人教版八年级下册10.3 物体的浮沉条件及其应用教学设计

《 物体的浮沉条件及应用 》教学设计   

一、教学目标

【知识与技能】

1、知道物体的浮沉条件。

2、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。

【过程与方法】

1、通过受力分析，得出物体的浮沉条件

2、通过观察和分析，了解轮船是怎样浮在水面上的以及浮力的其他应用。

【情感态度价值观】

初步认识科学技术对社会发展的影响，初步建立应用物理知识解决实际问题的意识。

二、教学重、难点

【重点】

物体的浮沉条件。

【难点】

轮船、潜水艇、气球飞艇等应用原理

三、教学过程

一、导入新课

【教师】播放飘在漂浮的轮船、悬浮的潜水艇、沉底的石头、上浮的木头图片，提问这些图片的特点。

【学生】有在水面，有在水里，有在水底的。

【教师】大家都知道丢一块铁在水中，肯定会下沉，为什么轮船是铁却不会下沉呢?潜水艇为什么能够悬浮在水中呢?石头为什么下沉，木头为什么上浮?物体的浮沉条件跟什么有关呢?学习完这节课，我们就都能解决了

【教师】鸡蛋在盐水中，开始在杯底，然后逐渐往液体里加盐，鸡蛋逐渐上浮，直至露出水面。提问，鸡蛋为什么会上浮?

【学生】浮力大小与排开液体体积有关，也和液体密度有关，盐水密度变大，鸡蛋受浮力变大所以上浮。

【教师】物体的浮沉条件跟什么有关呢?学习完这节课，我们就都能解决了

二、自主学习，合作探究：

探究点一：物体的浮沉条件（重难点）

问题1：浸在液体中的物体都会受到浮力，但是有的物体要上浮，有的却要下沉，这是为什么？你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗？

1111111 

物体上浮：F浮   ＞   G物 上浮的物体最终要漂浮，物体漂浮：F浮  =    G物

物体下沉：F浮 ＜   G物

物体悬浮：F浮   =   G物（根据上图你能说出什么是悬浮吗？）

其中物体处于平衡状态的是漂浮和悬浮。处于非平衡状态的是上浮和下沉。

讨论：漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？

问题2平时常见到木头、泡沫等在水中会上浮;石块、金属块等在水中会下沉。

因为不同物质密度不同。猜测物体在液体中的沉浮跟物体密度与液体密度之间的关系有关。

利用上浮、悬浮、下沉时F浮和G物的关系推导：

物体上浮:F浮＞ G物

G排＞ G物

m排g ＞ m物g

ρ液gV排＞ ρ物gV物

∵V排=V物

∴ρ 液＞ ρ物

物体上浮过程中：未露出液面时，F浮  不变 （不变、变大、变小），露出液面后

F浮变小（不变、变大、变小）直到F浮   =  G物时，物体漂浮在液面上。

让学生推导并讨论出物体下沉、物体悬浮时密度之间的关系。

总结：当ρ液<ρ物时，必有F浮<G物，物体在液体中下沉．

      当ρ液=ρ物时，必有F浮=G物，物体可以悬浮在液体中．

      当ρ液>ρ物时，必有F浮>G物，物体在液体中上浮．最终悬浮。

问题3：如图新鲜的鸡蛋在清水中要下沉，为什么？你能想办法让它悬浮吗？大家动手做做看。这是通过哪种方法来增大浮力，从而调节浮力和重力关系来实现悬浮的呢？增大浮力还有什么方法？

鸡蛋的重力大于鸡蛋所受的浮力，鸡蛋的密度大于水的密度，所以鸡蛋下沉。向水中加盐，使盐水的密度大于鸡蛋的密度，鸡蛋因浮力大于重力而上浮。增大浮力还可以通过增大排开液体的体积的方法。

思考：为什么生汤圆在水中是沉的，熟汤圆在水中是浮的?

学生讨论得出结论：汤圆刚放入水中时，汤圆受到的浮力小于重力，汤圆沉入锅底；汤圆煮熟时，它的体积增大，浮力也随之增大，汤圆受到的浮力大于重力，汤圆浮出水面。

探究点二：浮力的利用：(难点)

问题1：采用“空心”的办法增大浮力 — 轮船的发明                         

（1）观察课本图10.3-5  思考怎样能让橡皮泥浮在水面上？

将橡皮泥捏成船，增大空心部分的体积来增大浮力。

（2）橡皮泥为什么能漂浮在水面上？

增大空心部分的体积来增大浮力。

（3） 轮船原理：采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的_浮力_，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。

【合作探究】

 1.同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、轮船排开液体的体积、轮船的吃水线这几个量中哪些没有变化？哪些有变化？怎样变化？

没有变化的是：轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、

有变化的是：轮船排开液体的体积、轮船的吃水线

轮船排开液体的体积变小、轮船的吃水线下降

2. 同一艘轮船从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？

浮起一些，  根据F浮 = G排 = 液gv排 ，浮力等于重力保持不变，液体的密度与排开液体的体积成反比。

问题2：改变自身重力来调节浮力和重力关系实现浮沉 - 潜水艇

1.潜在水下的潜水艇受  重  力和  浮  力作用。

2.潜水艇原理：潜水艇是利用改变   自身重力实现    上浮和下沉的。

【合作探究】

潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据)

潜水艇排开液体的体积不变，在水中所受的浮力不变，上浮时将舱内的水排出，浮力小于重力而上浮，下沉时向舱内注水，浮力大于重力而下沉。

问题2：气球和飞艇

气球里充的是密度小的气体。高空探测气球充的是 氦气  ，热气球充的是 热空气 。飞艇充的是   氦气  。

原理：当ρ气 ρ空气时，必有F浮>G物，物体在空气中上浮．

学以致用【合作探究】

1.解释煮饺子的原理。

刚放入锅里时,饺子受到的浮力小于自身重力(也可理解为:密度大于水的密度),故下沉.煮一段时间后,煮熟时由于受热体积膨胀,排开水的体积变大，受到的浮力也变大，重力小于浮力(密度减小),故浮起来,最后漂浮在水面上.

2.例举生活中应用浮力的例子

1、竹排2、航空母舰3、潜水艇4、气球和飞艇5、密度计6、盐水选种。

针对训练：

1. 一艘船的质量为5×105t，最大载重量是1.3×106t，则它满载时的排水量为5×105t，受到的浮力是 1.3×107N  ，如果卸下2×105t的货物，它受到的浮力为1.1×107N  。(g取10N/kg)

2. 潜水艇是靠改变 自身重力  实现上浮和下沉的；轮船是采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的 浮力 ，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。

四、课后作业：

1.某农户生绿豆芽时，将绿豆倒人盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这二现象的原因是  ( B )

A．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力大于重力

B．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力

C．沉底的绿豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力：

D．沉底的绿豆受到的浮力等于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力小于重力

2. 漂浮和悬浮是物体在液体中时所能处的两种状态，它们的相同点是 浮力等于重力 ；而从V排和V物的关系上来区别，物体漂浮时V排  ＜  V物，而物体悬浮时V排  =  V物；从物体密度和液体密度的关系上来区别，能漂浮的物体，ρ物   ＜   ρ液，而悬浮的物体，

ρ物  =  ρ液．(填“>”、“<”或“=”)

3. 用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N；则此时物体受到的浮力为__10__N；放手后物体将  上浮  (填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)，待物体静止时所受的浮力为  6  N。

五、板书设计