10.5 物体的浮与沉
1、 教学目标
1、知识与技能
(1)、观察物体上浮、下沉、悬浮的现象,寻找使物体浮与沉的方法。
(2)、知道浸在液体中的物体的浮沉是由它受到的浮力和重力共同决定的。
2、过程与方法
(1)、经历探究物体浮沉条件的过程,培养学生的分析概括能力。
(2)、通过对浮沉条件的应用,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力.
3、情感、态度与价值观
(1)、 过对浮沉原理的应用,让学生体验生活、物理、社会的紧密联系.
(2)、通过制作与阅读材料,培养学生的民族自豪感,培养学生热爱物理的兴趣.激发学生爱国的情感
二、重点:观察物体上浮、下沉、悬浮的现象,寻找使物体浮与沉的方法。
难点:理解物体的浮沉条件,能应用浮沉条件解释一些简单的问题。
教法:实验探究式
三、引入新课
师:我们学习过浮力的有关知识,知道浸在液体或气体中的物体都受到液体或气体对物体的浮力作用,如小木块、小石块、小铁块、小塑料块、橡皮泥等,把这些小物体浸没于水中后放手,它们分别会处于什么运动状态呢?请同学们进行分组实验:观察物体的上浮或下沉。
请同学们根据观察的结果,进行交流与讨论:交流一:上浮的物体有小木块、小塑料块、下沉的物体有小石块、小铁块、橡皮泥。
交流二:上浮的物体最后漂在水面上,下沉的物体最后落到容器的底部。
交流三:把橡皮泥做成碗状,橡皮泥也可以漂浮在水面上。
交流四:提出问题,有没有什么物体可以悬浮在液体中呢?
同学们想一想,怎样使下沉的物体浮起来?又怎样使上浮的物体沉下去?
生:学生分组实验,观察物体浸没在中的浮与沉。
学生交流观察结果
2、 新课部分
1、活动 10.1怎样使物体上浮或下沉
问:请同学们猜想把挤扁了的牙膏皮、空的塑料小瓶、生鸡蛋 放入水中后会是怎样的情景。
学生猜想
进行演示后提问。用怎样的方法可以使原来沉下去的物体浮上来,使浮在水面上的物体沉下去呢?(还能提供的器材有:盐、小硬币、玻璃杯)
讨论2分钟后上讲台进行演示。(要求在操作时进行语言表达)
①:将挤扁的牙膏皮捏成空心状就可以漂浮在水面上。
学生演示时教师追问:在捏成空心状的过程中,牙膏皮有哪个物理量发生的变化?哪个物理量没有变化?
体积变大了,而重力没有变化。
教师此时指出牙膏皮体积在变大后可以排开更多的水,即增大了V排,也就增大了浮力。
②:在水中不断加盐,可以使鸡蛋浮起。
学生在演示时教师追问:在加盐的过程中,哪个物理量发生了变化?哪个物理量没有变化?
水的密度增大了,而鸡蛋的重力没有改变。
教师此时指出水中加盐后,液体的密度增加了,也就增加了浮力。而鸡蛋的重力不变。
③:在小瓶中不断加入小硬币会使小瓶沉入水底。
学生在演示时教师追问:在加硬币的过程中,小瓶的哪个物理量发生了变化?
答:小瓶的重力增加了,而在浸没的过程中浮力没有变化。
问:综合起来看,在这些方法中分别改变了哪些力的大小?是怎样改变的?
答:改变了物体所受的重力和浮力。在液体的密度不变时,改变排开液体的体积;或者在排开液体的体积不变时,改变液体的密度都可以改变浮力。
总结:可见改变物体的重力和浮力的关系就可以改变物体的浮与沉。
2、活动10.2 探究物体的浮沉条件
问:那么在物体上浮和下沉时,重力和浮力之间会存在怎样的关系呢?
要求学生阅读活动内容,回答议一议中的问题。
阅读并进行讨论2分钟。
问:怎样测量物体所受的重力?
①答:用弹簧测力计直接测量即可。
问:怎样利用所给的器材和配重物使小瓶上浮下沉和漂浮。
答:在小瓶中分别装入不同的配重物或小硬币就可使小瓶上浮下沉和漂浮。即改变小瓶的重力和浮力的关系。
问:怎样利用所给的器材测量和计算物体上浮下沉和漂浮时受到的浮力?
⑴在量筒中倒入适量的水,记下水面到达的刻度V1。
⑵将小瓶放入水中使其处于上浮下沉或漂浮状态,再记下水面到达的刻度V2
⑶则V排=V2-V1,F浮=ρ水g(V2-V1)。
⑷对于上浮时要使小瓶保持浸没状态,可用一根针将瓶子按入水中。
教师:将所得到的数据填写在下表中
物体的状态 重力/N 浮力/N 重力所浮力的关系
V1/ml V2/ml 浮力/N
下沉
上浮(浸没)
漂浮
要求学生完成表格中数据的填写。和结论的填充。
教师:补充悬浮的条件再板书物体的浮沉条件结论,
如果物体在浸没时浮力和重力相等,物体即不上浮也不下沉,可以停在液体内任何深度的地方,人们把这种状态叫悬浮。
活动交流与总结一:
当物体浸没在某种液体中,浮力大于重力时物体上浮;浮力小于重力时物体下沉;浮力等于重力时物体悬浮。
板书:
当G物>F浮时,下沉;
当G物=F浮时,悬浮;
当G物<F浮时,上浮;
评价与思考:
在活动中,我们是通过改变物体的密度使物体上浮或下沉、悬浮的,其实我们还可以通过改变液体的密度使物体上浮、下沉、悬浮。
活动交流与总结二:
对于质量分布均匀的实心的物体,我们也可以根据重力的计算与阿基米德原理浮力的计算,根据液体与物体的密度大小直接判断物体的浮与沉。
物体浸没在某种液体中时,
当ρ物>ρ液时,下沉;
当ρ物=ρ液时,悬浮;
当ρ物<ρ液时,上浮;
提出问题:当物体上浮,最后静止时物体处于什么状态?此时物体受到的浮力与重力有什么关系呢?
4、生活 物理 社会 打捞中山舰和高空探测气球
⑴指出打捞沉船的原理:将装水的浮筒沉入水底绑在船体两侧,用高压气体将浮筒
内的水排出,减小浮筒的重力,当浮力大小重力时,沉船就可以上浮了。
⑵气球的升空原理:将气球内充上密度比空气小的气体,如氦气,氢气、热空气,则这些气体的重力就小于同体积的空气的重力,即气球的重力小于气浮力,气球就会升空了。
四、作业(略)