才老师将鸡蛋放入水中 鸡蛋下沉 现在老师将另一个鸡蛋 拿一空心的鸡 蛋壳 放入水中 请大家观察 现象 鸡蛋漂浮在水面上 现在这个鸡蛋为什么就能浮在水面上了呢 揭示谜底 这是一空心鸡蛋壳 思考 假如鸡蛋壳是钢铁做的 还能使其漂浮在水面上吗 我们可以看出 把物体做成空心的 增大了可以利用的浮力 所以能漂浮在水面上 轮船 就是根据这个原理做成的 2 原理 采用空心的办法 增大排开水的体积 增大可以利用的浮力 3 轮船的大小用排水量来表示 排水量 轮船装满货物时排开水的质量 分析 轮船漂浮 F浮 G物 m物g 由阿基米德原理知 F浮 G排 m排g 4 练习 排水量为 1000t 的轮船在河水中航行 满载时船及货物总重 N 受到河水的浮 力是 N 如果河水的密度为 1 0 103kg m3 船排开河水的体积是 m3 一艘轮船从海里驶入河里 它受到的重力 它受到的浮力 它排开水 的体积 填 变大 变小 不变 5 拓展 密度计 从上题中可以看出 同一物体漂浮于不同液面时 浮力 不变 液体的密度越大 排开液体的体积越小 人们根 据这一原理制造了密度计 练习 测量液体密度的仪器叫做密度计 将其插入被测液体中 待 静止后直接读取液面处的刻度值 图 10 3 9 甲 图 10 3 9 乙和图 10 3 9 丙是自制的简易密度计 它是在木 棒的一端缠绕一些铜丝做成的 将其放入盛有不同液体 的两个烧杯中 它会竖直立在液体中 由观察到的现象可 以判断哪