【做一做】请将泡沫、木块、牙膏皮、小瓶、小西红柿、铁块放入水中,上浮的物体有哪些,下沉的有哪些?
并分别放入两个烧杯中。
4.【自主分析与交流】一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断?
【总结】上浮F浮>G物ρ物<ρ液
漂浮F浮=G物ρ物<ρ液
悬浮F浮=G物ρ物=ρ液
下沉F浮ρ液
【想一想】漂浮与悬浮有什么共同点与不同?
5.【设置跟踪练习】
把铁块放在水中时,铁块会;放在水银中时铁块会;最终。
6.【实验探究、合作研讨】
【思维升华】—探究改变物体浮沉状态的方法
请利用桌上器材(气球、铁钉、注射器、纸杯等)改变两烧杯中的物体的浮沉状态。
【引导总结】——改变物体的浮沉状态的方法1.改变浮力:
改变V排、改变ρ液
2.改变重力
3.同时改变浮力和重力
现象释疑:
为什么汤圆刚入锅时沉底的,煮熟了就浮到水面上了?
(设计意图:
通过学生自主探究改变浮沉条件的方法,既为下面浮沉条件的应用作铺垫,又锻炼了学生的思维。
)
观察、回答:
悬浮。
猜测:
橙子下沉,小西红柿上浮。
观察发现:
橙子上浮,小西红柿下沉。
小组讨论交流:
橙子体积大,V排就大,所受浮力就大。
讨论交流:
土豆V排大,浮力大,其重力也大,得出物体的浮沉应该有F浮和G物共同决定的。
受力分析并交流:
橙子受到的浮力大于重力、西红柿受到的浮力小于重力、瓶子受到的浮力等于重力。
(设计意图:
通过学生自主受力分析、归纳总结浮沉条件,有利于学生对知识的理解,同时提升了学生的能力。
)
动手实验观察并分类。
小组合作自主分析:
G物=m物g=ρ物gV物
F浮=ρ液gV排
根据浮力与重力的关系得出物体密度与液体密度之间的关系。
比较漂浮与悬浮的异同点。
共同点:
在平衡力的作用下静止不动;浮力等于重力。
不同点:
漂浮是物体一部分浸入液体中,悬浮是整个物体浸没在液体中。
密度关系也不同。
学以致用:
解决问题巩固新知。
小组讨论后再动手实践。
展示成果:
(1)把牙膏皮做成船型(空心),就能浮在水面上,而且还能装载小西红柿。
(2)铁块放在纸杯里、或吹大的气球里。
(3)在烧杯里加适量的盐,鸡蛋会浮起来。
(4)在泡沫上穿几颗钉子,泡沫就沉下去了。
(5)用注射器抽小西红柿中的汁水。
……
分析、解答:
汤圆熟了时变成空心的,增大排开液体的体积,从而增大浮力。
(二)物体沉浮条件应用
1.轮船
工作原理
排水量
2.密度计
3.潜水艇
探究潜水艇的工作原理
4.气球和飞艇
5.应用拓展
过渡:
你能举出生活中应用这些改变浮沉条件的方法的事物吗?
1.轮船
【以问求答】用密度比水大的钢铁制成的轮船是却能浮在水面上,为什么?
利用学生展示的漂浮在水面的牙膏皮,可以把它看成一个小船,大家能不能说出轮船工作原理是什么?
【引导总结】——轮船的工作原理:
采用“空心”的办法增大排开液体体积增大可以利用的浮力,使船漂浮在水面。
【演示实验】标记水到牙膏皮的位置为1,然后向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为2,然后再向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为3……牙膏皮小船下沉到水底。
【问题导学、自主学习】看来船还有一个运载能力的问题,实际是用什么来衡量船的运载能力的?
——引出排水量,追问:
什么是排水量?
【跟踪典例剖析】一艘轮船排水量为2×104t。
请问它排开水的重力是多少?
除此之外我们还可以计算出哪些物理量来?
总结:
【演示实验】把牙膏皮小船放入密度为1.0×103㎏/m3纯水中,标记水到牙膏皮的位置为S,然后再把它放入密度为1.1×103㎏/m3盐水中,牙膏皮小船会有什么变化?
标记水到牙膏皮的位置为W。
则W在S的____方。
W、S叫轮船的吃水线。
【想一想】一艘轮船从河里驶入海里,它受到的重力。
它受到浮力。
它排开水的体积。
(填“变大”“变小”或不变)
2.密度计
【引导改装】S处可以标记为纯水的密度,W处可以标记为盐水的密度,牙膏皮可以改装成测量什么量的装置?
这样把它改装成了密度计。
出示:
密度计—可以直接测量液体密度的仪器。
【以问求答】1.工作原理:
利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。
2.刻度特点:
上小下大,刻度间隔不均匀。
3.潜水艇
【合作探究】你能改变玻璃瓶的浮沉状态吗?
【播放动画】潜水艇的沉浮
【问题导学】潜水艇在水下行驶过程中,它受到的浮力大小,下潜时向水舱中,潜水艇逐渐变,就逐渐潜入水中;上浮时,就用压缩空气将水舱中的水排出一部分,使潜水艇变,从而上浮。
潜水艇的潜水和上浮是靠__来实现的。
【总结】潜水艇的工作原理:
潜水艇的上浮、下潜和悬浮,靠改变自身的重力来实现的。
【拓展】鱼的浮沉:
由潜水艇你想到什么动物,你能说说鱼是通过什么方式来实现浮沉的?
【反馈训练】某潜水艇从水面上10m处一直下潜到100m深的过程中,潜水艇受到水的压强将_____,浮力将___;从长江潜行到东海浮力将____。
4.气球和飞艇
过渡:
在空气中能实现浮沉吗?
【设置情境】出示一薄塑料袋,展开释放,塑料袋下落;用嘴吹起塑料袋释放,塑料袋下落。
为什么不能升空?
要想使它升空怎么办?
【模拟实验】利用塑料袋和酒精灯模拟热气球
让各小组同时释放。
【课堂奖励】把一“许愿灯”奖励送给“热气球”升高的最高的小组。
【归纳总结】气球和飞艇工作原理:
ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。
(设计意图:
通过丰富多彩的探究活动,培养学生的动手能力、激发学习兴趣,使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活、社会中的意识。
)
(1)打捞沉船
介绍方法:
将几个充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面。
【想一想】请解释这样打捞沉船的道理?
(2)盐水选种
(3)躺在“死海”里看书,这是什么原因呢?
(设计意图:
开拓学生视野,激发学生对科学的求知欲及探求科学知识的兴趣,从物理走向生活。
)
搜集实例:
轮船、潜水艇、气球……
思考回答。
观察实验。
回答:
排水量。
自主学习、回答问题:
轮船的大小是按排水量来区分的,排水量是轮船满载时的排开水的质量(m排),它等于船的质量和货物的质量之和。
学以致用:
分析解答。
(设计意图:
学生通过解决问题,提升对知识的认识,同时锻炼运用知识解决问题能力。
)
交流、回答:
会上浮一些。
学生思考解答:
不变、不变、变小。
剖析易错点:
轮船漂浮,F浮=G物,G物不变,F浮不变。
思考回答:
测量液体密度。
观察、思考、回答。
分组实验:
先观察实验器材潜水艇模型,再合作实验。
交流方法:
1.当将注射器气体压入玻璃瓶时,瓶内的水量减少,瓶和瓶内的水的重力变小,G<F浮,球将上浮。
2.当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多,球和球内的水的重力变大,G>F浮,球下沉。
观看课件,回答:
不变充水重轻
改变自身重力
交流:
通过鱼鳔的涨缩,改变排开水的体积,从而改变浮力与重力的关系。
思考解答:
变大、不变、变大。
回答:
能、气球和飞艇能实现浮沉。
观察、思考回答:
往里充密度小的氢气或加热里面的空气。
小组合作模拟实验:
【想想议议】
1.要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,可采用什么办法?
2.要使热气球落回地面,可采用什么办法?
交流、回答:
浮筒中水排出后重力大大减少,浮力却没有减少,即使拴上沉船也是
F浮>G,因此能浮上水面。
交流盐水选种的道理:
饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。
交流、回答。
三、课堂小结:
回顾本节课的学习内容
本节课你有哪些收获?
还有哪些疑惑?
学生讨论梳理知识,交流收获和疑惑。
四、课堂检测
教师巡视、讲评
学以致用完成检测题、解答见附件1
五、布置作业
出示思考题题目见附件2
课后完成
【板书设计】
第三节物体的浮沉条件及应用
一.物体的浮沉条件:
上浮F浮>G物 漂浮 F浮=G物
悬浮F浮=G物
下沉F浮<G物 最终沉底
二.应用
1.轮船:
把物体作为“空心”的办法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
2.密度计
3.水艇:
依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
4.气球和飞艇:
ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。
【教学反思】
一、教案的“亮点”
1、本节课教学设计思想是源于生活、激发兴趣,创设情境、引发冲突,动手实践、体验探究,学以致用。
2.以学生自主探究为主线展开教学,实验器材充分、目的明确,能让学生通过丰富多彩的探究活动,使学生大胆实践、勇于创新,学生的创新精神和探究能力得到了锻炼,激发学生的学习积极性,能让学生在自主探究和合作交流中提升对知识的认识,真正发挥了学生的正常思维潜能,激发了学生对自然科学的探究,培养了学生探究意识、动手能力和团结协作的精神,更重要是培养了学生的创新意识。
二、教学中易出现的问题
1、由于对学生自主动手实验学习能力信心不足,仍不敢对学生全面放手,教师在学生自主探究实验活动中时时不放心,这不利于学生自主探究能力和创新能力的培养。
部分学生教学的参与度不够,学生的动手能力也比较弱,要多鼓励学生,对于学生的困难,给予及时的辅导。
2、活动和实验的目的是为了帮助学生更好地理解知识,所以活动和实验要注意其有效性和可参与性,还要注意留给学生足够的思考、讨论和交流的时间,也是一堂课成功的关键。
附件1【课堂检测】
1、排水量为一百吨的轮船在河水中航行,满载时船及所装的货物共重N受到河水的浮力是N.如果河水密度为ρ水=1.0×103kg/m3,船排开河水的体积是m3。
(g=10N/Kg)
2、将一支密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中,如图所示。
若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙,则ρ甲ρ乙F甲F乙。
3、某潜水艇从长江潜行(在水面下航行)到东海某地执行任务.若它悬浮在江面下所受重力、浮力分别为G1、F1,悬浮在海面下所受重力、浮力分别为G2、F2,则:
G1___G2,F1___F2(填“大于”、“等于”或“小于”)
4、下列说法正确的是( )
A.浮力等于重力,一定悬浮
B.浮力等于重力,一定漂浮
C.物体在水中上浮,在没有露出水面之前浮力不变
D.在水中匀速下沉的物体重力大于浮力
附件2【作业思考题】
1、曹冲称象运用了的方法,巧妙地测出了大象的体重。
他运用的与浮力有关的知识:
(1);
(2)_____。
2、如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。
甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是( )
A.甲受到的浮力大
B.乙受到的浮力大
C.丙受到的浮力大
D.甲、乙、丙受到的浮力一样大
3、如图所示,潜艇甲和渔船乙均由河里驶入海中。
它们所受到的浮力变化情况是()
A.甲、乙均不变
B.甲不变,乙变大
C.甲变大,乙不变
D.甲、乙均变大