水的浮力（4） ——物体浮沉条件及应用
一、教学目标
1、能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件。
2、能利用物体的沉浮条件解释密度计、轮船、潜水艇的工作原理。
3、通过实验活动体验科学原理，培养科学活动能力。
4、能尝试用物体沉浮条件解决生活实际问题。
二、教学重难点
教学重点：物体的浮沉条件；利用物体的沉浮条件解释密度计、轮船、潜水艇的工作原理。
教学难点：物体浮沉条件的推导；密度计的工作原理。
三、教学过程
课前欣赏：片断
（一）引入
实验1：将乒乓球按到浸没水中，松手后，乒乓球上浮。
师提问：放手后，乒乓球受到哪几个力?
学生：重力和浮力
实验2：将小石块放入水中 浸没，放手后，小石块下沉。
师提问：放手后，小石块受到哪几个力？
学生：浮力和重力
师：浸没在水中的物体，同样受到了浮力和重力，为什么有的物体能上浮，有的物体却下沉呢？ 物体浮沉的条件是什么？
引出课题：物体浮沉的条件
（二）新课
1、物体浮沉的条件
设置疑问：物体浸没在水中受到浮力和重力时，重力和浮力的大小有几种可能？
学生分析：三种，浮力大于重力，浮力小于重力和浮力等于重力。
师：浮力和重力相等时，两力处于什么状态？物体会怎样？浮力大于重力和浮力小于重力时，物体又会怎样？
学生：相等时，二力平衡，物体静止或匀速运动，浮力大于重力时，物体向浮力方向运动，浮力小于重力时，物体向重力方向运动。
师：下面我们来看鸡蛋在不同密度盐水中的浮沉情况。
展示图片：一只鸡蛋在不同密度盐水中的浮沉状态。
师：请在课本上画出鸡蛋在三种状态下的受力情况，并比较鸡蛋受到浮力和重力的大小。
结论：上浮时，浮力大于重力；下沉时，浮力小于重力；悬浮时，浮力等于重力。
师设问：上浮的鸡蛋，会一直向上运动吗？
学生：不会，最终会停在液面上。（师点出“漂浮”的概念）
师：鸡蛋漂浮时，受到的浮力和重力的大小关系如何？
学生：浮力和重力相等。
师追问：浮力等于重力时，不是物体悬浮的条件吗？
学生：漂浮是物体部分露出液面，悬浮是物体浸没在水中，情况不一样。
师小结：用物体浸没时受到浮力和重力的相对大小，决定了物体的浮沉情况。
巧施妙计：在浸没在水中的一只鸡蛋，由于鸡蛋受到的 力大于 力，鸡蛋下沉。想一想，如何让这只鸡蛋浮起来？
学生：在水中放入食盐，增加液体的密度。
教师演示：将盐水导入水桶中，发现鸡蛋渐渐浮起来了。
师：可见，浸没在液体中的物体的浮沉和密度也是有关系的，你能推导出物体的浮沉和密度的关系吗？
讨论：一个实心物体浸没在液体中，你能否根据物体密度（ρ物 ）与液体密度（ρ液）之间的关此，对物体的沉浮作出判断？请推导出这些关系。
（F浮 ＝ρ液gV排，G＝mg＝ρ物V物，物体浸没时，式中的V排 和 V物是相等的，因此浮力和重力的大小只要比较一下物体和液体的大小即可）
小结：上浮，F浮 > G，ρ液>ρ物 漂浮 ，F浮 ＝ G
下沉，F浮 < G，ρ液<ρ物
悬浮，F浮 ＝ G，ρ液＝ρ物
师：我们可以通过比较浮力和重力大小或比较密度大小来判断物体的浮沉情况。
展示图片：刚入水的汤圆和煮熟的汤圆
思考：为什么刚入水的汤圆沉在锅底，煮熟的汤圆浮在水面？
学生：略
展示图片：石油浮在海面上，形成海上“沙漠”，破坏海洋生态环境。
思考：石油为什么都是浮在海面上？
学生：因为石油的密度比水小。
2、物体浮沉条件的应用
师：不仅油能浮在海面上，坦克也能在水中游泳
图片展示：水路两栖坦克
师：。这些坦克是什么材料制造的？（铁）铁的密度与水比大小如何？（大）那坦克却为何成了水上漂呢？
学生疑惑
师：生活中的许多水上交通工具都是用钢铁制造的，它们是如何实现浮在水面上的呢？
引出课题：物体浮沉条件的应用
应用一：轮船
活动1：
把橡皮泥放在水面上，观察橡皮泥能否浮在水面上。将橡皮泥捏成碗状，再放在水面上，观察橡皮泥能否浮在水面上。
思考：同样的一块橡皮泥，为什么在水中的浮沉情况不同，你能解释吗？
学生：因为橡皮泥捏成碗状后，在水中排开水的体积增大了，根据阿基米德原理，橡皮泥受到的浮力增大了，故能浮在水面上。）
师：通过这个实验，你受到了什么启发？
学生：能用钢材制造轮船。
师：轮船就是在不改变重力的情况下，增大了排开水的体积来获得足够的浮力的。
板书：原理——改变排开液体体积来改变浮力。
练习：货轮从长江（淡水）驶入东海，轮船受到的浮力如何变化？轮船时上浮些还是下沉些？
师：可见，轮船在不同水域的“吃水”深度是不一样的，在设计时，必须得考虑这个问题。
阅读与思考：阅读课本26页《轮船载重线》，回答下列问题：
1、轮船的吃水线有什么作用？（对轮船的载重量进行限制，保证船的安全）
2、相比海洋载重线，淡水载重线在上面还是下面，为什么？
应用二：潜水艇
师：轮船都只能漂浮在水面上，还算不上是浮沉的“高手”，军事上的潜艇才是驾驭浮沉能力的高手，它你能在水面上航行，又能在水下航行，它是如何做到的呢？
活动2：
教师演示实验：潜水艇浮沉的模拟实验。
师提问：你知道潜水艇是怎样实现上浮和下沉了吗？
学生：通过调节储水舱中的水量来改变潜水艇的重力，当重力小于浮力时，就上浮，大于浮力时，就下潜，等于浮力时，就在水下潜航。
板书：原理——改变自身重力。
动画演示：潜水艇的浮沉原理。
拓展：鱼的浮沉
师：潜水艇是模仿自然界中的鱼制造出来的，你能说说鱼是通过设么方式来实现浮沉的？
学生：通过改变鱼鳔的大小，从而改变鱼排开水的体积来改变浮力。
（三）探索与实践
实验1：如何让下沉的牙膏壳上。（请学生上台演示）
请说出设计的理由。
实验2、如何让浮在水面的玻璃瓶下沉请学生上来演示）
请说出设计的理由。
（四）、归纳与整理
（五）检验与巩固
1、在影片中,航行在海面军舰受到的浮力 重力,军舰将深水炸弹投入海中,想炸毁水下的潜艇,深水炸弹水中下沉,是因为炸弹受到的浮力 重力.为避开深水炸弹的袭击, U-571潜艇被迫下潜,此时潜艇需要注水来增加 ,在水下下潜过程中潜艇受到的浮力 ，压强 (变大、变小、不变)。
2、神奇的纽扣
将纽扣放入雪碧中，纽扣会上下“跳舞” ，你能解开其中的奥秘吗？
