最新人教版八年级物理下册第十章《物体的沉浮条件及应用》示范教案Word格式文档下载.docx

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1．初步认识科学技术对社会发展的影响；

2．初步建立应用科学知识的意识。

教学重点　　　　　

浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法。

教学难点　　　　　

综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件。

课时安排　　　　　

1课时

教学准备　　　　　

多媒体课件、金属箔、大烧杯、水、密度计、充有氢气的气球、没充气的气球。

导入新课　　　　　

多媒体展示情景：

一艘战舰行驶在水面上，这时一颗鱼雷从一艘在水下游弋的潜水艇中发射出来击中了战舰，一声爆炸后，战舰慢慢沉没了。

问题：

1．如上图所示，漂浮的冰山、行驶在水面上的战舰、水下的潜艇、沉入水中的战舰都受浮力吗？

2．它们所受浮力如何计算？

学生活动：

都受浮力，可以利用阿基米德原理计算大小。

既然它们都受浮力，那为什么战舰开始浮在水面上，过一会儿沉入了水底？

还有那艘潜艇，为什么既不浮在水面上，也没有沉入水底，而是停在水面以下呢？

物体什么时候浮，什么时候沉呢？

实验1：

将小木块、乒乓球、小铁块浸没在水中，小木块、乒乓球上浮，小铁块下沉。

实验2：

将牙膏皮放入水中下沉，将牙膏皮折成小盒子，漂浮在水面上。

同时课件展示图片，人在死海中悠闲地戏水、飞艇在空中自由地上升下降，如图所示。

引导：

通过刚才的实验，还有上面展示的两幅图片，对于这些现象，你们想提出什么问题？

思考问题：

为什么有的物体会上浮？

为什么有的物体会下沉？

物体的浮与沉取决于什么条件？

教学说明：

这个时候学生的思维是直接的，他们很容易得到的答案是：

可能浮力大的上浮，浮力小的下沉。

此时老师对学生进行有针对性的引导：

“在水中只受浮力吗？

与重力有没有关系？

”引导学生对观察到的现象进行有根据的猜测。

到底是什么原因影响了物体在水中的状态呢，这节课我们通过实验进行探究。

引出课题：

物体的浮沉条件及其应用。

推进新课　　　　　

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？

分析讨论。

提出问题：

浸入水中的物体受到哪几个力的作用？

它们的施力物体是谁？

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。

（1）当F浮＝G时，它受到平衡力的作用，将处于什么状态？

（2）当F浮>

G时，它受到非平衡力的作用，将处于什么状态？

（3）当F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处于什么状态？

点拨1：

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________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________于物体排开液体的体积。

首先指明这些现象可以描述为“漂浮”“下沉”“悬浮”，规范物理语言，然后要求学生进行受力分析，利用二力平衡的知识解决问题。

2．物体的浮沉条件

分析讨论，得出浮沉条件。

将学生讨论的结果填入表格中：

状态

受力关系

合力

漂浮

F浮＝G

为零

下沉

F浮<

G

竖直向下

悬浮

观察表格会发现，受力关系中还有一种情况：

F浮>

G，这就是“上浮”。

补充表格。

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？

比较分析。

漂浮时，物体只有部分体积浸入液体中，而悬浮时，物体全部浸入了液体中。

总结易混淆的几个词语：

浸没：

物体完全没入了液体中，整个物体在液面以下。

浸入：

也就是“浸在”，包括完全浸没和部分浸没。

漂浮：

物体在液面处，部分体积浸没。

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，也可能部分浸没，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，也可能部分浸没，最终状态是沉在液体底部。

（教学说明：

利用二力平衡的知识探究浮沉条件的过程由学生自主进行，可以板演受力分析情况。

）

铁块放入水中会下沉，放入水银中会怎样？

有学生认为漂浮，也有学生认为下沉。

水银有毒，我们不方便亲自试一试，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？

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。

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）

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）

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）

G⇒ρ液gV排>

ρ物gV物⇒ρ液V排>

ρ物V物⇒ρ液>

由此可判断，铁块会沉入水底，但却会漂浮在水银面上。

将浮沉情况与密度的联系补充到上表中。

[即学即练]

农民们经常利用浮力的知识选种。

当把绿豆倒入盛水的容器中，成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这一现象的原因是（　　）。

A．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在水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，漂浮在水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，漂浮在水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，漂浮在水面的绿豆受到的浮力小于重力

答案：

B

二、浮力的应用

1．轮船的浮沉原理

学生自学阅读课本相关内容，思考下列问题。

你有没有办法让铁块漂浮或悬浮在水中？

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。

怎么才能使铁块的密度变小呢？

由密度公式ρ＝

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。

可挖掉铁块的中间的铁，减小质量。

其实这两种办法都是将铁块制成“空心”。

演示：

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。

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做轮船的排水量。

即：

排水量＝m船＋m货

[质疑]轮船从河里驶入海里

（1）它受到的浮力变大、变小还是不变？

（不变，始终漂浮）

（2）它排开的液体的质量变不变？

（不变）

（3）它排开的液体的体积变不变？

（变，ρ海水>

ρ水，所以V排海水<

V排水）

（4）它是下沉一些，还是浮起一些？

（V排变小了，所以上浮一些）

[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，如图所示，表示轮船没入水中的深度，这条线叫做吃水线，最高吃水线表示最大的安全载重量。

例题一艘质量为6×

103t的轮船，排水量为1×

104t，那么它最多可以承载多少货物？

当它满载货物在密度为1×

103kg/m3的河水中时，受到的浮力有多大？

当它驶入海洋中时，受到浮力的大小变了吗？

所以它将________（选填“向上浮起”或“向下沉入”）一定的体积。

解：

1×

104t－6×

103t＝4×

103t

F浮＝G排＝m排g＝1×

107kg×

9.8N/kg＝9.8×

107N

当它驶入海洋中时，因为船仍然是漂浮，浮力等于重力，浮力保持不变。

由F浮＝ρ液gV排可知，轮船由河里驶入海洋中，由于浮力F浮和g不变，液体的密度ρ液增大，所以V排变小，轮船会向上浮起一定的体积。

2．潜水艇的浮沉原理

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？

[学生实验]

请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气。

现象：

吸气时，水逐渐进入管中，管子下沉；

吹气时，管中的水被排出，管子上浮。

[质疑]

（1）小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化？

（塑料管形变很小，V排基本不变，所以可以认为F浮不变）

（2）塑料管是怎样上浮或下沉的呢？

（吹气时，水从管子中排出，重力变小，F浮>

G物，所以塑料管上浮；

吸气时，水进入管子，重力变大，F浮<

G物，所以塑料管下沉）

[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。

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]潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。

3．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。

这两个气球都受浮力吗？

为什么一个上浮，另一个下降呢？

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。

如何才能将气球浮在空中？

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、热的空气等。

介绍热气球和飞艇的发展历程：

氢气球→氢气飞艇→氦气飞艇

热气球、飞艇带着人飞上了天，实现了人们升天的梦想，可是它们怎么下来呢？

减小浮力，利用F浮＝ρgV排可知，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。

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。

生活中还有哪些现象可以利用浮力的知识来解释？

如腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；

煮饺子，饺