《物体浮沉条件的应用》教案

《物体浮沉条件的应用》教案多媒体课件、大试管、钻有两个小孔的橡皮塞、短玻璃管、软胶管、注射器、铁丝、水槽、水、氦气球、普通气球。一、情景导入多媒体播放视频《浮沉子的制作》。(视频详见教学课件)物体浮沉条件在生活中其实有很多应用，视频中的制作浮沉子就是其中的应用之一，那么除了制作浮沉子还有哪些应用呢？今天就让我们一起来学习物体浮沉条件的应用。二、合作探究“空心法”增大浮力eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))如图甲所示，木头漂浮在水面上，从密度角度来讲，是因为木头的密度小于水的密度。如果将其挖成空心，则其自身重力变小，可载货物重力增加。后来人们发明了船(如图乙所示)，就是利用“空心法”来增大浮力的。如图丙所示为纪念郑和下西洋600周年发行的邮票，1405年郑和下西洋时乘坐的木船，长约147m，是当时世界上最大的木船。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))轮船eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))橡皮泥的密度大于水的密度，直接将实心橡皮泥放入水中，它会下沉。如果将橡皮泥做成小船状，橡皮泥所受的重力不变，但是排开水的体积增加，故受到的浮力增大，所以就能够承载更多的重物漂浮在水面上，如图所示。轮船就是根据这个道理制造的。eq\o(\s\up7(),\s\do5(知识延伸))排水量：轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。潜水艇eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))如图所示，取一支大试管，用一个钻有两个小孔的橡皮塞塞紧管口，在两个小孔中各插入一根短玻璃管，并在玻璃管上分别接上一根长度适当的软胶管，其中一根胶管和注射器相连，另一根胶管只需当试管水平浮在水面时，管口能没入水面以下即可。为使试管能水平浮在水面，可在试管的底部绕几圈铁丝，作为配重，使它平衡。将试管放入大玻璃水槽内，使它水平浮于水面。用注射器从试管中抽气，试管内的水就增多，试管下沉；往试管内压气，试管内的水就减少，试管上浮。eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))当注射器从试管中抽气时，试管内的水增多，此时试管的总重力增加，当其受到的重力大于浮力时，便会下沉；当其受到的重力等于浮力时，便会悬浮在水中；当注射器向试管中压气时，试管内的水减少，此时试管的总重力减小，当其受到的重力小于浮力时，便会上浮。因此试管能够上浮或下沉是依靠改变自身的重力来实现的。潜水艇就是根据这个道理制造的。气球和飞艇eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示实验))释放一个氦气球，氦气球上浮至天花板。现场吹一个气球，扎紧口并松手，气球降至地面。eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出问题))两个气球都受浮力吗？为什么一个上浮，另一个下降呢？如何才能让气球浮在空中？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒体展示))如图甲、乙所示，节日放飞的气球、携带气象仪的高空探测气球，里面充的是密度小于空气的气体，例如氦气或氢气等。如图丙所示，体育、娱乐活动用的热气球，充的是被燃烧器加热而体积膨胀的热空气。为了能定向航行而不随风飘荡，人们还制成了飞艇：在大气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、装货的吊篮，如图丁所示。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丁))eq\o(\s\up7(),\s\do5(归纳总结))气球和飞艇的升降原理：利用里面充的气体的密度小于空气的密度，产生的浮力大于自身的重力来升空；利用减小浮力来下降。第3节物体的浮沉条件及应用第2课时物体浮沉条件的应用eq\a\vs4\al(浮沉条件,的应用)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(轮船\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(空心法：目的是增大可以利用的浮力,排水量)),\a\vs4\al(潜水艇：原理是改变自身重力实现上浮和下潜),气球和飞艇：原理是ρ充气<ρ空气))完成对应课时内容。本节课的教学是围绕着“密度大的物体是如何实现漂浮或悬浮”这个问题进行的。上节课由阿基米德原理公式的变形得到物体浮沉与密度的关系之后，这节课提出如何利用物体浮沉条件制作其他物品，学生自然会想到减小密度的方法。通过对密度公式的分析得出轮船和潜艇的浮沉原理。这样的安排，使探究点之间过渡自然，层层递进，利于学生接受。据此得到“空心”这一实现密度大的物体漂浮或悬浮的重要方法，最后我们还共同探讨了气球和飞艇的升降原理，更好地培养了学生学习知识的能力，提高了动手的能力。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的降低会增大,有更多的彩球能漂浮,所以当环境温度处于该