第十章-浮力-第3节-物体的浮沉条件及应用

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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。　●教学仪器：烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模型、热气球模型。　●教学流程：　　（一）新课引入　

2、　[演示]：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

3、，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

4、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

5、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）　

6、　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

7、]：（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