第3节物体的浮沉条件及应用

第九章浮力第3节物体的浮沉条件及应用【教学目标】1.知识与技能（1）知道物体的浮沉条件，会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉；（2）知道轮船、潜水艇、气球和飞艇、密度计的工作原理。（3）通过学习，体验科学技术对社会发展所起的作用。2.过程与方法（1）通过实验和理论分析，探究物体的浮沉条件；（2）通过师生互动与多媒体辅助教学，引导学生思考潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。3.情感态度与价值观（1）通过对潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理的学习，体验科学、技术与社会的紧密联系；（2）通过观察实验，激发学生学习物理的兴趣；（3）通过新闻时事，培养学生的民族自豪感，热爱物理的情感；【教学重点难点】重点：掌握物体的浮沉条件及浮力应用。难点：通过调节浮力和重力的关系来得到或增大可利用浮力，初步建立应用科学技术的意识。【教学准备】教师用自制的多媒体课件；学生2人一小组器材：乒乓球一个、饮料吸管两支、水槽、水、注射器、小纸船、白纸两张、漏斗一个、硬币、一个水杯、橡皮泥、铁块等。【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图一、创设情境，引入课题浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，为什么有的物体上浮，有的物体悬浮，有的物体下沉呢？二、出示学习目标问：你想知道物体上浮，、悬浮、下沉原因吗？引入新课板书课题：第三节物体的浮沉条件。多媒体出示学习目标观察好奇思考学生明确学习目标。用贴近生活的例子引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。让学生在目标的引领下进行学习。三、探究新知探究点一：物体的浮沉条件问题1：浸没在液体中的物体都会受到浮力，但是有的物体要上浮，有的物体要悬浮，有的物体却要下沉，这是为什么？你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗？1引导学生回顾力的示意图，特别是二力平衡示意图。回顾作图知识回顾能为接下来的学习提供知识基础。悬浮上浮v下沉v引导学生从受力分析角度，探究物体的浮沉条件。由于物体处于漂浮和悬浮这两种状态时，可以直接引导学生对处于这两种状态的物体进行受力分析，结合二力平衡，得出物体处于漂浮和悬浮状态时受力条件。物体的下沉与上浮是动态过程，为了使学生更好地接受，本节课用了一个小实验来探讨它们的受力条件：（1）用细绳拉着一块小铁块，让铁块在水中静止，让学生对其进行受力分析；然后放手，再让学生对其进行受力分析，从而得出物体下沉条件。（2）用手压着一木块，让木块在水中静止，让学生对其进行受力分析，然后放手，再让学生对进行受力分引导学生思维：从受力分析角度探讨问题。1.先让学生对物体在液体中处于漂浮和悬浮状态时的情况进行受力分析，得出物体处于这两种状态时要满足浮力等于重力的条件。2.在演示实验过程中，给予学生有效的引导，让学生有目的地观察实验。3.请学生对实验中现象进行描述，并对下沉与上浮物体分别进行受力分析。4.用课件演示实验过程，引导学生分步对物体进行受力分析。总结出物体下沉与上浮条件，并将结论写在黑板上。板书：观察思考分析回答理解通过老师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。让学生自己开口说出实验现象，培养学生的表达能力。让学生对物体进行受力分析，培养学生的理论分析能力。利用多媒体课件解释物体的浮沉条件，将抽象的物理情境清晰地展现出来，有利于让学生的把感性认识上升到理性认识。通过进一步提析，从而得出物体上浮条件。FG浮：物体上浮。FG浮：物体悬浮。可停在液体内部任意一位置。FG浮：物体下沉。问，加深学生对物体浮沉条件的认识，让学生明确漂浮与悬浮是物体在液体中的两种状态，而下沉和上浮则是两个过程。问题2：浸没在液体中的物体，其排开液体的体积跟物体自身的体积相等，那么物体浮沉的情况是否可以用物体的密度跟液体的密度相比呢？（注：以上是只对实心物体而言的。）问题3：如图新鲜的鸡蛋在清水中要下沉，为什么？你能想办法让它悬浮吗？大家动手做做看。这是通过哪种方法来增大浮力，从而调节浮力和重力关系来实现悬浮的呢？增大浮力还有什么方法？引导公式：FgV浮液排GgV物物物板书：物体上浮:ρ物＜ρ液物体悬浮:ρ物=ρ液物体下沉:ρ物＞ρ液鸡蛋的重力大于鸡蛋所受的浮力，鸡蛋的密度大于水的密度，所以鸡蛋下沉。向水中加盐，使盐水的密度大于鸡蛋的密度，鸡蛋因浮力大于重力而上浮。增大浮力还可以通讨论分析回答动手实验大胆猜想由浅入深，层层递进，引导学生动脑思考，培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力根据实验现象和课件图示，进行总结。思考深化理解探究点二：浮力的利用问题1：采用“空心”的办法增大浮力—轮船的发明【合作探究】1.同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、轮船排开液体的体积、轮船的吃水线这几个量中哪些没有变化？哪些有变化？怎样变化？过增大排开液体的体积的方法。提问（1）观察课本图10.3-5思考怎样能让橡皮泥浮在水面上？（2）橡皮泥为什么能漂浮在水面上？（3）轮船原理：研讨回答：（1）将橡皮泥捏成船，增大空心部分的体积来增大浮力。（2）增大空心部分的体积来增大浮力。（3）采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的_浮力_，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。探究回答：1、没变化的是：轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排量、记忆锻炼学生通过各种方式获取材料和信息；让学生体会浮沉条件在实际应用中的重要作用，通过探究使学生的知识得到了拓展，从而使物理知识走向生活、走向社会，增强了学生学习物理2.同一艘轮船从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？有变化的是：轮船排开液体的体积、轮船的吃水线轮船排开液体的体积变小、轮船的吃水线下降2、浮起一些，根据F浮=G排=液gv排，浮力等于重力保持不变，液体的密度与排开液体的体积成反比。的兴趣！问题2：改变自身重力来调节浮力和重力关系实现浮沉-潜水艇1.引导学生运用物体的浮沉条件来解释潜水艇的浮沉原理。2.运用多媒体课件引导学生共同分析潜水艇的浮沉原理。漂浮：F浮=G提示学生：潜水艇能自由的浮沉，要得益于潜水艇的特殊构造——潜水艇有两个储水仓，储水仓能自由地进行充水和排水，从而改变潜水艇自身的重量（用动画模拟潜艇充水和排水过程。）问：是否能够结合潜水艇的结构特点和浮沉条件来解释潜水艇的浮沉原理呢？听讲观察思考思考回答互相讨论，交流引导思考的方向：潜水艇的浮沉与潜水艇的结构有密切联系。潜水艇的结构使得其能通过充水和排水来调节自身重量。这样学生就不会漫无目的地思考。通过老师一步步的引导，提高学生的逻辑推理能下沉：F浮G上浮：F浮G让学生分组讨论。结合板书和动画，分析潜水艇的浮沉原理。想法领悟回答记忆力；并将规律教学导入应用阶段，培养学生学以致用的能力，让学生感受到物理的科学性和实用性。通过分组讨论，培养学生的交流合作能力，提高学生的口头表达能力。利用课件展示潜水艇的浮沉过程，形象直观，使学生更好地体验潜水艇的浮沉原理。创新小制作潜水艇模型如图所示，取一只大试管，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，并在玻璃管上各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，管口能没在水面以下即可。为演示：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；往试管内压气，试管内的水就减少。控制进入试管内的水量，试管就会在水中下沉、上浮培养学生学以致用的能力，增长学生的见闻，丰富课堂，强化学生对物体浮沉条件的认识，进步突出重问题3：气球和飞艇使试管能水平浮在水面，可在试管的底度绕几圈铁丝，作为配重，使它平衡。提问：（1）气球和飞艇内装有什么的气体？（2）气球和飞艇的工作原理是什么？或悬浮。讨论回答（1）气球和飞艇内充有密度小于空气的气体——氢气、氦气、热空气等。（2）利用空气的浮力，通过改变自身体积来实现上升和下降的。点。引导学生课外查阅关于气球和飞艇的相关资料，增强学生学习物理的兴趣！四、课堂小结五、达标检测以小组为单位，回顾自己这节课所学的内容，谈谈通过本节课的学习，你有哪些收获和感悟？教师按照小组发放达标检测题，待学生完成后，当堂批阅，反馈做题情况。确定堂清没过关的学生，再进行日清。组内同学之间以及各组同学之间互相交流评估。学生做题；找老师或小组长批阅，查漏补缺。使学生对本节进行系统掌握。通过达标测试检查学生学习目标的完成情况，统计达标率，了解学情。【板书设计】10.3物体的浮沉条件一.几个基本概念：三.浮沉条件的应用：漂浮——悬浮轮船：V排↑→F浮上浮——下沉潜水艇：改变自身重力气球与飞艇二．探究物体浮沉的条件：F浮G上浮ρ物＜ρ液F浮=G悬浮ρ物=ρ液F浮G下沉ρ物＞ρ液【达标检测】1.把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中，情况如图7.5-3中甲、乙所示，由此得出的下列判断中正确的是(D)A．这个密度计在甲液体中受的浮力较大B．这个密度计在乙液体中受的浮力较大C．甲种液体的密度较大D．密度计在B处的刻度值应大于在A处的刻度值2.某农户生绿豆芽时，将绿豆倒人盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这二现象的原因是(B)A．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力大于重力B．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力C．沉底的绿豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力：D．沉底的绿豆受到浮力等于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力小于重力3.漂浮和悬浮是物体在液体中时所能处的两种状态，它们的相同点是浮力等于重力；而从V排和V物的关系上来区别，物体漂浮时V排＜V物，而物体悬浮时V排=V物；从物体密度和液体密度的关系上来区别，能漂浮的物体，ρ物＜ρ液，而悬浮的物体，ρ物=ρ液．(填“”、“”或“=”)4.用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N；则此时物体受到的浮力为__10__N；放手后物体将上浮(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)，待物体静止时所受的浮力为6N。