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(共16张PPT)
第九章 浮力
实践 调研我国造船与航海方面的成就
1.知道查阅资料，了解我国古代和近年来船舶的发展及成就，以及郑和下西洋的贡献，完成一篇调研报告。
2.学会了解不同类型船舶的设计特点及其对浮力等知识的应用，做一艘有动力的小船。
3.理解浮力知识在造船和航海领域的重要应用，培养跨学科综合运用知识的能力。
4.能够通过调研活动，体会浮力知识在造船和航海领域的重要应用。
大家知道船为什么能在水面上航行吗？我国在造船与航海方面又有着怎样辉煌的成就呢？
知识点一：浮力原理
浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力。
定义
公式
F 浮 = G 排 = ρ 液 gV 排
空心铁盒增大了排开水的体积，从而增大了浮力，浮力大于重力就会上浮，最终漂浮
将一个铁块放入水中，铁块会下沉，但如果把铁块制成空心的铁盒，它就能漂浮在水面上，这是为什么？
知识点二：船舶设计中的浮力应用
船的形状做成空心，且底部宽阔，这样可以增大排开水的体积，从而获得足够的浮力使其漂浮。同时，船舶的设计还需要考虑重心位置，以保证稳定性。
货船
货船
浮力要求
货船需要有足够的浮力来承载大量的货物。为了获得足够的浮力，货船的体积通常较大。根据阿基米德原理浮液排，增大排开液体的体积排就能增大浮力。所以货船一般采用宽体设计，船身比较宽大，吃水线以下的部分体积大，这样可以排开更多的水，产生足够的浮力来承载货物。例如，大型集装箱货船，其底部宽阔，能保证在装载数千个集装箱后仍能浮在水面上。
一般把较重的货物放在底部，这样可以降低船的重心。
客船
浮力要求
客船要承载众多乘客和各种生活设施等，同样需要足够的浮力。客船的体积也比较大，其设计会充分利用船身的空间来增大排水体积。一些大型豪华客船采用多层结构，不但增加了载客量，也增大了船整体的体积，从而保证浮力。像泰坦尼克号这样的大型客轮，其巨大的船体能够排开大量的海水，产生足够的浮力来承载乘客、船员以及船上的各种设施。
客船的船身通常比较修长，并且有一定的宽度。这种形状可以减少船在航行时受到的波浪冲击力，保持较好的稳定性。
客船
军舰
浮力要求
军舰需要搭载各种武器装备、弹药、人员等，对浮力要求也很高。军舰的体积根据其用途和级别有所不同，但一般都会通过合理的外形设计来增大浮力。例如，驱逐舰和护卫舰等水面舰艇通常有较大的水线面面积，能排开足够的水产生浮力。一些大型航母更是体积巨大，通过其庞大的舰体排开海水来提供浮力，以承载舰载机、燃料、弹药等众多物资。
军舰的船底一般设计为尖底或 V 形底，这种设计可以减少在高速航行时的阻力，同时也有助于提高稳定性。
军舰
知识点三：古代造船技术的发展历程
远古时期 - 独木舟
商周时期 - 木板船
秦汉时期 - 楼船
古代造船技术的后续发展
利用自然界中的树木来制作水上交通工具。独木舟是我国古代造船技术的最初形态
即木板拼接技术。人们学会了用木板来拼接船身，不再局限于独木舟的单一木材形式
楼船具有多层建筑结构，一般有三层甚至更多。造船工匠通过加强船底龙骨和船舷的结构，使用更粗壮的木材和更复杂的连接方式来保证船身的稳固
秦汉之后，我国古代造船技术在之前的基础上不断发展。在船舶的动力方面，除了传统的人力划桨和帆船技术的不断改进外，还出现了轮桨船等新的动力形式
郑和下西洋的壮举
郑和船队模型图
郑和率领船队从 1405 年开始，至 1433 年结束，在这近 30 年的时间里，前后共进行了 7 次下西洋的航海壮举，每次航行间隔时间不定，基本是数年一次，足迹遍布东南亚、南亚、西亚乃至非洲东海岸的众多国家和地区。
郑和船队规模庞大，每次出海的船只数量众多，船只加起来一般有 200 多艘
整个船队的人员构成十分复杂，人数众多，每次航行的人员总数可达 27000 多人，涵盖了各个行业人员，分工细致明确，保障在远洋航行期间正常运转
水密隔舱技术：当船身某一处破损进水时，由于水只会进入破损的那个隔舱，其他隔舱依然保持浮力，不会使整艘船迅速下沉，从而保证了船舶在海上航行的安全性
知识点四：船舶设计与浮力实践
查阅资料，了解不同类型船舶的设计特点及其对浮力等知识的应用。选择一个参考样例，做一艘有动力的小船，综合考虑船体造型、材料选取、驱动装置等方面。
在制作小船时，可以先设计草图，考虑如何利用所学的浮力知识保证小船漂浮
选择合适的材料（如轻质木材、塑料泡沫等），并思考如何安装驱动装置（如电动马达、橡皮筋动力等）让小船能够航行。
在制作过程中，要注意安全，如谨慎使用工具，用完后小心收放。
小组讨论
在了解我国古代造船与航海成就的过程中，你印象最深刻的是什么？这些成就与我们今天所学的物理知识有哪些联系？
对于制作有动力的小船，你有什么初步的想法和计划？在设计和制作过程中可能会遇到哪些问题，如何用物理知识来解决？
一、浮力原理
二、船舶设计中的浮力应用
浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫做浮力
三、古代造船技术的发展历程
独木舟
后续发展
货船
四、船舶设计与浮力实践
F 浮 = G 排 = ρ 液 gV 排
客船
军舰
木板船
楼船

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