科学八年级上册4 物体浮沉条件及其应用教学设计及反思

第四节 物体的浮沉条件及其应用

教学目标

1．  理解物体浮沉条件能利用浮力公式进行计算。

2．  知道密度计、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理

3．  培养学生应用物理知识解决简单问题的能力

通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习情趣

重点：物体浮沉条件，密度计、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理

难点：控制物体浮沉的方法

教学过程

引入：你知道俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇和“泰坦尼克号”沉船事件吗？假如把打捞沉船的任务交给你，你将采取什么措施？

新授

一、研究影响物体的浮沉条件的因素

打捞沉船与物体的沉浮有关，今天我们就亲自来来探究影响物体浮沉的条件。

探究过程一：将实验桌上的石蜡块、小瓶、牙膏皮分别投入水中，观察它们在水中的浮沉情况。

观察到什么现象？

探究过程二：请同学们想办法改变它们的沉浮，并尝试思考你是通过什么方法来改变它们原来的浮沉情况的？

记录1：小瓶原来处于什么状态，你采取了什么方法，从而改变了它的浮沉。

记录2：牙膏皮原来处于什么状态，你采取了什么方法，从而改变了它的浮沉。 

记录3：石蜡块原来处于什么状态，你采取了什么方法，从而改变了它的浮沉。 

结论：控制物体浮沉的途径：

1、保持物体重力不变，增大浮力使物体上浮，减少浮力使物体下沉

           改变液体密度　　　　　　　　　　　

           改变物体排开液体体积　　　　　　　　

2、  保持物体所受浮力大小不变，减小物体自身重力使物体上浮，增大物体自身重力使物体下沉。

探究过程三：探究物体在什么情况下会下沉、上浮或悬浮，即探究物体的沉浮条件

（1）       研究物体的悬浮条件。

将鸡蛋放入浓盐水中，逐渐加入清水，使鸡蛋悬浮在盐水中。

改变鸡蛋放入浓盐水中的位置，观察鸡蛋悬浮时的状态。

分析鸡蛋悬浮在盐水中的受力情况

结论：物体悬浮在液体中时，满足：F浮     G物

（2）       研究物体的下沉、上浮条件

在盐水中加入      ，可使鸡蛋上浮。

分析鸡蛋在盐水中上浮时受力情况

结论：物体在液体中上浮时，满足：F浮     G物

在盐水中加入      ，可使鸡蛋下沉。

分析鸡蛋在盐水中下沉时受力情况

结论：物体在液体中下沉时，满足：F浮     G物

（3）       分析讨论得出物体漂浮时的条件:

分析鸡蛋漂浮在盐水中的受力情况

结论：物体漂浮在液体中时，满足：F浮     G物

对于实心物体,根据F浮=ρ液gv排,G=ρ物gv物,可以通过比较物体和液体的密度来判断.

多媒体演示：解释下沉、上浮和悬浮所表示的运动过程.

提出问题：产生漂浮和悬浮的条件都是F浮=G，它们有区别吗？

启发思考：两种情况下v排与v物关系不同，ρ液与ρ物的关系也不同。

二、研究物体浮沉条件的应用

人类利用浮力从远古时代就开始了，最初可能从抓住漂浮的树木免于灭顶之灾得到启示，而抱住或骑在 一段树干上顺水漂流。这是人类最早的航行，利用了密度小于水的木材受到的浮力。

后来人们发现，把树干挖空成为独木舟，不但乘坐舒适，还能承载更多的人和物。从浮力利用的角度看这是个了不起的进步：采用“空心”的办法增大可以利用的浮力。即使最现代化的轮船，也保持着这种古老的办法。

你能举出生活中有哪些利用物体浮沉的例子吗？

应用一：密度计

探究密度计的原理的它的刻度特点

1、  密度计（利用铅笔和一小段铁丝），要求：使自制密度计能竖直地漂浮在液体中

2、  自制的密度计放入清水中，盐水中、酒精中，观察自制密度计浸入液体中的深度，你有什么发现？

结论：密度计是用来测量液体密度的仪器，它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。

应用二、潜水艇

1、  介绍潜水艇：潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇。

问：采用什么方法可以使潜水艇下潜、悬浮在水中或浮出水面？

2、 演示：潜水艇小实验，简介装置，进行演示，使模型上浮和下沉。

多媒体演示，重点观察潜水艇的水舱及水舱中水的多少对潜水艇浮沉的影响。

学生回答、教师小结：

“下潜”：向潜水艇水舱中充水，潜水艇逐渐加重，潜水艇重大于它受到的浮力，就逐渐潜入水中。

“悬浮”：当水舱中保留一定量的水时，潜水艇重等于浮力，潜水艇可以悬浮在水中。

“浮出水面”：用压缩空气将水舱中的水排出一部分，潜水艇变轻，潜水艇重小于它受到的浮力，从而浮出水面。

潜水艇在实际航行时，上浮和下沉过程还要开动推进器，用以加速。

结论：潜水艇——潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。

应用三：气球和气艇：

阅读课文思考。

问：，其体内充的是什么气体？这种气体的密度比空气的密度大还是小？它为什么能够升空？

问：节日气球、热气球、飞艇能不能无限制升空？

问：若要它下降，可采取什么方法？
答：节日气球或携带气象仪器的高空探测气球里充的是氢气或氦气；热气球充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气；飞艇中充的是氢气或氦气。这些气体的密度比空气的密度小。由于气球或飞艇的总重小于气囊排开的空气重，即重力小于浮力，气球和飞艇就能上升。当上升到一定高度，由于越高空气密度越小，它受到的浮力变小，浮力等于重力时，它就不再上升，停留在这个高度。请你想一想，如果这是个载人的带吊篮的气球，为了使乘客返回地面，你打算采用什么办法？（改变气囊中的气体量(放气或充气)、

结论：气球和气艇是靠通过改变自身的体积，从而改变浮力来实现升降的。

应用四：盐水选种。通过改变液体的密度来改变浮力的大小，从而使不良种子上浮，最终漂浮。

应用五：测定人体血液的密度。通过改变液体密度来改变浮力的大小，使血液在同密度相等的硫酸铜溶液中悬浮。

应用六：打捞沉船

在沉船下部用结实的钢带将其托住，在钢带的两端固定浮筒，现在浮筒中注满水，使筒沉到船附近与钢带结合，然后排出筒中水，水的浮力就把筒和船一起推向水面。

三、布置作业

（1）课外小实验：浮沉子的制作

（2）课外小调查：就我国在长江中打捞中山舰的故事写出一个综合报告，并就俄罗斯“库尔斯克号”核潜艇和“泰坦尼克号”沉船打捞问题写出建议，要求从报刊、杂志、网络、电视台的科学频道和时事频收集信息，从科学书刊、科学杂志了解浮力的知识，沉船打捞技术，过去的打捞案例等。