物体的浮沉条件及应用
教学目标（知识与能力；过程与方法；情感态度与价值观） 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。
教材分析 重点 知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。
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 具 烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模型、热气球模型。
教学过程
导入 [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，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。
新授 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。 [质疑]：酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化？ 原理：ρ气＜ρ空气，（即利用密度小于空气的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身体积从而改变所受浮力的大小来实现升降的。）使它受到的F浮＞G物而升空。 [讨论]：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，你们能想出什么办法？要使热气球落回地面，有什么办法？（放气或停止加热） ·其他应用 密度计、盐水选种等。 附：板书设计 （一）物体的浮沉条件： F浮＞G物 上浮 最终漂浮 ρ液＞ρ物 F浮＝G物 悬浮 ρ液＝ρ物 F浮＜G物 下沉 最终沉底 ρ液＜ρ物 （二）通过调节物体受到的F浮或G物，可以调节物体的浮沉。 （三）应用 1．轮船：把物体作为“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．潜水艇：依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。 3．气球和飞艇：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。
作业 课本P60---1~5。
教学反思阿基米德原理
教学目标（知识与能力；过程与方法；情感态度与价值观） 一、知识与技能 1．理解阿基米德原理，学会一种计算浮力的方法。 2．进一步练习使用弹簧秤测力。 二、过程与方法 1．经历科学探究，培养探究意识，发展科学探究能力。 2．培养学生的观察能力和分析概括能力，发展学生收集、处理、交流信息的能力。 三、情感、态度与价值观 1．增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。 2．增进交流与合作的意识。 3．保持对科学的求知欲望，勇于、乐于参与科学探究。
教材分析 重点 阿基米德原理
难点 阿基米德原理
教 具 空易拉罐（自备，每组2／5个）、小容器（自备，每组至少1个）、弹簧秤2×9只、纸杯9只、固体物块9个、溢水杯9只、橡皮泥9块、钉子若干。
教学过程
导入 我们已经认识了浮力，并且得到了三种计算浮力的方法，它们分别是（师生共同回忆，教师板书）： 1．当物体漂浮在液面上时，其所受浮力F浮＝G物； 2．用弹簧秤测定物体浮力。把物体挂在弹簧秤上，当物体静止时，弹簧秤的示数为F1，将物体浸入水中，弹簧秤的示数为F2，则物体所受浮力为F浮＝F1－F2； 3．利用物体上、下表面的压力差求得浮力：F浮＝F下－F上。 师生讨论：这三种方法都有其局限性，第一种只适用于计算漂浮在液面上的物体所受浮力，第二种不适用于质量过大的物体，第三种不适用于形状不规则的物体。 教师；今天我们学习一种既简单又普遍适用的方法，这种方法是2000年前由古希腊学者阿基米德发现的，所以称之为阿基米德原理。（板书：阿基米德原理）
新授 1．创设问题情境 教师：首先，我们一起来做两个实验： 实验一： 每组分发一块大小相等的橡皮泥（当众分发，增加可信度），给大家3－5分钟的时间，利用橡皮泥做一条小船，看哪一组的船装“货物”最多“货物”是规格相同的钉子。 分组实验： （由于问题具有挑战性且贴近学生实际，极大地调动了同学们的积极性，各组成员分工协作，争先恐后，开始行动。有的用手捏，有的先用笔杆轧成“饼”，再把四周折起，做成“船”，做完后纷纷放入水中，投放“货物”。“……10、11、12……20……”。在这九个组中，有八个组“装货”在十个以上，有两个组在20枚钉子以上。在整个过程中，同学们兴奋不已，继而每个同学却为自己的“小船”最终“沉没”而惋惜顿足。虽然老师还没有提出做船的目的，但事实上他们在做的过程中都在思考着这样一个问题：“怎样做，才能装货更多？”） 实验二： 请同学们拿出自备的空易拉罐，慢慢地压入水中，感受手掌受力变化。（教师示范表演） 2．提出问题 教师：通过前面的两个实验，请大家思考这样一个问题：浮力的大小可能与什么因素有关？ 3．猜想与假设 教师：请同学们根据前面的两个实验作出自己的猜想，并说出猜想的根据。 （正如课前预料，同学们纷纷作出反应） 学生：底面积，因为把船底做大，“货物”装的才多；物体密度，有些物体在水中漂浮，有些物体则会沉底；液体密度，因为同一物体在水中可以沉底，在水银中则可以漂浮；浸入液体的深度，因为易拉罐越往下压，越费劲；浸入液体的深度和物体的底面积，因为用粗细不同的易拉罐，压入水中相同的深度，用力大小不同。 教师：（把各种猜想结果写在黑板上）我们今天着重研究浮力与浸入液体的深度和物体的底面积是否有关。（并引导学生取得共识）这就是浮力与物体浸入液体的体积，也就是物体排开液体的体积是否有关？有什么关系？但是测量液体体积的量筒，对少量液体而言，误差是比较大的。对某种确定的物质而言，体积和质量、重力是—一对应的。为了测量的方便（从结果出发指导实验），我们研究浮力与物体排开液体的重力之间的关系。 4．制定计划（设计实验） 教师：我们应该如何设计实验去验证我们的猜想？ （经过组内同学之间的交流，大部分同学可以确定研究方案）用弹簧秤测量物体所受浮力，用老师提供的纸杯把物体从溢水杯中排出的水收集起来，用弹簧秤测定其重力。最后寻找并比较两者之间的关系。 5．收集证据（进行实验） 分组实验 （在这个过程中，学生们展现了一些个性化的作法：有些同学在往溢水杯中放物体的同时，测出了物体所受浮力和物体排开液体所受重力；有些同学是先在自备容器中测定物体全都浸入水中时所受浮力，再利用溢水杯测定物体全部浸入水中时排开水所受重力；有些同学在测定物体排开液体所受重力时，因为杯子太轻，事先在杯子里装了适量的水，测出其重力，再把物体排开的水收集起来，测其总重，二者之差即是物体排开水所受的重力……） （在实验过程中，一组5人，他们有的提弹簧秤，有的读数，有的记录，同学们对出现的问题时有讨论与争辩。比如有的同学手持弹簧秤的外壳部位；有的同学用弹簧秤提着物体入水中时太快，造成溢出水的体积与物体体积不等；……通过争论，交流，取长补短，集思广益，使实验过程更加合理。） 记录数据 以下是四级学生的实验数据：第一组：弹簧秤12N1.6N弹簧秤20.1N0.5N第二组：弹簧秤12N1.7N弹簧秤20.5N0.8N第三组：弹簧秤11.4N0.2N弹簧秤20.1N1.2N第四组：弹簧秤11.3N0.2N弹簧秤20.2N1.3N 6．分析论证分组分析数据 在得到测量结果后，同学们自发地对数据进行了分析。各组交流：他们发现两只弹簧秤示数变化量是相同的，其中弹簧秤1示数的减少量是物体所受浮力的大小，弹簧秤2示数的增加量是物体排开水所受重力的大小。 师生共同确认：物体所受浮力大小等于物体排开液体所受重力之大小，即F浮＝G排。从而证明同学们前面的猜想是有根据的。w W w.xK b 1. c om 课堂小结与延伸 教师：（在得到F浮＝G排之后，首尾呼应）这就是今天我们所要学习的第四种计算浮力的方法。它是一种普遍适用的，比较简单的方法。 现在请同学们对以下问题发表意见。（通过例题，对今天所学进行巩固，同时强化交流与合作及评价意识） 教师：（投影）例：如图所示：有一个正方体，浸没在液体中，要求出它所受浮力大小，还需要给出哪些条件？ （此题打破常规，没有采用根据已知条件求得未知结果的问题模式，而是已知部分条件和结果，要求同学们给出其他条件）这道题同样调动了同学们的积极性。根据所学浮力知识，纷纷发表自己的见解（教师随堂记录在黑板上）： 1．液体密度；物体体积 2．液体密度；物体边长 3．液体密度；物体质量；物体密度 学生：（教师提议）对各组条件进行评价。 （下课之前，教师提议）同学们自己评出第9组为踊跃发言小组（全班45人，共分成9个小组），然后予以鼓励（掌声）。 教师：对于其他猜想因素，课下同学们可以利用教师提供的器材，逐个进行验证，并排除无关因素。
作业 课本P56---1~5。
教学反思浮力
教学目标（知识与能力；过程与方法；情感态度与价值观） 1．知识与技能（1）了解浮力是怎样产生的。（2）理解浮力的大小等于什么？（3）知道浮力的应用。2．过程与方法（1）通过观察，了解浮力是怎样产生的。（2）通过收集、交流浮力应用的资料，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。
教材分析 重点 阿基米德原理
难点 阿基米德原理
教 具 乒乓球、水、水槽、铁块、弹簧测力计、阿基米德原理实验装置等。
教学过程
导入 轮船、鸭子、人游泳时能浮在水面，是什么原因呢？这节课研究与此相关的知识导出课题—— 浮力。
新授 （一）用测量法研究浮力演示实验：如图，用弹簧测力计测出物体在空气中受到的重力记为G，再把此物体浸没在水中测它的重力，记为F，比较两次弹簧测力计的示数，发现了什么问题？据此，你能得出什么结论？分析实验：示数变小了，说明物体受到了向上的力，这个力就是浮力。 F浮 = G — F 即弹簧测力计两次读数之差，这也是浮力的测量方法。（二）浮力产生的原因 物体受到向上向下的压力差。（三）浮力的大小探究：浮力的大小等于什么？课本P951．提出问题2．猜想3．设计实验4．进行实验5．分析实验6．得出结论重力G/N拉力F/N浮力F浮/N小桶重力G桶/N小桶和溢出水总重G总/N排开水的重力G排/N阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体受到的重力。阿基米德原理的公式表示：F浮 = G排 为了更好地理解阿基米德原理，将公式F浮 = G排 展开，即F浮 = G排 = ρ液gV排这样就为利用阿基米德原理解答实际问题提供方便。突破难点的方法：把此探究实验做好，真正理解阿基米德原理。（三）物体的浮沉利用课件对浸没在液体中的物体进行受力分析，物体受到两个力（F浮 、G物）的作用，当 F浮 > G物 时，物体将上浮；F浮 = G物 时，物体将悬浮；F浮 < G物 时，物体将下沉。对于漂浮在液面的物体，其所受浮力等于物体本身的重力。练习：练习册P63----A组5、6。（四）物体的浮沉的应用1．密度计2．潜水艇3．飞艇4．热气球5．氢气球三．小结：
作业 课本P52---1~5。
教学反思
