10.3 物体的浮沉条件及应用 教学设计 人教版（2024）八年级下册

《物体的浮沉条件及应用》
教学目标
物理观念：知道物体的浮沉条件，会根据浮沉条件判断物体的浮沉。
科学探究：知道通过改变物体受到的浮力或重力的大小可控制物体上浮或下沉。
科学态度与责任：能应用浮沉条件解释简单的物理现象。
教学重难点
1、能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件。
2、运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象。
教学过程
新课导入：
两个大小基本相同的鸡蛋浸没在水中，请学生猜测会出现什么现象？
鸡蛋为什么会出现一个上浮，一个下沉的现象？
1.物体的浮沉条件
展示物品：玻璃瓶，夹住气球的夹子，苹果，钥匙，乒乓球，圣女果。如果这些物体浸没在水中，松手后，谁会上浮，谁会下沉？通过生活经验让学生猜想，再进行实验探究。
上浮：玻璃瓶，乒乓球，苹果
下沉：钥匙，夹住气球的夹子，圣女果
学生分析：玻璃瓶，乒乓球，苹果，为什么上浮？钥匙，夹住气球的夹子，圣女果为什么下沉？决定物体浮沉的究竟是浮力还是重力？
你能否让玻璃瓶下沉？（让玻璃瓶内装满水，改变重力）夹子夹住的气球上浮？（把气球吹起来，改变V排从而改变浮力）
实验探究：物体的浮沉条件
如何测量浸没液体中物体的重力和浮力
把重物挂在弹簧测力计下，可测量出物体重力G，称重法测量浮力F浮=G-F。
实验数据填入表格
序号 G/N F浮/N F浮与G的大小关系 浮沉情况
1
2
3
展示学生实验表格，学生分析所得实验规律：当物体重力大于浮力时，物体会下沉。
引导学生理论分析：力是改变物体运动状态的原因。
学生完成导学案，对上浮、下沉的物体进行受力分析，并画出物体受力示意图。
通过受力分析，物体上浮时需满足浮力大于重力，随着物体上浮逐渐露出水面，V排逐渐减小，浮力减小，直到浮力等于重力，最终漂浮在水面上。物体下沉时需要满足浮力小于重力，最终沉入水底。
有没有可能物体浸没且静止在液体某一深度，而不沉底呢？
观看盐水鸡蛋悬浮视频，通过受力分析，鸡蛋想要悬浮需要满足什么条件？（浮力等于重力）
你有办法让沉底的鸡蛋上浮么？教师演示向液体中加盐，增加液体密度，增大浮力。
可以通过理论分析得到ρ液与ρ物关系对浮沉的影响么？
教师分析悬浮时：F浮=G，ρ液gV排=ρ物gV物，又因为浸没V排=V物,所以ρ液=ρ物 。学生分组完成以下表格：
浮沉状态 F浮与G物的关系 ρ液与ρ物的关系
上浮 F浮＞G物 ρ液＞ρ物
下沉 F浮＜G物 ρ液＜ρ物
漂浮 F浮=G物 ρ液＞ρ物
悬浮 F浮=G物 ρ液=ρ物
浮力的应用
揭秘上浮、下沉鸡蛋的原理：打开鸡蛋，一个是生鸡蛋，一个是鸡蛋壳，生活中我们就采用这种“空心”方法增大浮力，制作了轮船。
轮船
工作原理：利用把密度比水大的钢材制成空心的轮船，增大体积，同时排开更多的水，达到增大浮力，最终F浮=G船，漂浮在水面。
轮船有大小，如何反映轮船的运载能力？
排水量（m排）：轮船满载时排开水的质量，F浮=m排g=G,
所以m船+m货=m排
讨论：海水密度大于河水密度，当轮船从大海驶向河流过程中，它受到重力，浮力及排开水的体积会如何变化？
潜水艇
仔细观察老师制作的潜水艇，想一想它的工作原理是什么？
浸没在水中后浮力不变，靠改变自身的重力来实现浮沉。
讨论：海水密度大于河水密度，当潜水艇从大海驶向河流过程中，它受到重力，浮力及排开水的体积会如何变化？
气球和飞艇
演示自制孔明灯，用酒精灯加热塑料袋，使其升空。
观察之后，学生思考：塑料袋为什么会升起来？又为什么会降回地面？
总结气球和飞艇的工作原理：气球和飞艇内冲有密度小于空气的气体-氢气，氦气，热空气等，利用空气的浮力，改变自身体积来实现上升和下降的。
课堂小结
通过今天的学习，同学们有哪些收获？在交流的基础上进行小结。