人教版八年级物理下册教学设计：10.3 物体的浮沉条件及应用

八年级物理下册教学设计
课题
10.3
物体的浮沉条件及应用
教学
目标
1．知道物体的浮沉条件，了解轮船是怎样浮在水面上的。
2．了解浮沉的各种现象，规范描述各种浮沉状态的语言。
3．能应用浮沉条件解释简单的物理现象。
4.知道密度计、潜艇、气象探测气球的原理。
教学
重点
1.浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法。
2.知道密度计、潜艇、气象探测气球的原理。
教学
难点
利用二力平衡的知识探究浮沉条件。能应用浮沉条件解释简单的物理现象。
教学
过程
教
学
内
容
与
师
生
活
动
设计意图和
关注的学生
一、物体的浮沉条件
1．漂浮、悬浮和下沉
演示实验：将三个乒乓球浸没水中(一个充满沙；一个中空；一个有部分沙，用蜡封住)，松手后出现什么现象？
（1）浸入水中的物体受到哪几个力的作用？它们的施力物体分别是谁？
交流讨论：一个物体在受到两个或两个以上力的作用时，它的运动状态由这些力共同决定。
F浮＝G时，它受到平衡力的作用，将处于什么状态？
②F浮>G时，它受到非平衡力的作用，将处于什么状态？
③F浮下沉的物体最终处于什么状态？为什么？那么上浮的物体最终又处于什么状态？
2．物体的浮沉条件
浮沉条件。
状态受力关系合力漂浮F浮＝G为零下沉F浮G竖直向上
(1)物体漂浮和悬浮时，都有F浮＝G，那这两种情况岂不是完全相同了吗？
小组回答：悬浮的物体完全进入液体中，可以静止在液体内部任一地方，其体积等于物体排开液体的体积；而漂浮则是物体静止在液体表面上，其体积大于物体排开液体的体积。
总结易混淆词语：
浸没：物体完全浸入了液体中，整个物体在液面以下。
浸入：也就是“浸在”，包括完全浸入和部分浸入。
漂浮：物体漂在液面上，部分体积浸入。
悬浮：物体在液面以下，完全浸没，可以存在于液面下任何位置。
上浮：物体正在向上加速运动，可能完全浸没，也可能部分浸入，最终状态是漂浮。
下沉：物体正在向下加速运动，可能完全浸没，也可能部分浸入，最终状态是沉在液体底部。
（2）铁块放入水中会下沉，放入水银中会怎样？
小组回答：有学生认为漂浮，也有学生认为下沉。
（3）水银有毒，我们不能亲自试一试，但是我们知道水银的密度比铁的密度大，能不能利用它们的密度关系来判断呢？
小组回答：利用阿基米德原理公式的变形F浮＝ρ液gV排和浮沉条件来分析。
漂浮：F浮＝G?ρ液gV排＝ρ物gV物?ρ液V排＝ρ物V物?ρ液>ρ物(因为V排下沉：F浮悬浮：F浮＝G?ρ液gV排＝ρ物gV物?ρ液V排＝ρ物V物?ρ液＝ρ物(因为V排＝V物)
上浮：F浮>G?ρ液gV排>ρ物gV物?ρ液V排>ρ物V物?ρ液>ρ物(因为V排＝V物)
由此可判断，铁块会沉入水底，但却会漂浮在水银液面上。
二、浮沉条件的应用
1．轮船的浮沉原理
（1）你有没有办法让铁块漂浮或悬浮在水中？
小组回答：让铁块的密度变小，小到等于水的密度就能悬浮了，小于水的密度就能漂浮了。
（2）怎么才能使铁块的密度变小呢？
小组回答：根据ρ＝V
(m)，可知有两种办法：
(1)在质量不变的情况下增大体积。可将铁块压成薄片，包成铁盒，增大体积。
(2)在体积不变的情况下减小质量。可挖掉铁块内部的铁，减小质量。
其实这两种办法都是将铁块制成“空心”。
演示实验：将叠在一起的金属箔放在水面上，金属箔下沉。将金属箔伸展开，叠成盒状放在水面上，金属箔漂浮。
2.轮船就是利用这个原理制成的。
(1)轮船的原理：通过将密度大的钢铁制成空心，增大了体积，进而增大了排开液体的体积，从而增大了可以利用的浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
(2)排水量：轮船排开水的重力越大，受到的浮力就越大，就可以承载更多的货物。我们把轮船满载货物时排开水的质量叫作轮船的排水量。即排水量＝m船＋m货。
3.轮船从河里驶入海里时，
(1)它受到的浮力变大、变小还是不变？
(2)它排开的液体的质量变不变？
(3)它排开的液体的体积变不变？
(4)它是下沉一些，还是上浮一些？
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。
轮船漂浮，人们在船体与水面相平处用不同颜色画线作标记，表示轮船没入水中的深度，这条线叫作吃水线，最高吃水线表示最大的安全载重量。
4．潜水艇的浮沉原理
（1）潜水艇受到的浮力和重力相等，所以可以悬浮在海水中，可是它如何才能浮出水面呢？
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。
利用多媒体课件演示潜水艇的浮沉。
小组回答：经讨论发现，悬浮的潜水艇排开海水的体积不能变化，所受浮力不能改变，只能通过改变自身重力实现浮沉。
归纳总结：潜水艇的原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。强调：潜水艇浸没在水下不同深度，所受浮力相同。
5．气球和飞艇的升降原理
创设情景：释放一个氢气球，气球上浮至天花板。现场吹一个气球，扎紧口并松手，气球降至地面。
（1）这两个气球都受浮力吗？为什么一个上浮，另一个下降呢？
小组回答：不假思索地回答是因为充入的气体不同，密度不同造成浮沉不同的。
（2）如何才能让气球浮在空中？
小组回答：讨论，利用浮沉条件的密度关系可知，向气球中充入密度比空气小的气体，比如氢气、氦气等。
介绍热气球和飞艇的发展历程：氢气球——氢气飞艇——氦气飞艇。
（3）热气球、飞艇带着人飞上了天，实现了人们升天的梦想，可是它们怎么着陆呢？
小组回答：减小浮力，利用阿基米德原理可知，减小排开气体的体积，比如热气球停止加热、飞艇放出一部分气体等。
归纳总结：气球和飞艇的升降原理：利用里面充的气体的密度小于空气的密度，空气产生的浮力大于自身的重力来升空；利用减小浮力来下降。
（4）生活中还有哪些现象可以利用浮力的知识来解释？
小组回答：如腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；煮饺子时，饺子熟了后会浮出水面；吹出的肥皂泡先上升后下降，等等。
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板
书
设
计
一、物体的浮沉条件
二、浮沉条件的应用
教
学
反
思