人教版物理八年级下册 第10章 第3节 物体的浮沉条件及应用3教学设计

10．3.1　物体的浮沉条件
【学习目标】
1．理解物体浮沉的条件。
2．会判断物体的浮与沉。
重点难点：
浮沉条件的应用。
学习内容：物体的浮沉条件
学习指导：阅读课本P57文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，熟记物体的四种状态和四种状态下重力与浮力的大小关系。
【自学检测】
1．当物体浸没在液体中时，它排开液体的体积等于物体体积。即V排＝V物。
2．当物体漂浮在液面上时，它排开液体的体积小于物体体积。即V排＜V物。
3．物体受到平衡力时，处于静止状态或匀速直线运动状态。物体受到非平衡力时，做变速运动(填“变速”或“匀速”)。
【合作探究】教师巡视督促指导
实验探究：物体浮沉条件
1．当把物体浸没在液体中时，物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用。
(1)当F浮>G物时，物体受到非平衡力(“平衡力”或“非平衡力”)的作用，受力情况如图甲所示，物体上浮，最终漂浮在液面上，处于静止状态。
(2)当F浮＝G物时，物体受到平衡力的作用，物体悬浮在液体内任何位置，如图乙所示。此时：F浮__＝__G物。
(3)当F浮2．当物体浸没在液体中时，
(1)上浮时，有F浮>G物，即ρ液gV排>ρ物gV物，可得出ρ液>ρ物。
(2)悬浮时，有F浮＝G物，即ρ液gV排＝ρ物gV物，可得出ρ液＝ρ物。
(3)下沉时，有F浮总结以上可以归纳得出物体浮沉的条件是：浸没在液体中的物体：
(1)若G物(2)若G物＝F浮或ρ物＝ρ液，物体悬浮，可停在任何深度处。
(3)若G物>F浮或ρ物>ρ液，物体下沉，最终沉底。
(4)漂浮在液面上的物体，F浮＝G物。
3．演示实验：盐水浮鸡蛋P57图10.3－2，观察鸡蛋在容器中的位置，产生这种现象的原因是什么？
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
例题分析
例1：煮饺子时你会发现这样的现象：把包好的饺子放入锅中，饺子会沉到底部，但过一会饺子浮到水面上来，请你利用浮力的知识解释这一现象。
解析：生饺子沉在锅底，因为生饺子所受浮力小于重力，所以下沉，水沸腾后，饺子受热膨胀，体积变大，排开水的体积变大，所受浮力变大，所受浮力大于重力，所以上浮。
例2：将一质量为2kg，体积为3×10－3m3的物体浸没在水中时，受到的浮力是30N。松手后，该物体会上浮(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。静止后，这个物体受到的浮力是20N。
解：(1)将物体浸没在水中，V排＝V物＝3×10－3m3，物体受到的浮力F浮＝ρ水V排g＝1×103kg/m3×3×10－3m3×10N/kg＝30N。
(2)物体重G＝mg＝2kg×10N/kg＝20N，F浮＞G，物体将上浮。
(3)当物体静止时，处于漂浮状态，受到的浮力F浮′＝G＝20N。
【即时练习】
1．浸入水中的木块正在上浮，在它露出水面之前受到的浮力不变。露出水面以后受到的浮力逐渐变小(填“变大”“变小”或“不变”)。
2．一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水(ρ盐水＝1.1×103kg/m3)中，它受到的浮力是0.5N，鸡蛋的平均密度是1.1×103kg/m3。(g＝10N/kg)
3．某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时，将重为100g的物体放入盛满水的盆中，有90g水溢出，则(C)
A．物块会浮在水面上
B．物块会悬浮在水中
C．物块会沉入盆底
D．不能据此判断出物块的沉浮
4．质量为100g，体积为250㎝3的物体轻轻地放入盛满水的烧杯中，溢出水的质量是(A)
A．m＝100g　　　　　　B．100gC．m＝250g D．以上都不对
10．3.2　浮沉条件的应用
【学习目标】
1．了解用钢铁制造的轮船能够浮在水面上的道理。理解排水量的概念。
2．知道潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。
重点难点：
浮沉条件的应用
学习内容：浮力的应用
学习指导：阅读课本P58、P59文字内容和插图，基本概念、定义用红笔做上记号，区分记忆轮船、潜水艇、气球浮沉原理。
【自学检测】
1．从浮力的角度看，轮船采用了空心办法可以使排开的水量变多，浮力增大，从而使轮船漂浮在水面上。
2．轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船满载时排开水的质量。如果一艘轮船，它的排水量是1×104t，在密度为1×103kg/m3的河水中航行，它满载时排开河水的体积是__104__m3。
3．潜在水下的潜水艇受到重力和浮力作用，潜水艇两侧有水舱，向水舱中冲水时，潜水艇的重力增大，当潜水艇的重力等于它排开的水的重力(即浮力)时，潜水艇可以悬浮在水中，当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时，潜水艇的重力减小，浮力不变，从而使重力小于浮力而上浮。所以潜水艇不能改变受到的浮力而是通过改变自身重力来实现上浮和下沉的。
4．气球里的气体密度小于空气的密度，这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力)，所以能上升在空中．当气球里的气体体积减小时，它排开空气的体积减小，所受到的浮力减小，所以可以降到地面上。飞艇内充入的也是密度较小的气体，从而实现上升和降落。
【合作探究】教师巡视督促指导
1．怎样能让铝箔漂浮在水面上？(动手试试)
2．同一艘轮船从河流驶入海里，轮船排开海水的体积、轮船的吃水线这几个量发生了怎样变化？(小组讨论)
3．潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面)，下面说法中正确的是(B)
A．浮力变大，重力小于浮力
B．浮力不变，重力小于浮力
C．浮力不变，重力等于浮力
D．浮力和重力同时变小，但浮力和重力始终相等
4．一艘轮船排水量是2.4×107kg，船的自重是8×107N，它最多能装多少千克的货物？当它满载时，它浸入水中的体积是多少立方米？.(g＝10N/kg)
解：(1)轮船满载时重力G排＝m排g＝2.4×107kg×10N/kg＝2.4×108N，轮船满载时受到浮力F浮＝G排＝2.4×108N，又因为轮船漂浮，F浮＝G船＋G货＝2.4×108N，所以货物重力G货＝F浮－G船＝2.4×108N－8×107N＝1.6×108N
(2)轮船满载时受到浮力F浮＝2.4×108N，浸入水中的体积V排＝2.4×108N/(1×103kg/m3×10N/kg)＝2.4×104m3。
【展示交流】教师掌握情况
【精讲点拨】
1．把重5N，体积为6×10－4m3的物体投入水中(不计水的阻力)，当物体静止时，下列说法正确的是(C)
A．物体漂浮，F浮＝6N
B．物体悬浮，F浮＝5N
C．物体漂浮，F浮＝5N
D．物体沉在水底，F浮＝6N
分析：当把物体浸没在水中受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10－4m3＝6N＞G物，所以物体上浮，最终漂在水面上静止不动，此时物体受到的浮力等于重力。
2．P60第2题：自制密度计
密度计放入被测液体中处于竖直漂浮(“漂浮”“悬浮”“下沉”)，同一只密度计的重力一定，放在不同液体中密度计的受到的浮力等于重力，根据阿基米德原理推导式F浮＝ρ液gV排可得在F浮一定时V排与ρ液成反比(“正比”“反比”)，即密度计浸入的体积越多，V排越大，被测液体密度越小，因此密度计下面的刻度值大，上面刻度值小。
【即时练习】
1．P60第1、3、4、5题分组完成，集体交流更正，注意方法收集。
2．将质量相同的木块、铝块和铜块放入水中，木块漂浮，铝块、铜块下沉，则它们受到的浮力(B)
A．铝块最大　　　　B．木块最大
C．铜块最大 D．一样大
3．把一自制的密度计分别放入两种不同的液体中，情况如图中甲﹑乙所示，由此得出的下列判断中正确的是(C)
A．这个密度计在甲液体中受到的浮力较大
B．这个密度计在乙液体中受到的浮力较大
C．密度计B处的刻度值应大于A处的刻度值
D．甲种液体的密度较大
4.
如图所示，是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的物理知识是(D)
A．气球受到重力
B．帽子质量大于气球质量
C．帽子密度大于气球密度
D．空气对物体有浮力作用