苏科版物理八年级下册 第十章 第五节、物体的浮与沉 教案

《 物体的浮沉条件及应用 》教学设计
一、教学目标
【知识与技能】
知道物体的浮沉条件。
了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。
【过程与方法】
通过受力分析，得出物体的浮沉条件
2、通过观察和分析，了解轮船是怎样浮在水面上的以及浮力的其他应用。
【情感态度价值观】
初步认识科学技术对社会发展的影响，初步建立应用物理知识解决实际问题的意识。
二、教学重、难点
【重点】
物体的浮沉条件。
【难点】
轮船、潜水艇、气球飞艇等应用原理
三、教学过程
一、导入新课
【教师】播放飘在漂浮的轮船、悬浮的潜水艇、沉底的石头、上浮的木头图片，提问这些图片的特点。
【学生】有在水面，有在水里，有在水底的。
【教师】大家都知道丢一块铁在水中，肯定会下沉，为什么轮船是铁却不会下沉呢 潜水艇为什么能够悬浮在水中呢 石头为什么下沉，木头为什么上浮 物体的浮沉条件跟什么有关呢 学习完这节课，我们就都能解决了
【教师】鸡蛋在盐水中，开始在杯底，然后逐渐往液体里加盐，鸡蛋逐渐上浮，直至露出水面。提问，鸡蛋为什么会上浮
【学生】浮力大小与排开液体体积有关，也和液体密度有关，盐水密度变大，鸡蛋受浮力变大所以上浮。
【教师】物体的浮沉条件跟什么有关呢 学习完这节课，我们就都能解决了
二、自主学习，合作探究：
探究点一：物体的浮沉条件（重难点）
问题1：浸在液体中的物体都会受到浮力，但是有的物体要上浮，有的却要下沉，这是为什么？你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗？
(
上浮
v
)
(
悬浮
)1111111
(
下沉
v
)
物体上浮：F浮 ＞ G物 上浮的物体最终要漂浮，物体漂浮：F浮 = G物
物体下沉：F浮 ＜ G物
物体悬浮：F浮 = G物（根据上图你能说出什么是悬浮吗？）
其中物体处于平衡状态的是漂浮和悬浮。处于非平衡状态的是上浮和下沉。
讨论：漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？
问题2平时常见到木头、泡沫等在水中会上浮;石块、金属块等在水中会下沉。
因为不同物质密度不同。猜测物体在液体中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。
利用上浮、悬浮、下沉时F浮和G物的关系推导：
物体上浮:F浮＞ G物
G排＞ G物
m排g ＞ m物g
ρ液gV排＞ ρ物gV物
∵V排=V物
∴ρ 液＞ ρ物
物体上浮过程中：未露出液面时，F浮 不变 （不变、变大、变小），露出液面后
F浮变小（不变、变大、变小）直到F浮 = G物时，物体漂浮在液面上。
让学生推导并讨论出物体下沉、物体悬浮时密度之间的关系。
总结：当ρ液<ρ物时，必有F浮当ρ液=ρ物时，必有F浮=G物，物体可以悬浮在液体中．
当ρ液>ρ物时，必有F浮>G物，物体在液体中上浮．最终悬浮。
问题3：如图新鲜的鸡蛋在清水中要下沉，为什么？你能想办法让它悬浮吗？大家动手做做看。这是通过哪种方法来增大浮力，从而调节浮力和重力关系来实现悬浮的呢？增大浮力还有什么方法？
鸡蛋的重力大于鸡蛋所受的浮力，鸡蛋的密度大于水的密度，所以鸡蛋下沉。向水中加盐，使盐水的密度大于鸡蛋的密度，鸡蛋因浮力大于重力而上浮。增大浮力还可以通过增大排开液体的体积的方法。
思考：为什么生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的
学生讨论得出结论：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大于重力，汤圆浮出水面。
探究点二：浮力的利用：(难点)
问题1：采用“空心”的办法增大浮力 — 轮船的发明
（1）观察课本图10.3-5 思考怎样能让橡皮泥浮在水面上？
将橡皮泥捏成船，增大空心部分的体积来增大浮力。
（2）橡皮泥为什么能漂浮在水面上？
增大空心部分的体积来增大浮力。
（3） 轮船原理：采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的_浮力_，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。
【合作探究】
1.同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、轮船排开液体的体积、轮船的吃水线这几个量中哪些没有变化？哪些有变化？怎样变化？
没有变化的是：轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、
有变化的是：轮船排开液体的体积、轮船的吃水线
轮船排开液体的体积变小、轮船的吃水线下降
2. 同一艘轮船从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？
浮起一些， 根据F浮 = G排 = 液gv排 ，浮力等于重力保持不变，液体的密度与排开液体的体积成反比。
问题2：改变自身重力来调节浮力和重力关系实现浮沉 - 潜水艇
1.潜在水下的潜水艇受 重 力和 浮 力作用。
2.潜水艇原理：潜水艇是利用改变 自身重力实现 上浮和下沉的。
【合作探究】
潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据)
潜水艇排开液体的体积不变，在水中所受的浮力不变，上浮时将舱内的水排出，浮力小于重力而上浮，下沉时向舱内注水，浮力大于重力而下沉。
问题2：气球和飞艇
气球里充的是密度小的气体。高空探测气球充的是 氦气 ，热气球充的是 热空气 。飞艇充的是 氦气 。
原理：当ρ气 ρ空气时，必有F浮>G物，物体在空气中上浮．
学以致用【合作探究】
1.解释煮饺子的原理。
刚放入锅里时,饺子受到的浮力小于自身重力(也可理解为:密度大于水的密度),故下沉.煮一段时间后,煮熟时由于受热体积膨胀,排开水的体积变大，受到的浮力也变大，重力小于浮力(密度减小),故浮起来,最后漂浮在水面上.
2.例举生活中应用浮力的例子
1、竹排2、航空母舰3、潜水艇4、气球和飞艇5、密度计6、盐水选种。
针对训练：
1. 一艘船的质量为5×105t，最大载重量是1.3×106t，则它满载时的排水量为5×105t，受到的浮力是 1.3×107N ，如果卸下2×105t的货物，它受到的浮力为1.1×107N 。(g取10N/kg)
2. 潜水艇是靠改变 自身重力 实现上浮和下沉的；轮船是采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的 浮力 ，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。
四、课后作业：
1.某农户生绿豆芽时，将绿豆倒人盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这二现象的原因是 ( B )
A．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力大于重力
B．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力
C．沉底的绿豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力：
D．沉底的绿豆受到的浮力等于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力小于重力
2. 漂浮和悬浮是物体在液体中时所能处的两种状态，它们的相同点是 浮力等于重力 ；而从V排和V物的关系上来区别，物体漂浮时V排 ＜ V物，而物体悬浮时V排 = V物；从物体密度和液体密度的关系上来区别，能漂浮的物体，ρ物 ＜ ρ液，而悬浮的物体，
ρ物 = ρ液．(填“>”、“<”或“=”)
3. 用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N；则此时物体受到的浮力为__10__N；放手后物体将 上浮 (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)，待物体静止时所受的浮力为 6 N。
五、板书设计
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