第十章
流体的力现象
第一节 在流体中运动
【学习目标】
1．知道流体压强与流速的关系。
2．了解飞机升力产生的原因。
3．会解释有关流体压强与流速关系的一些现象。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。
知识链接：
流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速越大的位置，压强越小；流速越小的地方，压强越大。当物体受到来自两侧不同的压强时，便受到力的作用。
知识链接：
流体压强与流速的关系：在气体和液体中，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。液体、气体不流动时，液体内部压强跟深度和密度有关，大气压跟海拔有关，而液体、气体流动时，它内部的压强还跟流动的速度有关。情景导入 生成问题
请大家把一个乒乓球放在倒置的漏斗中间，按如图所示进行实验。
教师设疑：说说你看到了什么现象？你认为出现这种现象的原因可能是什么？你想到了什么问题？
自学互研 生成能力
自主阅读教材P54－55内容，完成下列问题：
1．鸟翼的横截面有什么特点？
答：上表面弯曲，下表面平直。
2．水平的气流，使鸟翼获得向上的__升力__。
自主阅读教材P55－56内容，完成下列问题。
3．取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气，纸条是怎样运动的？
猜想：__纸条向上升起，会到达水平位置__。
动手做一做。
4．对于流动的液体和气体，在流速大的地方压强__小__，流速小的地方压强__大__。
1．小组合作探究实验：对着两张平行拿着的纸吹气(如图)，你会发现什么现象？为什么？
答：现象：两张纸靠拢。
原因：吹气时，纸片内侧空气流动快，压强变小，纸片外侧空气流动慢，压强大，两纸片在压力差的作用下靠拢。
2．用嘴往倒置的漏斗吹气(如图)，漏斗里放一乒乓球，松手后，你会发现什么现象？为什么？
答：现象：乒乓球没有掉下来。
原因：吹气时，乒乓球上方空气流动快，压强变小，乒乓球下方空气流动慢，压强大，上下压力差大于乒乓球的重力，故乒乓球没有掉下来。
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？
3．自制简易喷雾器，并进行实验。
教师巡视指导，并引导学生交流总结归纳：
流体在流速大的地方压强小，在流速小的地方压强较大。
交流展示 生成新知
1．你能解释鸟儿升力产生的原理吗？
答：鸟翼的形状是上凸下平，鸟翼的上方空气流速大于下方空气流速，所以鸟翼下方的压强大于上方的压强，在鸟翼上下表面形成压力差，即向上的升力，当这个升力跟鸟所受的重力相平衡时，鸟便能翱翔在蓝天了。
2．思考：乘客为什么必须站在安全线以外的位置候车？
答：动车驶过站台速度快，带动空气流速加快，压强减小，这样人的前后就形成了压力差，使人易被“吸”向车辆造成危险。
当堂演练 达成目标
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课后反思 查漏补缺
第三节 科学探究：浮力的大小
【学习目标】
1．知道影响浮力大小的因素。
2．知道阿基米德原理的内容及表达式，并会进行浮力的简单计算。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。
方法指导：
1．当物体没有浸没之前，浮力跟深度有关，实质是浸在液体中的体积变大了。
2．在检验浮力与其中某一个量的关系时，必须使其他量保持不变，或者确认浮力跟这些量无关。
知识链接：
1．阿基米德原理适用于物体受到的液体或气体对它浮力的计算，当用于气球受到空气的浮力的计算时，应把ρ液改成ρ气。
2．“浸没”说明V排＝V物。
3．利用阿基米德原理可测物体的密度：
即V物＝V排＝(完全浸没)
ρ物＝＝＝＝。情景导入 生成问题
如图所示，小鱼儿在水中自由自在地游来游去，口中悠闲地吐着泡泡，气泡在上升过程中会逐渐变大。
针对以上信息，请提出一个你感兴趣的问题。
自学互研 生成能力
自主阅读教材P61－62内容，完成下列问题：
1．利用如图所示的器材对“浮力大小与哪些因素有关”进行了以下探究：
①为了探究“浮力的在大小是否与物体浸在液体中的体积有关”，应选择器材__acde__。
②为了探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”，应选择器材__adef__。
③为了探究“浮力的大小是否与物体的密度有关”，应选择器材__abde__。
在上述过程中采用的研究方法主要是( C )
A．比值法 B．等效法 C．控制变量法 D．估算法
自主阅读教材P62－64内容 ，完成下列问题：
2．阿基米德原理的内容是什么？
答：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。
方法指导：
使用阿基米德原理时，应注意以下几点：
①原理中所说的“浸入液体中的物体”包含两种状态：一是物体全部浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分浸入液体里，另一部分露在液面以上。
②G排是指被物体排开的液体所受的重力，F浮＝G排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。
③V排表示被物体排开的液体的体积，当物体浸没在液体里时，V排＝V物；当物体只有一部分浸入液体里时，V排④由F浮＝G排＝ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
⑤阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ液应该为ρ气。
方法指导：
1．在被测物体放入水中前，溢水杯中的水要与溢水口相平。
2．在测排出的液体所受重力时，先测空小桶的重力，再测小桶和排开液体所受的总重力。如果顺序颠倒，则所测排出液体的重力偏小。
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？
3．阿基米德原理用公式如何表达？公式中各符号的意义及单位又是什么？
答：阿基米德原理用公式表示为：F浮＝G排或F浮＝ρ液V排g。
公式中符号的意义及单位：F浮——浮力——N；ρ液——液体的密度——kg/m3；V排——物体排开液体的体积——m3；g——N/kg。
4．把重为38 N、体积为5×10－4 m3的实心金属球浸没在盛满水的容器内，溢出的水重为__5__N，金属球所受的浮力的大小为__5__ N。(g取10 N/kg)
1．各小组分工合作，完成教材中的两个实验。
2．全班共同交流实验时应注意的问题。
交流展示 生成新知
如图所示，一个金属块在空气中受到的重力为39 N，把它全部浸没在水中称时(金属块未接触底面)，弹簧测力计的示数为34 N，求：(g取10 N/kg)
(1)该金属块受到水对它的浮力；
(2)该金属块的体积；
(3)该金属块的密度；
(4)该金属块浸没在酒精中时受到的浮力。(酒精的密度为0.8×103 kg/m3)
解：(1)金属块受到的水的浮力F浮＝G－F拉＝39 N－34 N＝5 N。
(2)由F浮＝ρ液gV排，得
V排＝＝＝5×10－4 m3，
则V金属＝V排＝5×10－4 m3。
(3)金属块的质量为m金属＝＝＝3.9 kg，
金属块的密度为ρ金属＝＝＝7.8×103 kg/m3。
(4)金属块浸没在酒精中受到的浮力F浮＝ρ液gV排＝0.8×103 kg/m3×10 N/kg×5×10－4 m3＝4 N。当堂演练 达成目标
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第二节 认识浮力
【学习目标】
1．知道浮力的概念、产生原因及浮力的方向。
2．知道漂浮在液面上的物体和浸没在液体中的物体都受到浮力作用，会用“称量法”计算浮力。
3．知道大气对浸没在其中的物体也有浮力作用。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。
提示：
浮力的方向与浸在液体中的位置和运动状态无关。情景导入 生成问题
如图所示，将一个乒乓球和一个小石块一同浸没到水中，松开手后，你会发现乒乓球迅速上浮至水面，而小石块则下沉至水底。
针对以上信息，请提一个感兴趣的问题。
自学互研 生成能力
自主阅读教材P58内容，完成下列问题：
1．什么叫浮力？浮力的施力物体是谁？受力物体是谁？方向如何？
答：定义：一切浸入液体或气体中的物体，都受到液体或气体对它向上的力。
施力物体：液体或气体。
受力物体：浸在液体或气体中的物体。
方向：竖直向上。
知识链接：
同一液体，深度越深，压强越大，同一深度，各个方向的压强相等。
提示：
若物体的下表面与容器紧密接触，或者粘合为一体(如桥墩、拦河坝等)时，由于物体下表面没有与液体接触，所以液体对它没有产生向上的压力，此时物体不受浮力。
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？
2．列举生活中和浮力有关的现象。
答：现象：松手后，氢气球飞上高空；乒乓球被按入水中，松手后会上升；在水中拿起石块，石块“变轻”了 。
自主阅读教材P59内容，完成下列问题：
3．如图所示，物体在左右两侧受到的压力大小__相等__，方向相反，互相平衡，上下两侧的压力大小__不等__。由于液体内部的压强随深度的增加而增大，因此物体受到向上的压力要比其受到向下的压力__大__。液体会对浸入其中的物体产生向__上__的压力差，即F浮＝F上－F下。
由此可知，浮力其实是物体受到液体或气体对它各个方向力的__合力__。
自主阅读教材P59－60内容，完成下列问题：
4．(1)找一在水中下沉的物体(如一挂钥匙)，用弹簧测力计测出它的重力G；
(2)用手从下面轻轻地托着物体，观察弹簧测力计示数的变化；
(3)把该物体慢慢地放入水中，再观察弹簧测力计示数的变化，读出它某个时候的示数F拉。
你觉得在水中下沉的物体受到了浮力吗？它的大小和方向如何？在图中作出它受力示意图。
答：受到了浮力。浮力大小：F浮＝G－F拉；浮力方向：与重力方向相反，竖直向上。
1．知识模块一中各小组选一名代表列举生活中与浮力有关的现象，并指出施力物体、 受力物体及浮力方向。
2．全班共同交流浮力产生的原因。
交流展示 生成新知
1．往一容器里注入一些水，如图所示，A、B是能自由移动的物体，C、D是容器自身凸起的一部分，则下列说法中错误的是( C )
A．A物体一定受浮力作用 B．B物体一定受浮力作用
C．C物体一定受浮力作用 D．D物体一定受浮力作用
2．如图所示，某物块用细线系在弹簧测力计下，在空气中称时示数是15 N，浸没在水中称时示数是5 N，则此时物块受到的水的浮力为__10__N。
当堂演练 达成目标
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第四节 沉与浮
第1课时 物体的浮沉条件
【学习目标】
1．知道物体的浮沉现象，能从受力分析的角度判断物体的浮沉状况。
2．理解物体的浮沉条件，能运用它解释浮沉现象。
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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。
知识链接：
同一直线上二力的合成：
(1)当二力方向相同时，
大小：F合＝F1＋F2，
方向：与F1和F2方向相同；
(2)当二力方向相反时，
大小：F合＝|F1－F2|，
方向：与较大的力的方向相同。
提示：
1．不要误认为上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小，物体的浮沉取决于物体的重力与浮力的大小关系。
2．轮船因为漂浮，故F浮＝G；潜水艇是刚体，在未露出水面时，V排不变，故F浮不变。情景导入 生成问题
实验1 如图甲所示，将小木块、小石块、小蜡块、小铁块一齐投入水中，发现小木块和小蜡块漂浮在水面上，而小石块和小铁块沉入水底。
实验2 如图乙所示，将同一实心小铁球，分别投入盛水的烧杯和盛水银的烧杯中，发现小铁球在水中下沉，在水银中漂浮在液面上。
问题1 为什么小木块、小蜡块在水中会漂浮，而小石块和小铁块在水中会下沉呢？
问题2 同一铁球在水中下沉，而在水银中上浮，你能分析其中的原因吗？
自学互研 生成能力
自主阅读教材P66内容，完成第1－2题：
1．根据课本图10.4－2、图10.4－3实验和生活经验说说为什么物体在液体中会出现上浮(最终漂浮)、悬浮、下沉的？画出物体在下面几种状态下的受力示意图并进行分析。
解：
当F浮>G物时，物体上浮(丙)，物体上浮最终会漂浮(丁)，此时排液体积变小，所受浮力变小，F浮＝G物；
当F浮＝G物时，物体悬浮(乙)；
当F浮各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？2.把铜块和木块浸没在水中，铜块沉入水底，木块漂浮在水面上。通过查阅密度表，发现ρ铜>ρ水>ρ木，那么，我们能否用比较物体的密度和液体的密度来判断物体在某种液体里是上浮、下沉还是漂浮？
答：因为F浮＝ρ液gV排，G物＝ρ物gV排；
当F浮>G物时，即ρ液gV排>ρ物gV排，ρ液>ρ物，则物体上浮；
同理，ρ液＝ρ物时，物体悬浮；当ρ液<ρ物时，物体下沉。
3．死海是著名的咸水湖，当人完全浸入死海时，人受到的浮力__大于__人受到的重力，所以人就会自然向上浮起；当人浮在海面上时，人受到的浮力__等于__人受到的重力。(均填“大于”“小于”或“等于”)
4．一个物体所受的重力为10 N，将其全部浸没在水中时，它所排开的水所受到的重力为20 N，此时它所受的浮力为__20__N，放手后物体将__上浮__(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)，物体静止时所受浮力为__10__N。
1．小组内总结物体的浮沉条件，进行全班交流。
2．组内交流模块二。
交流展示 生成新知
1．如图所示，先将半个西瓜皮轻轻放在水缸中，发现它漂在水面上，此是它受到的浮力大小为 F浮1；然后把它按入水面下，发现它沉入水底，此时它受到的浮力大小为F浮2，则F浮1与F浮2的大小关系是( A )
A．F浮1>F浮2 B．F浮1＝F浮2
C．F浮12．把重5 N、体积为0.6 dm3的物体投入水中。当物体静止时，下列说法中正确的是( C )
A．物体漂浮，浮力为6 N B．物体悬浮，浮力为5 N
C．物体漂浮，浮力为5 N D．物体沉底，浮力为6 N
当堂演练 达成目标
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第2课时 浮力的应用
【学习目标】
1．知道轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理。
2．通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产、生活和社会中的应用。
————————行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色记号笔将行为动词画上记号。
2．创设情景，导入新课。情景导入 生成问题
11世纪，姚宽在台州做官时，为了检查盐商是否舞弊，他首创了一种简单的估测盐水密度的方法。选用体积大体相同，而质量不同的莲子十粒，当把莲子放在盐水中时，如果这些浮沉子——莲子有5粒以上浮起，说明盐水是最浓的；如果有三四粒莲子浮起，说明此盐水是浓盐水；如果不足3粒莲子浮起，说明此盐水是稀盐水。
根据以上信息，你能提出你感兴趣的问题吗？
提示：
潜水艇浸没在水中不同深度所受的浮力相同。
知识链接：
轮船：用密度大于水的钢铁材料制造轮船，采用“空心”的办法增大可以利用的浮力。轮船的大小用排水量表示，即满载货物时排开水的质量。轮船漂浮在水面上，F浮＝G，当它从陆河中驶入海中，受到的浮力是不变的，由于海水的密度大于河水的密度，它排开海水的体积小于排开河水的体积，所以它要上浮一些。
知识链接：
利用盐水选种：由阿基米德原理知，同一物体在密度较大的液体中时所受的浮力较大，由于盐水的密度大于清水的密度，同样的种子在盐水中所受到的浮力比在清水中受到的浮力大，所以利用盐水可将干瘪、虫蛀的种子除去。
各小组长将各知识模块中不能解决的问题展示到黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。
对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在的疑惑是什么？
自学互研 生成能力
自主阅读教材P67内容，完成下列问题：
1．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。它是怎样工作的呢？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向塑料管吹气或吸气。
[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__。
[思考]
(1)小塑料管浸没在水中所受浮力F浮是否变化？
答：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？
答：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2．潜水艇的原理是什么？
答：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
自主阅读教材P68内容，完成下列问题：
3．为什么热气球会飞起来呢？
答：热气球和飞艇内的气体密度小于外面的空气的密度，受到的浮力大于自身的重力。
4．请大家讨论：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，又有什么办法？
答：氦气球可以放气，热气球可以停止加热。
自主阅读教材P69内容，完成下列问题：
5．设计一个打捞沉船的方案。
答：打捞沉船：将浮筒注满水并与沉船固定在一起，然后用压缩空气将浮筒内的水排出，减轻了它们自身的重力，于是沉船在浮筒的带动下浮起来。
小组讨论模块二中第4题，模块三中第5题，然后全班交流。交流展示 生成新知
1．完成教材P67“动手做”。
2．教师演示实验：将一把稻谷撒入盐水烧杯中，一部分稻谷米粒沉入水底，一部分稻谷米粒漂浮在水面上。学生讨论如何判断哪种稻谷米粒最饱满，为什么？
当堂演练 达成目标
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课后反思 查漏补缺
