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时间:2019-08-02
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1、第三节 物体的沉浮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;(2)知道浮力的应用 2、过程与方法:(1)通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的;(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。 3、情感态度与价值观(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。教学重点:知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。教学难点:理解改变物体所受的重力与浮力的关系,能增大可利用的浮力。教学用具:烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模
2、型、热气球模型。教学流程:一、新课引入演示实验: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。 [现象]:铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面。 [提问]:1.浸没在水中的铁块、蜡块(松手后)各受到什么力? (浮力、重力) 2、铁块和蜡块受到的浮力相等吗?(相等。因为V排相等,根据阿基米德原理可知浮力相等。) 3、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? 液体中,物体的浮沉取决于什么呢? [讲解]:物体的浮沉条件: 分析
3、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=G物时,蜡块最终漂浮在水面。即:F浮>G物上浮,最终漂浮。 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物下沉,最终沉底。 若一个物体浸没在水中,松手后F浮=G物,受力平衡,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。 总结:通过上述分析,我们知道浸
4、在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系。二、进行新课1、讨论: (1)木材能漂浮在水面,其原因是什么? (2)把一根木头挖成空心,做成独木舟后,其重力怎么变化?它可载货物的多少怎么变化?重力变小,可以装载的货物变多。 [指出]:从浮力的角度看,把物体做成空心的办法,增大了可利用的浮力,而且这种古老的“空心”办法,可以增大漂浮物体可利用的浮力。 [质疑]:密度比水大的下沉的物体有没有办法让它上浮或漂浮呢?2、实验: 两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的
5、下沉,空心的上浮最终漂浮。 [质疑]:(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?可能是 因为什么呢? (因为它是空心的,F浮>G物,所以能上浮,最终能漂浮。) (2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢? (把沙取出来,变成空心的。) (3)大家的想法是如何调节的铁罐子的浮沉的呢?(F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了。) [指出]:上述实验告诉我们采用“空心”的办法,不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力,还可以使下沉的物体变得上浮
6、或漂浮。3、应用轮船 (1)原理:采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。(2)排水量:满载时,船排开的水的质量。 即:排水量=m船+m货 [质疑]:1、轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(不变,始终漂浮) 2、它排开的液体的质量变不变?(不变) 3、它排开的液体的体积变不变? (变,ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排水) 4、它是沉下一些,还是浮起一些?(V排变小了,所以上浮一些) [强调]:同一条船在河里和海里时,所
7、受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同。因此,它的吃水深度不同。潜水艇 [演示]: 潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇。它是怎么工作的呢?我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇。请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气。 现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮; [质疑]:(1)小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?(塑料管形变很小,V排基本不变,所以可以认为F浮不变)。 (2)那它是怎样上浮或下沉的呢? (吹气时,水从管子
8、中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下沉) [讲解]:潜水艇两侧有水舱,当水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时,潜水艇变轻,就可上浮了。 潜水艇: 原理:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。 [强调]:潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。 气球和飞艇 [演示]:“热气球”的实验。
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