9.3 物体的浮与沉 导学设计

第九章　浮　力
第三节　物体的浮与沉
教
材
解
读
本节内容包括两个重要的知识点：一是探究物体的浮沉条件；二是用物体的浮沉条件解释生活实际方面的应用。本节课是在前面学习了浮力概念及阿基米德原理的基础上展开的，并与前面的内容构成了完整的浮力知识体系，本节知识将浮力、重力、二力平衡、密度等知识紧密联系起来，是力学知识的综合运用。另外，物体的浮沉条件在实际中有广泛的应用，通过本节课的学习，可以使学生深刻地认识到物理学的重要性，激发对科学的兴趣。
教
学
目
标
　
知识与技能
1.知道物体的沉浮条件，会根据沉浮条件判断物体的浮沉。2.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。
　3.能应用沉浮条件解释简单的物理现象。
过程与方法
　通过观察实验，认识浮沉现象。
情感、态度
与价值观
　通过收集、交流关于浮沉条件在技术上应用的事例，体验科学、技术与社会的密切联系。
重
点
难
点
重点
物体的浮沉条件是分析各种浮沉现象的基础，所以通过实验观察，认识物体的浮沉现象及探究物体的浮沉条件是本节课教学的重点。
难点
　要弄清浮沉条件，关键是对浸没在液体中的物体进行受力分析。本节教材要运用阿基米德原理分析鸡蛋在盐水中受到的浮力的变化，并比较浮力和重力的大小，需要较强的思维能力，因此是本节教学的难点。
教
学
建
议
　本节的特点是学生通过实验探究的方法来发现物体浮沉条件的，因此必须放手让学生实验，在教师的指导下，运用发现的规律去解决实际问题。1.首先以趣味浮力实验引入课题，激发学生的求知欲望，例如把铁片插入水中，铁片下沉；如把铁片折成盒形却能漂浮水面等。如果再能利用多媒体技术展现各种浮力现象，效果会更好。
　2.教师应善于及时、自然引导学生由观察浮沉现象进行理论思维——物体运动状态改变是由物体的受力情况决定的，从而设计、实施有目的的实验。在这一过程中，把注意观察现象和理论分析有机地结合起来是实验探究的关键。
　3.在“浮沉条件的应用”中，教师首先演示并介绍密度计，引导学生弄清它的原理。在讲潜水艇的浮沉原理时，可以演示自制的潜水艇模型，将更加形象、直观，使学生易于接受。
在教学过程中，要引导学生联系实际，学会分析，并加强表达、说理能力方面的训练，使学生充分感知到知识的价值。教师应多举一些我国古代劳动人民利用浮力解决问题的实例，培养学生的爱国热情和民族自豪感。
学点1　物体的浮沉现象
问题1：观察图9－3－1，猜想物体的浮沉取决于什么条件？
图9－3－1
[答案] 猜想：物体的浮沉取决于物体受到的重力和浮力的大小。
问题2：进行如图9－3－2所示的小实验，探究物体的浮沉条件。
图9－3－2
实验器材：小瓶(含盖)、盛水容器。
实验过程：往小瓶内逐渐加水，拧紧瓶盖后，放入盛水容器中，并使装水的小瓶分别处于如下所示状态，将表格补充完整。
状态
受力分析
受力大小关系
物体的体积V物与排开液体体积V排的关系
漂浮
__浮力、重力__
__相等__
__V排＜V物__
悬浮
__浮力、重力__
__相等__
__V排＝V物__
下沉
__浮力、重力__
__浮力小于重力__
__V排＝V物__
沉底
__浮力、重力、支持力__
__浮力＋支持力＝重力__
__V排＝V物__
归纳总结：
状态
上浮
下沉
悬浮
漂浮
沉底
受力分析
F浮与G物
的关系
F浮>G物
F浮F浮＝G物
F浮＝G物
F浮＋FN＝G物
ρ物与ρ液
的关系
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
ρ液＝ρ物
ρ液>ρ物
ρ液<ρ物
物体的状态
处于动态(运动状态不断改变)，受到非平衡力的作用
可以停留在液体的任何深度处
是“上浮”过程的最终状态
是“下沉”过程的最终状态
处于静止状态，受平衡力作用
V物与V排
的关系
浸没时，V物＝V排，露出的过程中，V物>V排
V物＝V排
V物＝V排
V物>V排
V物＝V排
学点2　浮沉条件的应用
问题1：进行如图9－3－3所示的小实验，探究密度计的原理。
图9－3－3
实验器材：铅笔、一小段铁丝。
实验过程：将铁丝绕在铅笔末端制成密度计，将自制的密度计分别放入清水中、盐水中、酒精中(要求使自制密度计能竖直地漂浮在液体中)，观察自制密度计浸入液体中的深度，你有什么发现？
现象分析：①密度计在不同液体中均能处于漂浮状态；
②在不同的液体中密度计浸入深度不同；
③根据密度计浸入的深度就可以直接读出液体的密度；
④密度计浸入深度越大，所测液体密度越小。
归纳总结：密度计是利用__漂浮__条件工作的。当密度计漂浮在不同的液体中时，若液体密度小，则密度计浸入液体的体积__大__；若液体密度大，则密度计浸入液体的体积__小__。
问题2：如图9－3－4所示，观察“盐水选种”现象，思考并回答下列问题。
图9－3－4
(1)盐水选种时，哪些种子漂浮，哪些种子下沉，为什么？
[答案] 干瘪、虫蛀的种子漂浮，饱满的种子下沉。这是因为干瘪、虫蛀的种子受到的浮力大于重力，而饱满的种子受到的浮力小于重力。
(2)若往盐水中加很多盐，会出现什么现象？
[答案] 略
问题3：如图9－3－5所示，观察潜水艇浮沉现象，思考并回答下列问题。
图9－3－5
潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮、下沉的，如图9－3－5乙所示自制潜水艇模型，试说明其工作过程。
[答案] 注射器向外抽气，水进入模型，潜水艇下沉；若向里推注射器活塞，将排出潜水艇中的水，潜水艇将上浮。
问题4：阅读教材P180“热气球”内容，思考并回答下列问题。
　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　图9－3－6
(1)孔明灯为什么在点燃后才腾空而起？
[答案] 点燃后加热孔明灯内的气体，使自身重力减少，当浮力大于重力时，孔明灯腾空而起。
(2)加热热气球内的气体，会有哪些量的变化？
[答案] 加热热气球内的气体时，气体的质量、密度、重力均变小。
(3)节日中放的氢气球为什么在人松手后会自动升空？
[答案] 由于氢气球内装的是氢气，氢气的密度比空气的密度小，氢气球的重力小于它受到空气对它的浮力，所以松手后会自动升空。