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第3节物体的浮沉条件及应用第1课时物体的浮沉条件课题物体的浮沉条件课型新授课教学目标知识与技能1.知道物体的浮沉现象，能从受力分析的角度判断物体的浮沉状况.2.知道物体的浮沉条件，能运用它解释浮沉现象.过程与方法1.经历探究物体浮沉条件的实验，体会物体漂浮、上浮、下沉、悬浮的原因.2.提高实验动手能力和探究能力，能把所学知识与生活、生产实践相结合.情感、态度与价值观1.认识浮力对人类生活、生产的影响.2.重视理论联系实际，学以致用，初步认识科学技术对人类社会发展的作用.教学重点上浮、下沉、漂浮、悬浮的分析与判断.教具准备多媒体课件、鸡蛋、食盐、烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、不同浓度的盐水等.教学难点物体处在上浮、漂浮、悬浮、下沉的不同状态下，浮力、重力、密度的比较.教学课时1课时课前预习1.浸没在液体（或气体）里的物体受到重力和浮力的作用.（1）当F浮G物时，物体将上浮，最终漂浮，此时ρ物ρ液；在未露出液面前，V排=V物.（2）当F浮G物时，物体将下沉，此时ρ物ρ液，V排=V物.（3）当F浮=G物时，物体将悬浮，此时ρ物=ρ液，V排=V物.2.漂浮在液面上的物体，F浮=G物，此时ρ物ρ液，V排V物.巩固复习教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业，加强学生对知识的巩固.新课导入教师演示实验，请大家注意观察：（1）把鸡蛋放入盛水的烧杯中，观察到鸡蛋下沉；（2）向水中撒入少许食盐，并轻轻搅拌，发现鸡蛋慢慢上升，停止加盐，鸡蛋悬浮在水中；（3）再继续加入食盐，发现鸡蛋继续上升，最后露出水面，漂浮在水面.备课笔记新课导入师：上述三种情况下，鸡蛋有几种状态？生：先下沉，接着开始上浮至悬浮（水中静止），后来又上浮至漂浮.师：回答正确.那鸡蛋为什么会出现这样的四种状态（下沉、上浮、悬浮和漂浮）呢？这就是物体的浮沉现象，让我们一起来探究吧.进行新课漂浮、上浮和下沉教师演示实验，学生观察、思考：（1）出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相等.（2）将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手.学生观察现象并回答：铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面.师：浸没在水中的铁块、蜡块（松手前）各受到什么力？生：浮力、重力.师：铁块和蜡块受到的浮力相等吗？为什么？生：相等.因为V排相等，排开水的重力相等，根据阿基米德原理，可知浮力相等.师：既然铁块和蜡块受到的F浮相同，为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮？学生思考，教师引导：前面我们学习了运动和力的关系，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.由此可见，液体中，物体的浮沉取决于什么呢？生：重力、浮力的大小关系.师：回答正确，很棒！我们来分析物体的浮沉条件：（1）分析蜡块：松手后，浸没在水中的蜡块所受到的F浮＞G蜡，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物相等时，即F浮=G蜡，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蜡.（2）分析铁块：松手后，浸没在水中的铁块所受到的F浮＜G铁，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.板书：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，物体上浮，最终漂浮.G物（2）当物体处于漂浮状态时，F浮=G物.（3）当F浮＜G物时，物体下沉，最终沉底.师：我们比较一下蜡烛、水、铁块的密度大小关系.生：蜡烛的密度小于水的密度；铁的密度大于水的密度.师：刚才，我们向水中加入食盐，发现鸡蛋上浮.向水中加入食盐，水的密度变大，鸡蛋受到的浮力增大，大于鸡蛋的重力，所以鸡蛋就上浮.由此可见，当物体的密度小于液体的密度时，物体上浮；当物体的密度大于液体的密度时，物体下沉.板书：从密度的角度分析物体的浮沉条件：（1）当ρ液＞ρ物时，物体上浮；（2）当ρ液＜ρ物时，物体下沉.师：下面请大家一起观察“盐水选种”的实验，并说说如何判断哪种稻谷米粒最饱满，为什么？备课笔记特别提醒：物体的浮沉情况可用物体密度ρ物与液体密度ρ液之间的关系表示，但是这种表示的方法只适用于是实心体，对空心体ρ物应为平均密度.具体是ρ物ρ液，上浮；ρ物＝ρ液，悬浮；ρ物ρ液，下沉.进行新课教师演示实验：将一把稻谷撒入盐水烧杯中，一部分稻谷米粒沉入水底，一部分稻谷米粒漂浮在水面上.学生思考并回答：沉入底部的稻谷米粒最饱满，因为密度最大的稻谷沉入水底下，受到的浮力小于重力；而浮在水面上的稻谷干瘪不合格，密度较小.例题1(用多媒体展示)如图所示，将两个小球放入水中，A球漂浮在水面上（部分露在水面以上），B球下沉至容器底（对容器底有压力）．已知A、B两球体积相等．则下列说法正确的是（）A．A球所受浮力大于B球所受浮力B．A球密度大于B球密度C．A球的重力大于B球的重力D．A球所受浮力小于B球所受浮力解析：A球漂浮在水面上，B球沉入水底，显然，A球排开水的体积小于B球排开水的体积，根据阿基米德原理，可知，A球所受浮力小于B球所受浮力；从密度的角度分析，A球漂浮可知A球的密度小于水的密度，B球下沉B球的密度大于水的密度，故A球密度小于B球密度.因为A、B两球体积相等.由G=ρ物gV物得A球的重力小于B球的重力.答案：D悬浮教师演示实验：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.教师提出问题，让学生根据问题观察、思考：（1）所受浮力与重力的比较；（2）物体的密度与盐水的密度大小比较.教师引导学生分析，得出结论：（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；教师提示：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，我们说物体悬浮在液体中.即F浮=G物，最终悬浮.悬浮时，物体排开液体的体积等于物体自身的体积.（3）下沉的鸡蛋，浮力小于重力，鸡蛋的密度大于盐水的密度.教师强调：漂浮、悬浮是平衡状态，上浮、下沉是非平衡状态，沉底是平衡状态，但受到重力、容器底的支持力和浮力.利用浮沉条件比较浮力大小教师演示实验：将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水（密度足够大）的容器中.学生认真观察.师：两次的实验鸡蛋所受的浮力如何比较？生：第一次鸡蛋沉入容器底，此时F浮＜G物；第二次鸡蛋漂浮在浓盐水中，此时F浮＝G物，前后两次鸡蛋自身重力不变，所以鸡蛋在浓盐水中的浮力要大.教师肯定并给予表扬.备课笔记归纳总结：漂浮与悬浮的比较教师强调：同一物体在不同液体中浮力大小的比较与物体在液体中所处的状态有关.例题2(用多媒体展示)质量相等的甲、乙、丙三个实心小球，放入水中后，甲球漂浮，乙球悬浮，丙球下沉，位置如图所示，则()A.F甲＜F乙＜F丙B.ρ甲＞ρ乙＞ρ丙C.V甲＜V乙＜V丙D.G甲=G乙=G丙解析：三个小球质量相等，则有G甲=G乙=G丙；甲球漂浮，有F甲=G甲，ρ甲＜ρ水；乙球悬浮，有F乙=G乙，ρ乙=ρ水；丙球下沉，有F丙＜G丙，ρ丙＞ρ水.综上可得，F甲=F乙＞F丙，ρ甲＜ρ乙＜ρ丙.由于m甲=m乙=m丙，由ρ=m/V，可得V甲＞V乙＞V丙.答案：D教学板书物体浮沉各种状态比较课堂小结通过这节课的学习，我们知道了物体的浮沉条件，即浸在液体或气体中的物体是上浮、悬浮还是下沉，取决于物体所受的浮力与自身重力的关系.在现实生活、生产中，浮力得到了广泛的应用.教材习题解答想想做做（P57）盐水浮鸡蛋如图10.3-2，将新鲜的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.解答：鸡蛋在清水中下沉，在浓盐水中悬浮或漂浮.备课笔记方法提示：利用浮沉条件比较浮力大小时，物体的重力不变，通过分析每一次浸入液体中浮力与重力大小关系来比较浮力大小，用到了等量代换法.易错提示：不要误认为上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小，这是因为物体的浮沉决定于物体的重力与所受浮力的大小关系.教材习题解答动手动脑学物理（P60）3.某一木块的体积为200cm3，密度为0.8×103kg/m3.把它浸没在水中后放手，为什么木块不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上静止时，浸在水中的体积有多大？4.体积为120cm3的一块固体，重1.8N，放在密度为1.1×103kg/m3的盐水中为什么会下沉？当固体浸没在盐水中静止时，容器底部对它的支持力有多大？3.解答：木块浸没在水中时受到的浮力：F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×200×10-6m3=1.96N，木块的重力：G=ρ木gV木=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×200×10-6m3=1.568N，因为木块受到的浮力大于重力，所以上浮，而不能悬浮在水中.漂浮时，F浮′=G=1.568N，43331568N1610m1010kg/m98N/kgF.V..g..浮排液4.解答：固体浸没在水中时受到的浮力：F浮=ρ液gV排=1.1×103kg/m3×9.8N/kg×120×10-6m3≈1.29N.因为固体受到的浮力小于重力，所以下沉.固体静止在容器底部时，浮力、容器底部给固体向上的支持力与固体重力平衡，F支=G-F浮=1.8N-1.29N=0.51N.难题解答难题解答例题3一块蜡漂浮在水面上，若将蜡水面以上的部分切去，则剩余的部分（）A.上浮B.下沉C.悬浮D.无法确定其浮沉情况解析：蜡在水中漂浮，表明ρ蜡＜ρ水，切去一部分后，仍有ρ蜡＜ρ水，故仍是漂浮的.答案：A布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.教学反思1.通过加食盐改变水的密度实现鸡蛋由下沉变成上浮、悬浮，到漂浮在水面上这个演示实验来引入新课，激发学生的好奇心，调动了学生的学习兴趣.2.在探究物体的浮沉条件时，通过观察把体积相同的蜡块、铁块同时浸没在水中后松手，一个上浮，一个下沉.设问引导学生，将受力分析、运动和力的关系结合起来帮助学生突破了难点，理解了物体的浮沉条件.教学过程中老师的疑问：教师点评和总结：备课笔记小组问题探讨：“曹冲称象”是我们都知道的故事，那同学们现在是否能说出，他利用了什么物理原理吗？方法总结：判断物体的浮沉状态，可以根据浮力与重力的大小关系，也可以根据物体密度与液体密度的大小关系（这里不特别说明的话，一般物体为实心物体）.