资源简介

第3节　物体的浮与沉
第一课时　物体的浮沉条件
教学目标
【知识与技能】
1．知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系，理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用．
2．知道物体的沉浮与密度的关系．
3．了解浮沉的各种现象．
4．结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法．
【过程与方法】
通过物体的浮沉现象的实验研究，培养学生思维能力和实验研究能力．
【情感、态度与价值观】
1．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，激发兴趣和提高学生的思维方法．
2．初步建立应用科学知识的意识．
重点难点
【重点】
浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法．
【难点】
综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件．
教学过程
知识点　物体的浮沉条件
【自主学习】
阅读课本P177－179，完成以下问题：
1．当浮力大于重力时，物体上浮．
2．当浮力等于重力时，物体受力平衡，处于悬浮或漂浮状态．
3．当浮力小于重力时，物体下沉．
【合作探究】
演示一　物体的浮沉现象
1．将小木块浸没在水中，松手后，它将怎样运动？
答：小木块上浮至水面．
2．将乒乓球浸没在水中，松手后，它将怎样运动？
答：乒乓球上浮至水面．
3．将金属块浸没在水中，松手后，它将怎样运动？
答：金属块下沉到水底．
实验一　探究物体的浮沉条件
1．实验目的：探究物体的浮沉条件.
2．实验方法：实验分析法.我们可以从浸在液体里的物体的受力情况去分析，设计如下图所示的实验来验证．
3．实验器材：玻璃瓶，盛水容器，清水等．
4．设计并进行实验.
实验序号 实验方法 观察小瓶运动情况 小瓶受力情况
1 把盖上盖子的空小瓶浸没于水中再松手 小瓶上浮 F浮＞G
2 把装满水并盖上盖子的小瓶浸没于水中，再松手 小瓶下沉 F浮＜G
3 设法使小瓶既不上浮也不下沉，即静止在水中(也叫做悬浮) 小瓶静止 F浮＝G
5．整理实验器材．
6．探究结论：(1)物体在液体中的沉浮取决于物体所受浮力和重力的大小．(2)通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态．当F浮＞G时，物体上浮；当F浮＜G时，物体下沉；当F浮＝G时，物体处于悬浮或者漂浮状态．
演示二　上浮和下沉
1．物体下沉的条件是什么？
答：F浮＜G物时，物体下沉．
2．物体上浮的条件是什么？
答：F浮＞G物时，物体上浮．
演示三　物体在水中的三种状态
1．漂浮：物体浮在水面，有一部分露出水面.漂浮条件：F浮＝G物.
2．悬浮：物体完全浸没在水中，可以停留在水中的任何位置.悬浮条件：F浮＝G物.
3．下沉：物体沉在水底.下沉条件：F浮＜G物.
4．悬浮与漂浮有何相同点和不同点？
答：相同点：都是一种静止的平衡状态，都满足F浮＝G物．不同点：(1)悬浮是指物体全部浸入液体中，这时物体所受的浮力是最大浮力，F浮＝ρ物gV物(V排＝V物)；漂浮指物体部分浸入，此时V排ρ物，悬浮条件是ρ液＝ρ物(物体为实心)．
探究一　密度与物体浮沉的关系
1．上浮：由F浮>G可得：ρ液gV排>ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液>ρ物.
2．下沉：由F浮3．悬浮：由F浮＝G可得：F浮＝ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液＝ρ物.
4．漂浮：由F浮＝G可得：ρ液gV排＝ρ物gV物，因为V排ρ物.
5．将新鲜的鸡蛋分别浸入盛有水和浓盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置．
答：鸡蛋在水中下沉到杯底，在浓盐水中可以悬浮．
6．总结：简单地说，浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况．还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态.
探究二　对于浮沉条件的理解
1．ρ物是物体的密度(平均密度)，而不是构成该物体的物质的密度．
2．由物体的沉浮情况可以判断物体重力与浮力的大小关系及物体密度与液体密度的大小关系，反过来由物体重力与浮力大小关系及物体密度与液体密度的大小关系也可以判断物体的浮沉情况．
3．求解某物体在液体中所受的浮力，首先要明确物体在液体中所处的状态，若漂浮或悬浮则浮力等于物体重力；若沉底则浮力应根据阿基米德原理求解．
探究三　根据阿基米德原理和浮沉条件作出的有关推论
1．密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块仍都悬浮(或漂浮).
2．漂浮在水中的冰或含有木块、蜡块等密度小于水的物体的冰，熔化成水后液面不变；若冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰熔化成水后液面下降.
3．漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几.
4．将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力，且力的大小等于液体对物体的浮力的增量.
实验二　物体会停在哪一层？
1．把糖浆、水及油沿汤匙注入玻璃杯中，由于密度不同，液体会分成三层．把蜡块、橡皮、瓶塞、鸡蛋等放入杯中，观察它们分别位于哪一层液面上？
答：蜡块、瓶塞位于最上层液面上，橡皮位于第二层液面上，鸡蛋位于底层液面上．
2．你能说出原因吗？
答：原因是浸在液体中的物体，其浮沉取决于它所受到的浮力和重力的大小，或者说取决于物体的密度和液体的密度的大小．
实验三　橡皮泥为什么能漂浮？
甲　橡皮泥小球　乙　橡皮泥小船
1．如图甲所示，取一杯清水和一块橡皮泥，将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，橡皮泥小球会如何运动？
答：橡皮泥小球沉入水底．
2．如图乙所示，如果将橡皮泥小球捏成小船轻轻放在水面上呢？
答：橡皮泥小船漂浮在水面上．
3．你能解释观察到的现象吗？
答：将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，小球受到的浮力小于自身重力，将在水中下沉．捏成小船后放入水中增大了排开液体的体积，浮力变大，漂浮在水面．
【教师点拨】
条件分析法：当影响浮力大小的两个因素都不相同时，不能根据单个影响因素来比较所受浮力的大小，这时可以先由浮沉条件分析出不同情况下的浮力与物体自身重力之间的大小关系，再比较浮力的大小．
【跟进训练】
1．如图所示，A、B两物体静止在水中，下列说法正确的是(　C　)
A．两物体受到的浮力一定相等
B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大
C．两物体的密度不等，B物体的密度大
D．两物体的重力不等，B物体的重力大
2．重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10－4 m3的水．则此物体是(　B　)
A．浮在水面上 B．沉到水底
C．悬浮在水中 D．以上几种情况都有可能
3．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力小于铝球受的浮力；若把它们都放在水银中
静止时，则铁球受的浮力等于铝球受的浮力．(均选填“大于”“小于”或“等于”)
课堂小结
状态 受力关系 密度关系 合力
漂浮 F浮＝G ρ液>ρ物 为零
下沉 F浮悬浮 F浮＝G ρ液＝ρ物 为零
上浮 F浮>G ρ液>ρ物 竖直向上
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．

展开更多......

收起↑