浮沉條件及應(yīng)用

1、浮沉條件及應(yīng)用天王中學(xué) 羅年武【教學(xué)目標】（1）知識與技能1、理解物體的浮沉條件。2、知道輪船、潛水艇、氣球、飛艇和密度計的浮沉原理。3、能應(yīng)用物體的浮沉條件解釋一些簡單的問題。（2）過程與方法1、經(jīng)歷探究浮沉條件的過程，培養(yǎng)學(xué)生運用力和運動知識的分析概括能力。2、通過對輪船、潛水艇、氣球、飛艇和密度計浮沉原理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。3、通過制作“孔明燈”和“浮沉子”，訓(xùn)練學(xué)生的動手能力。4、通過學(xué)生自己查閱 資料，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力。（3）情感、態(tài)度與價值1、通過對輪船、潛水艇、氣球、飛艇和密度計的浮沉原理的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗科學(xué)、技術(shù)、社會的緊密聯(lián)系。2、通過制作

2、“孔明燈”和“浮沉子”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。3、通過學(xué)習(xí)閱讀材料，培養(yǎng)學(xué)生的民族自豪感，培養(yǎng)學(xué)生熱愛物理的情感?！窘虒W(xué)重點】物體的浮沉條件【教學(xué)難點】物理的浮沉條件及其在社會生活生產(chǎn)中的應(yīng)用【教學(xué)方法】啟發(fā)式教學(xué)法，實驗探究法【教學(xué)器材】空牙膏皮、水槽、水、小鐵塊、乒乓球、鹽水、橡皮泥、潛水艇模型、密度計【教學(xué)過程】一、復(fù)習(xí)引入新課通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道：浸在液體中的物體受到液體向上托的力，叫做浮力，浮力的方向總是豎直向上的。浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力。二、物體浮沉的原因下面請同學(xué)們仔細觀察以下實驗現(xiàn)象，并回答問題：（1）浸在鹽水中靜止的雞蛋釋放后懸浮。（2）浸在水中靜止的

3、乒乓球釋放后上升。（3）浸在水中靜止的小鐵塊釋放后下沉。學(xué)生：（做出猜想，教師將這些猜想寫在黑板上）教師同學(xué)生一起分析物體的浮沉原因得出：屏幕展示：浸在水中靜止的物體當(dāng)F浮G時，合力方向豎直向下，物體就會下沉。當(dāng)F浮=G時，合力為0，即二力平衡，此時物體將懸浮。當(dāng)F浮G時，合力方向豎直向上，物體就會上浮?？梢姡矬w的上浮，下沉或懸浮不取決于物體的輕、重，也不取決于物體所受到的浮力大小，而是取決于物體所受浮力與本身重力的大小關(guān)系，即物體所受的合力。三、物體浮沉條件的應(yīng)用取出一只廢牙膏皮，一次將它擠癟，另一次將它撐開，兩次都擰嚴后放入水中，仔細觀察，分析回答以下問題。學(xué)生：（探究擠癟的牙膏皮和撐開

4、的牙膏皮放入水中的情況）（某實驗小組代表發(fā)言）（屏幕展示：）1、兩次牙膏袋所受的重力G甲與G乙的大小關(guān)系是：G甲_G乙。2、兩次排開水的體積V甲和V乙的大小關(guān)系是：V甲_V乙。3、兩次所受浮力大小F浮甲和F浮乙的大小關(guān)系是：F浮甲_F浮乙。結(jié)論：要用密度大于水的材料制成能夠漂浮在水面上的物體，可以把它做成_的，以便排開更多的水。學(xué)生探究怎樣使橡皮泥漂浮在水面上？學(xué)生代表演示教師：做成空心的，排開更多的水，實質(zhì)上是增大了可以利用的浮力。輪船應(yīng)用的就是這個道理。 物體的密度與物體浮沉的關(guān)系教師：由于物體的所受的重力與物體的密度有關(guān)（板書） G物=物gv排而排開液體所受的重力即F浮與液體的密度有關(guān)。

5、（板書） F浮=G排=液gv排所以我們可以找到物體的密度、液體的密度與物體浮沉的關(guān)系：當(dāng)浸在液體中的物體懸浮時，有（板書）F浮=G排即：液gv排=物gv物v物=v排液=物同時，我們可以得出，當(dāng)F浮G物時，液物，當(dāng)F浮G物時，液物。教師強調(diào)指出：我們可以用密度關(guān)系來判斷物體的沉浮，但是我們應(yīng)該清楚，物體在液體中的沉浮并不是由于物體和液體的密度關(guān)系，而是密度關(guān)系使得物體的重力和浮力滿足了浮沉條件。也就是說：（屏幕展示：）當(dāng)液物時，必有F浮G物，物體在液體中下沉。當(dāng)液物時，必有F浮G物，物體在液體中上浮。當(dāng)液=物時，必有F浮=G物，物體在液體中懸浮。物體的浮沉歸根結(jié)底還是取決于物體的重力與浮力之間的

6、關(guān)系。 教師：潛水艇能在水面上航行，與輪船是同樣的道理，那么潛水艇是如何實現(xiàn)上浮、下潛和懸浮的呢？下面老師用“潛水艇的模擬裝置”來，演示潛水艇的浮沉情況，請同學(xué)們仔細觀察，回答以下問題：（屏幕展示）1、潛水艇中沒有水箱，試管相當(dāng)于_，用注射器往試管里壓氣，相當(dāng)于用壓縮空氣排出了冰箱中的水。2、潛水艇浸沉在水中時，它所受到的向上的浮力_（“變”、“不變”），若F浮_G，它就是懸浮。3、潛水艇的水箱中的水被壓縮空氣排出后，其自身重力G _（增大、減小、不變），這樣F浮_G，潛水艇就上浮。4、潛水艇的水箱中的水吸進水時，其本身重力_（增大、減小、不變），這樣F浮_G，潛水艇就下潛。由此可見，潛水艇是

7、靠改變_來實現(xiàn)上浮和下沉的。熱氣球和飛艇的原理：教師：由于物體在空氣中也會受到浮力作用，那么能不能設(shè)計出使物體在空氣中隨意上浮，下沉和懸浮的方案呢？觀察：氣球，攜帶氣象儀器的高空探測氣球在空氣中上升。熱氣球和飛艇可以隨意改變在空氣中上浮、下沉、懸浮的錄像。教師：它們是如何實現(xiàn)在空氣中的上浮，下沉和懸浮的呢？學(xué)生：分組討論并回答以上問題。氣球和飛艇都有氣囊, 里充有比空氣密度小的氣體（如H2、N2或熱空氣等），它是利用浮力升空的，它的升高和下降主要是靠自身內(nèi)部氣體的熱脹冷縮改變體積，從而改變浮力大小來實現(xiàn)的。教師：對于一定的物體，當(dāng)它漂浮在液體表面時，物體的重力等于液體對物體的浮力，即G物=F浮

8、=液gv排，G物一定，則液越大，V排越小，液越小，V排就越大。人們根據(jù)這一規(guī)律，制成了一種直接測量液體密度的工具密度計。（多媒體展示）教師：為什么密度計的示數(shù)是上小下大？學(xué)生：G物=F浮=液gv排，液越大，V排越小,液越小,V排越大。示數(shù)是上小下大。教師：刻度為什么不均勻？因為密度計形狀本身不規(guī)則。四、課內(nèi)鞏固練習(xí)今天，我們通過學(xué)習(xí)總結(jié)歸納得出了物體的浮沉條件，學(xué)習(xí)了如何調(diào)節(jié)重力、浮力的關(guān)系來得到或增大可以利用的浮力，以及輪船、潛水艇、氣球、飛艇以及密度計的浮沉原理，現(xiàn)在請我們對今天所學(xué)知識加以梳理。（展示板書設(shè)計）1、思考討論 2、探索與實踐 3、想想議議 五、作業(yè)：（1）課外小實驗：浮沉子的制作（2）