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1、物体的浮沉条件及应用学案物体的浮沉条件及应用1物体的浮沉条件教学设计教学目标：学问与技能理解物体的浮沉条件。能应用浮沉条件说明一些简洁问题。过程与方法经验探究浮沉条件的过程，培育学生运用力和运动的学问分析概括实力。培育学生运用物理学问解决实际问题的实力。相识浮力在生产生活中应用的相关内容。情感看法与价值观通过渗透物理方法的教化，培育学生养成以试验为基础，实事求是的科学精神。通过分析生活中的实例，激发学生学习物理的爱好。教学重、难点重点：理解物体的浮沉条件。运用已知学问分析物体的浮沉条件。难点：利用浮沉条件分析轮船、潜水艇、密度计的工作原理。教学过程：导课演示试验：将一个空矿泉水瓶，放入水中，矿
2、泉水瓶浮在水面上；渐渐向矿泉水瓶加沙子，发觉矿泉水瓶渐渐浸没水中。当加沙子到肯定程度，矿泉水瓶既不浮在上面，也没沉到水底；接着加沙子，发觉矿泉水瓶沉到水底。引出课题：物体的浮沉条件是什么？讲授新课一、物体浮沉条件1.利用受力分析物体浮沉条件?老师做演示试验让学生视察浸没在水中的物体的浮沉状况引导学生画出受力示意图?并合作探究得出物体的浮沉条件。老师就学生的探究过程作一总结，归纳出物体的浮沉条件：F浮G时，合力的方向向下，物体就会下沉；F浮G时，合力的方向向上，物体就会上浮；F浮=G时，合力为零，物体就会悬浮在液体中。2.利用阿基米德原理分析物体浮沉条件当液物时，必有F浮G物，物体在液体中下沉；
3、当液=物时，必有F浮=G物，物体可以悬浮在液体中；当液物时，必有F浮G物，物体在液体中上浮。二、物体的浮沉条件的应用1.怎样使密度大于水的物体能够漂移在水面上呢？轮船钢铁的密度比水大所以铁块会在水中下沉，可为什么钢铁制成的轮船却能漂移在水面上呢？（引导学生做浮橡皮泥试验）总结：做成空心增大了橡皮泥的体积能排开更多的水也就增大了浮力使浮力大于重力橡皮泥就上浮，而轮船就是依据这个道理制成的。潜水艇潜水艇也是用钢铁作成的，可它为什么能在水中上浮和下潜呢？通过自制模型向同学们展示潜水艇上浮和下潜的过程。引导学生利用物体的浮沉条件，分析潜水艇上浮，下潜的缘由。总结：潜水艇是靠变更自身重力来达到变更浮力和
4、重力的关系，从而确定上浮或下潜的。三、小结、布置作业分析浮力在生产生活中应用：气球升空、孔明灯的原理。物体的浮沉条件及应用29.3探讨物体的浮沉条件1教学目标学问与技能知道物体的沉浮条件,会依据沉浮条件推断物体的浮沉。知道通过变更物体受到的浮力或重力的大小可限制物体上浮或下沉。能应用沉浮条件说明简洁的物理现象。过程与方法通过视察试验，相识浮沉现象。情感看法与价值观通过收集、沟通关于浮沉条件在技术上应用的事例，体验科学、技术与社会的亲密联系。2教材说明本节内容包括两个重要的学问点：一是通过试验，探究物体的浮沉条件；二是用物体的浮沉条件说明潜水艇、气球的浮沉原理和浮筒打捞法。本节课是在前面学习了浮
5、力概念及阿基米德原理的基础上绽开的，并与前面的内容构成了完整的浮力学问体系，本节学问将浮力、重力、二力平衡、密度等学问紧密联系起来，是力学学问的综合运用。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，可以使学生深刻地相识到物理学的重要性，激发对科学的爱好。本节的编写思路是：通过实例潜水艇在水中上浮、下沉、悬浮的现象，开宗明义地引出本节课的探讨课题物体的浮沉条件是什么？接着设计了“活动一”，通过试验视察鸡蛋在不同密度的盐水中漂移、悬浮、下沉和上浮的状态，在学生感知漂移、悬浮、下沉和上浮四种状态的基础上，引导学生通过受力分析，利用阿基米德原理和二力平衡学问进行分析探讨，总结出物体的浮
6、沉条件，从感性到理性相识浮沉现象。最终，通过介绍潜水艇、气球的浮沉原理，将物体浮沉条件的应用引向广袤的生产、生活空间。传统教材把浮沉条件和相识浮力放在一起作为本章的第一节，显得内容多而乱，使学生一起先学习浮力就感到困难。该教材把浮沉条件及其应用放在一起，作为独立的一节，支配在学习完阿基米德原理之后，既保障了学问体系的完整性，又使得整体学问脉络更为清楚，有利于学生由浅入深地学习。本节教学重点：物体的浮沉条件是分析各种浮沉现象的基础，所以通过试验视察，相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。本节教学难点：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
7、德原理分析鸡蛋在盐水中受到的浮力的改变，并比较浮力和重力的大小，须要较强的思维实力，因此是本节教学的难点。3教学建议本节可根据学生的相识规律，由浅入深地进行教学，首先让学生相识物体的浮沉现象，然后探究物体的浮沉条件，最终说明生活中的浮沉现象。其中探究物体的浮沉条件是本节教学的重点；组织学生做好鸡蛋的浮沉试验及理论分析是本节教学的关键。物体的浮沉条件是什么可以开宗明义，干脆引入课题，老师设疑：“浸入液体中物体都会受到浮力，为什么乒乓球会浮在水面，而小石块却沉入水底，物体的浮沉由什么确定？”也可以设置一些情境，引起学生的爱好，并提出要探究的问题。例如：（1）让学生将石块木块曲别针乒乓球等放入盛水的
8、烧杯中，通过视察，学生会发觉木块乒乓球漂移，而石块曲别针却沉入杯底，自然就想知道：浸在水中的物体，都受到水对它的浮力，为什么有的上浮、有的下沉呢？（2）老师出示一只浮沉子，限制它在水中上浮、下沉、悬浮，学生在饶好玩味的视察后就会提出问题：怎样可以限制它的浮沉？浮沉子的制作方法如下：器材：选用量筒一只，橡皮膜（可用剪开的大气球代替）一块，细线一根，滴管（或空眼药水瓶）一只。（也可以用带盖的可乐瓶代替量筒和橡皮膜，通过挤压瓶子使沉浮子下沉。）制作：如图9-6所示，先在量筒中倒入适量的水，使量筒中的水面低于量筒口约12cm。再用滴管吸入适量的水，使滴管刚好浮于水面并略微露出一点，然后用橡皮膜蒙住量筒
9、口，再用细线扎紧。浮沉子的试验装置就做成了。演示：用手指按压橡皮膜，可使滴管沉入水底，松开手指滴管又会浮现来。假如手指用一适当的力按住橡皮膜，还可以使滴管停留在水中任一深度。（3）限制潜水艇模型在水中上浮、下潜，请学生视察现象，提出问题。假如没有现成的潜水艇模型，可根据如下方法制作：如图9-7所示，取一只大试管，用一个钻有两个小孔的橡皮塞塞紧管口，在两个小孔中各插入一根短玻璃管，并在玻璃管上各分别接上一根长度适当的软胶管，其中一根胶管和注射器相连，另一根胶管只需当试管水平浮在水面时，管口能没在水面以下即可。为使试管能水平浮在水面，可在试管的底度绕几圈铁丝，作为配重，使它平衡。演示：将试管放入大
10、玻璃水槽内，使它水平浮于水面。用注射器从试管中抽气，试管内的水就增多；往试管内压气，试管内的水就削减。限制进入试管内的水量，试管就会在水中下沉、上浮或悬浮。“活动1”的目的是通过试验视察，使学生相识浮沉现象，再经过受力分析状况，利用二力平衡的学问和阿基米德原理进行分析，探讨物体的浮沉条件。在探究物体的浮沉条件之前，首先要使学生明确四种浮沉状态。教材采纳变更盐水浓度的方法，让学生视察鸡蛋在液体中浮沉的几种状况。活动前老师要事先调配好大量浓盐水，供应给学生运用。有的老师可能会想到：在试验过程中让学生在清水中加盐，以使沉在杯底的鸡蛋上浮、悬浮直至漂移，事实上由于食盐溶解较慢，这种做法不简单看到预期的
11、试验效果。除了教材供应的方法外，还可以用下面的方法，边演示边讲解四种状态：（1）在黄色乒乓球内注入适量的水，用蜡封住口，将乒乓球放入装有适量水的大量筒中，把乒乓压入水底，撤去压力后，乒乓球会缓慢向上运动，这种状态称为“上浮”；（2）乒乓球上浮到肯定的位置后，最终会静止，一部分体积浸没在水中，另一部分体积露出水面，这种状态称为“漂移”；（3）若将铁块放入水中，铁块将会向下运动，这种状态称为“下沉”，铁块最终会下沉到容器底部；（4）将灌满水的小气球（小气球内要尽可能灌满水，不留空气，必要时还要在口处绑一些细铁丝，否则不易浸没在水中）扎紧口，轻轻放入水中，小气球会停留在水中任何深度处，这种状态称为“
12、悬浮”。还可以让学生再举诞生活中的一些类似实例，增加感性相识。关于物体浮沉的“条件”，学生在日常生活可能存在一些错误的阅历或思维定势，如认为“重的物体下沉，轻的物体上浮”。为此，可演示一个小试验：把一枚小铁钉放在水中，结果下沉；而将大木块放在水中，会上浮直至漂移。大木块明显比小铁钉重。这个试验现象与学生原有的错误相识发生冲突，有利于订正学生的错误观点，激发学生深化思索物体浮沉的条件。做完鸡蛋浮沉的试验后，让学生思索、探讨教材中的两个问题，重点引导学生对鸡蛋进行受力分析，并运用阿基米德原理分析鸡蛋受到浮力的改变，再从运动状态动身，分析、比较重力和浮力的大小关系，得出物体的浮沉条件。此时老师要强调
13、物体上浮、下沉是运动过程，物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最终漂移在液面。可再演示一下浸没在水中的木头的上浮过程，以加深对上浮和漂移的印象。最终由师生共同归纳物体的浮沉条件：（1）当物体受到的浮力F浮大于物重G时，浸在液体中的物体会上浮；（2）当物体受到的浮力F浮小于物重G时，浸在液体中的物体会下沉。（3）浸在液体中的物体F浮等于物重G时，物体悬浮在液体中或漂移在液面。“想一想”漂移与悬浮的共同点是浮力等于重力，简单使学生产生“物体的漂移与悬浮是一回事”或“一个物体在同一液体中既可以漂移又可以悬浮”的错误观点。订正上述错误观点的最好方法是让学生进一步视察漂移
14、与悬浮的演示试验，通过比较找出二者有哪些不同。漂移是物体浮在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。对于学生产生的“鸡蛋为什么既可在盐水中漂移，又可悬浮”这类疑问，可引导学生探讨以下几个由浅入深的问题：鸡蛋从悬浮变为漂移的过程中，鸡蛋浸入液体的体积是否改变？盐水的密度是否改变？鸡蛋受到的浮力是否改变？（浮力都等于重力，而它受到的重力没有变更，所以浮力的大小也没有变更。）然后再依据阿基米德原理的表达式F浮=G排=液gV排分析，若液变小，但V排变大，可以使物体受到的浮力不变。这样，不需强调，学生自然能够明白，同一个物体在同一密度的液体中既漂
15、移又悬浮是不行能的；对于像“满载的轮船由内河驶入大海，受到的浮力大小是否变更？（不变）船应稍稍上浮一些还是下沉一些？（上浮一些）”这类问题也很简单理解了。通过以上的分析，学生就会知道：通过变更液体的密度可以变更物体的浮沉状态。对于程度比较好、学有余力的学生，还可引导他们依据物体的浮沉条件和阿基米德原理表达式进一步进行理论推导，得出如下结论：当物液时，物体下沉；当物液时，物体上浮直至漂移在液面上；当物=液时，物体悬浮在液体中的任何深度里。浮沉条件在技术上的应用关于潜水艇的浮沉原理，可以通过展示挂图，请学生比照教材图9-14与图下面的文字说明自己来总结。有条件的学校，还可以利用多媒体展示，让学生直
16、观了解潜水艇是如何实现上浮与下潜的。此处要留意突出讲原理，不要纠缠技术问题，对潜水艇不必讲水箱的构造及怎样利用压缩空气把水箱中的海水排出等。为激发学生的学习爱好，也可以让学生通过自制潜水艇模型来感受潜水艇的浮沉原理:器材：空塑料眼药水瓶一只，大铁钉一只，自行车气门芯皮一根，还有胶带、锥子、小刀等。制作：用胶带将眼药水瓶和大铁钉缠在一起，在塑料瓶紧靠铁钉的侧壁上用锥子戳几个小孔，再用小刀将瓶口削尖，在瓶口处接上自行车气门芯皮，这就做成了潜水艇模型。思索：把模型进入水中，从管内吸气，模型将怎样？为什么？向管内吹气，模型又将怎样？为什么？学生通过试验就会发觉：把潜水艇模型放入水中，向外吸气时，由于内
17、部的压强减小，在外界大气压的作用下，水就会从侧壁上的小孔进入塑料瓶，使模型的重力增加，大于它受到的浮力，于是模型下潜；反之，向管内吹气，会把部分水排出模型，使模型的重力削减，小于它受到的浮力，于是模型上浮。由此总结出潜水艇的浮沉原理是：通过变更自重实现上浮和下沉。此时可引导学生将潜水艇和“活动1”中鸡蛋的浮沉原理进行对比，明确：通过变更浮力或变更重力这两种方法都可变更物体的浮沉状态。还可介绍一些有关潜水艇的学问，例如：潜水艇的发展过程、现代潜水艇资料、我国的潜水艇等，拓展学生的视野。关于气球的浮沉原理，可以先演示以下试验引起学生的爱好：找一个特别薄的塑料袋，口向下放置，并将袋口用透亮胶带适当粘
18、合变小（不要封死），使它变为上大下小的气球形态，用酒精灯在袋口处对空气加热，几分钟后，气球即可升空。在视察之后，请学生比照教材图9-15及相关文字说明，尝试回答：（1）热气球为什么会升起来？（热空气的密度较小，使得热气球的重力小于它受到的浮力，所以上浮）（2）假如由你来设计一个吊篮的热气球，为了使它能降回地面，你准备采纳什么方法？为什么？（停止加热，气球就会缩小体积，减小浮力，降回地面）并指出：热气球、氢气球、飞艇都是通过变更自身重力来实现上浮的。在学习浮沉条件的应用时，除了课堂内、外支配一些小制作、小试验外，还可以支配学生查阅有关浮力应用的资料（如盐水选种、深水打捞等），学生通过收集、沟通关
19、于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值，使学生开阔视野，培育发展学生获得信息的实力，并体会物理在科学、技术、社会中的作用。4教学评价课堂测评1.一个重为10N的木块在水中上浮，最终漂移在水面上，这木块受到的浮力（）A.上浮时小于10N，漂移时大于10NB.上浮时大于10N，漂移时小于10NC.上浮时等于10N，漂移时等于10ND.上浮时大于10N，漂移时等于10N2.一艘轮船从河里驶入海里，发生改变的物理量是（）A.船受到的重力B.船受到的浮力C.船排开液体的重量D.船排开液体的体积3.把质量相同的实心木球和实心铁球浸没于水中放手后，木球上浮而铁块下沉。静止后它们受的浮力大小是（）AF木球F
20、铁球BF木球F铁球CF木球=F铁球D无法推断4.潜水艇是通过变更实现浮沉的;而水中的鱼儿则是通过变更鱼鳔中的气体体积来实现浮沉的。原来处于悬浮状态的鱼儿，假如将鱼鳔中的气体体积减小一些，将有助于鱼儿。5.游泳时，有的人会有这样的体验:当人站立在水中且身体将要浸没时，池底对脚的支持力几乎为零。假如一位重为490牛的同学正在体验这种感觉，此时他受到的浮力约为多少？排开水的体积约为多少？6.把重5N、体积为06cm3的物体投入水中，当物体静止时，受到的浮力是多少？为什么？【参考答案】1D2.D3.A4.自身的重力下潜5.490N510-2m36.假设物体能浸没于水中，则此时受到的浮力为F浮=液gV排
21、=10g/cm310N/kg06cm3=6N，大于物体自身的重力，因此物体最终会漂移在水面上，由漂移条件可得F浮=G=5N。“自我评价与作业”指导1.略2.上浮下沉悬浮或漂移3.死海中的水含盐量较高,密度较大，产生的浮力较大，当人受到的浮力和自身的重力相等时，人就可以漂移在海面上读书。4.C5.13/103“课外活动”指导在该项活动中，要使瓶子悬浮须要反复调试。建议让学生先做上浮、漂移，再做下沉，最终做悬浮。既使做不成悬浮也没有关系，学生在调整过程中会亲身体验到：重力和浮力的大小关系，确定着物体的浮沉。物体的浮沉条件 第六节物体的沉浮条件设计思想：在通过前面的探究活动后，在这一节里再次进行探究
22、活动的目的是激发学生学习物理的爱好及探究物理的思想方法本教案立意与探究活动中思想和方法的开放性，旨在让学生大胆探究物理规律，打开学习物理的思路，同时，希望学生在学习探究的过程中感悟物理的探讨方法探究打算：在事先分好组，按须要，一般是四五个同学一组为宜同时提出要探究的课题探究中供应的试验仪器：木块、铁块、弹簧称、天平、量筒等，还可依据学生的试验设计须要，为学生供应仪器探究中的详细操作：1、提出问题：木块漂移在水面上，二铁块却下沉，这究竟是为什么呢？物体的沉浮条件又是什么？2、请同学们提出猜想，猜想不拘一格；3、依据自己的猜想，请同学们自己设计试验方案来验证自己的猜想；4、在提出设计方案的基础上选
23、择所需的试验仪器（也可自己设计试验仪器）；5、设计试验的记录表格；6、写出试验步骤；7、得出试验结论；8、看试验结论和从前的猜想是否吻合；9、写出个人自评以上的全部项目都填在下表里姓名试验日期探究课题物体的沉浮条件提出猜想 设计试验方案 试验仪器 试验的记录表格 试验步骤 试验结论 试验结论和猜想是否吻合 自评 学生将上表交回后，此课时完毕下一课时，选几组完成较好的方案，由学生边演示边讲解他们组的探究报告，得出试验结论老师就学生的探究过程作一总结，归纳出物体的浮沉条件：F浮G时，合力的方向向下，物体就会下沉；F浮G时，合力的方向向上，物体就会上浮；F浮=G时，合力为零，物体就会悬浮在液体中请同
24、学们用物体的浮沉条件说明图8-33、图8-34、图8-36、图8-37等现象 提出问题：物体的重力与物体的密度有关，而物体排开液体所受的重力与液体的密度有关，那么，物体的浮沉条件与它们的密度有何关系呢？结论：当液物时，必有F浮G物，物体下沉；当液=物时，必有F浮=G物，物体悬浮在液体中；当液物时，必有F浮G物，物体上浮留意：这里要指出物体是实心的，假如用大密度的材料制成的物体要附在水面上，则可以把他制成空心的，如轮船等物体浮沉条件的应用请同学们学习“阅读材料” 第13页 共13页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页第 13 页 共 13 页