《物体的浮沉条件》教案

《物体的浮沉条件》教案物理观念：1．知道物体在下沉、悬浮和上浮时，浮力与重力的大小关系。2．了解利用空心的办法增大浮力。3．了解轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。科学思维：学习从物理现象中归纳科学规律的方法。科学探究：1．通过做“空心的废牙膏皮能漂浮在水面上”的实验，学习研究物理问题的方法。2．通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。科学态度与责任：1．初步认识科学技术对社会发展的影响。2．初步建立应用科学知识的意识。重点：物体的浮沉条件。难点：物体浮沉条件的应用。第1课时物体的浮沉条件多媒体课件、体积相同的铁块和蜡块各一块、水、盐、三个鸡蛋、三个杯子。一、情景导入亚洲西部，巴勒斯坦和约旦交界处，有一个“死海”。远远望去，死海的波涛此起彼伏，无边无际，但是，谁能想到，如此浩荡的海水中竟没有鱼虾、水草，甚至连海边也寸草不生。这大概就是“死海”得名的原因吧！然而，令人惊叹的是，人们在这无鱼、无草的海水里，竟能自由游弋；即使是不会游泳的人，也总是浮在水面上，不用担心会被淹死。真是“死海不死”。那么，死海海水的浮力为什么这样大呢？带着问题我们开始今天的课时内容：物体的浮沉条件。二、合作探究物体的浮沉条件1．漂浮、上浮和下沉eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))同学们根据下面做的实验思考：浸没在水中的铁块、蜡块(松手前)各受到什么力？铁块和蜡块受到的浮力相等吗？为什么？eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))教师拿出课前准备好的体积相同的铁块和蜡块，将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手，观察现象。eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流讨论))同学们根据前面我们学习的运动和力的关系，当物体受到的力为非平衡力时，物体的运动状态就要发生改变。思考交流讨论：液体中物体的浮沉取决于什么？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))分析物体的浮沉条件：(1)蜡块：松手后，浸没在水中的蜡块所受到的F浮＞G蜡，二力的合力方向向上，所以蜡块上浮。当蜡块逐渐露出水面，V排减小，浮力减小，当F浮减小到与重力G蜡相等时，即F浮＝G蜡，二力的合力为0，蜡块最终漂浮在水面。即：F浮＞G物，物体上浮，最终漂浮，漂浮状态时，F浮＝G物。(2)铁块：松手后，浸没在水中的铁块所受到的F浮＜G铁，二力的合力方向向下，铁块下沉。到达容器底部后，铁块受到F浮、G铁和F支，三力平衡，静止在容器底，我们说铁块沉底，即：F浮＜G物，物体下沉，最终沉底。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))浮沉条件：浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系：(1)当F浮＞G物时，二力的合力方向向上，物体上浮，最终漂浮，F浮′＝G物。(2)当物体处于漂浮状态时，F浮＝G物。(3)当F浮＜G物时，二力的合力方向向下，物体下沉，最终沉底。2．悬浮eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))将配制好的三杯不同浓度的盐水放在讲台上，各放入一个鸡蛋，其中，一个鸡蛋漂浮、一个鸡蛋悬浮、一个鸡蛋下沉。eq\o(\s\up7(),\s\do5(交流讨论))同学们根据观察到的现象交流讨论：鸡蛋所受的浮力与重力的大小情况；鸡蛋的密度与盐水的密度大小情况各是怎样的？eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))若一个物体浸没在水中，F浮＝G物，受力平衡，松手后物体的运动状态不变，我们就说物体悬浮在液体中，即F浮＝G物。悬浮时，物体排开液体的体积等于物体自身的体积。(1)漂浮的鸡蛋，浮力等于重力，鸡蛋的密度小于盐水的密度；(2)悬浮的鸡蛋，浮力等于重力，鸡蛋的密度等于盐水的密度；(3)下沉的鸡蛋，浮力小于重力，鸡蛋的密度大于盐水的密度。eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))上浮下沉悬浮漂浮沉底F浮>GF浮<GF浮＝GF浮＝GF浮＋FN＝Gρ液>ρ物ρ液<ρ物ρ液＝ρ物ρ液>ρ物ρ液<ρ物eq\o(\s\up7(),\s\do5(材料拓展))为什么肥皂泡总先上升后下降日常生活中，我们常看到一些小朋友吹肥皂泡，一个个小肥皂泡从吸管中飞出，在阳光的照耀下，呈现美丽的色彩。此时，小朋友们沉浸在欢乐和幸福之中，我们也常希望肥皂泡能飘浮于空中，形成一道美丽的风景。但我们常常是看到肥皂泡开始时上升，随后便下降，这是为什么呢？这个过程和现象，我们只要细心想一下，就会发现，它其中包含着丰富的物理知识。在开始的时候，肥皂泡里是从嘴里吹出的热空气，肥皂膜把它与外界隔开，形成里外两个区域，里面的热空气温度大于外部空气的温度，此时，肥皂泡内气体的密度小于外部空气的密度，根据阿基米德原理可知，此时肥皂泡受到的浮力大于它受到的重力，因此它会上升。随着上升过程的开始和时间的推移，肥皂泡内、外气体发生热交换，内部气体温度下降，因热胀冷缩，肥皂泡体积逐步减小，它受到的外界空气的浮力也会逐步变小，而其受到的重力不变，这样，当重力大于浮力时，肥皂泡就会下降。第3节物体的浮沉条件及应用第1课时物体的浮沉条件eq\a\vs4\al(物体的浮,沉条件)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(漂浮：F浮＝G，ρ液>ρ物，合力为零,上浮：F浮>G，ρ液>ρ物，合力竖直向上,悬浮：F浮＝G，ρ液＝ρ物，合力为零,下沉：F浮<G，ρ液<ρ物，合力竖直向下))完成对应课时内容。本节课突出以学生的发展为本，这样有积极的意义。首先，有利于学生形成积极的自我概念和自信心，本节课设计的探究内容使学生“跳一跳”，自己也能摘到“果子”，以此让成功获取知识的过程积极作用于学生的自我概念和自信心上，使学生的自我概念得到积极发展，自信心得到加强。而这一切正是学生创造力和个性发展的关键。其次，有利于培养学生的创新精神和实践能力，有利于学生从善于解决问题到敢于提出问题转变、从单一思维到发散性思维转变，有利于学生形成协作意识。通过小组交流与合作的形式共同学习，在课堂中营造出民主、合作、互助的气氛和轻松愉悦的教学环境，使学生互相尊重、理解、合作和关心，进而学会交往，改善人际关系，形成良好的个性品格。课后·知能演练基础巩固1.小京洗水果时,发现体积较小的柑橘漂浮在水面上,而体积较大的杧果却沉在水底,如图所示。下列说法正确的是()A.柑橘的密度大于杧果的密度B.柑橘受到的浮力等于杧果受到的浮力C.柑橘受到的浮力大于它受到的重力D.柑橘受到的重力小于杧果受到的重力2.如图所示,A、B、C三个体积相同的小球,放在液体中静止,它们受到的浮力大小分别为FA、FB、FC,则()A.FA>FB>FC B.FA<FB<FCC.FA=FB>FC D.FA=FB<FC3.2024年5月1日8时许,我国第三艘航空母舰福建舰从上海江南造船厂码头解缆启航,赴相关海域开展首次航行试验。如图所示,当航母从长江内港被拖曳船拖入海洋时()A.舰体略上浮,受到浮力不变B.舰体略上浮,受到浮力变大C.舰体略下沉,受到浮力不变D.舰体略下沉,受到浮力变大4.在一次训练中,某潜水艇从长江基地潜行进入东海,该潜水艇在江水中悬浮时受到的浮力是F1,在东海中悬浮时受到的浮力是F2,已知江水密度小于海水密度,则()A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.无法判断5.物理实践活动中,小明自制了一个体积为50cm3的潜水艇模型,如图所示。下列说法正确的是()A.潜水艇模型悬浮在水中时受到的浮力为5NB.潜水艇模型是通过改变所受的浮力实现浮沉的C.将注射器向左推,图中悬浮的潜水艇模型上浮D.潜水艇模型在水面下下潜的过程中受到的浮力增大6.一密度为0.6×103kg/m3、体积为2.5dm3的木块,放入水中静止后,木块受到的浮力是N。要使这个木块浸没在水中,必须对它施加N的压力。(g取10N/kg)

能力提升7.如图所示,将同一支密度计先后放入甲、乙两个盛有不同液体的容器中,若两容器内的液体密度分别为ρ甲、ρ乙,密度计受到的浮力分别为F甲、F乙,则下列大小关系正确的是()A.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙C.ρ甲=ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙8.现有甲、乙、丙三个实心小球,测得其质量—体积图像如图所示(g取10N/kg)。已知水的密度为1g/cm3,下列说法正确的是()A.丙球静止时将在水中漂浮B.浸没时丙球所受的浮力大小为0.03NC.甲球的密度小于丙球的密度D.乙球静止时将在水中漂浮9.放在同一水平桌面上的甲、乙两个相同的容器盛有质量相等的不同液体,现将两个相同的物块分别放入两容器中,静止时两物块所处的位置如图所示。下列说法正确的是()A.甲容器中的物块受到的浮力较大B.乙容器中的物块受到的浮力较大C.甲容器对水平桌面的压强较大D.两个容器底部受到的液体压强相等10.如图所示,质量为120g的柑橘漂浮在水面上,有110的体积露出水面,g(1)柑橘受到的浮力大小是多少?(2)柑橘的密度是多少?思维拓展11.(2024·北京中考)(多选)图甲为一彩球“温度计”,其密闭玻璃容器内装有一种特殊液体,随着温度升高,这种液体的密度会减小。液体中有5个挂有温度标牌的彩球,彩球的体积(包括标牌)相等,其热胀冷缩可以忽略。当有彩球悬浮时,悬浮的彩球标牌上的温度值就是所测得的当前环境温度。图乙为这个温度计的示意图,编号为4的彩球标牌所标温度值为22℃,相邻编号的彩球标牌上的温度值间隔为2℃。下列说法正确的是()A.彩球4在22℃时所受浮力大于18℃时所受浮力B.当环境温度处于该温度计可测得的最低温度时,5个彩球均漂浮C.若有2个彩球漂浮,3个彩球沉底,则环境温度t满足24℃<t<26℃D.要增大该温度计能测得的最高温度,可增加一个与彩球1体积相等、质量更小的彩球参考答案【课后·知能演练】1.D2.C3.A4.C5.C6.15107.A8.D9.D10.(1)1.2N(2)900kg/m3解析(1)由于柑橘漂浮在水面上,根据物体浮沉条件,柑橘受到的浮力F浮等于其重力G,所以浮力为F浮=G=mg=120×10-3kg×10N/kg=1.2N。(2)根据阿基米德原理可知,柑橘排开水的体积为V排=F浮ρ水g=1.2N1×1柑橘110的体积露出水面,那么柑橘在水中的体积就是总体积的9因此,柑橘的总体积为V=V排910=109V排=109×1.2×10-4m3=4由公式ρ=m得柑橘的密度为ρ=mV=120×1011.CD解析由题意知,液体的温度升高时,其密度变小,原来悬浮的小球因液体的温度升高而下沉,4号彩球标牌所标温度值为22℃,则5号、3号、2号、1号彩球应标20℃、24℃、26℃、28℃。22℃大于18℃,液体在22℃时密度小,等于4号彩球的密度,4号彩球悬浮,浮力等于重力;18℃时液体密度大于4号彩球的密度,4号彩球漂浮,浮力等于重力,所以4号彩球在22℃时所受浮力等于18℃时所受浮力,故A错误。由于液体的密度随着环境温度