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第3节 浮力的应用
【教学目标】
一、知识与技能
1.知道物体的浮沉条件,能运用它解释浮沉现象.
2.知道轮船、潜水艇、热气球、飞艇的工作原理.
3.通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产、生活和社会中的应用.
二、过程与方法
1.通过观察、分析，了解轮船是怎样浮在水面的，了解潜水艇怎样实现上浮、下沉的.
2.通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值.
三、情感、态度与价值观
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.
【教学重点难点】
轮船、潜水艇、热气球的工作原理.
【教具准备】
多媒体课件、长柱体水桶、气球、雪梨、图钉、水、铝箔、小石头、潜水艇模型、热气球模型等.
【教学课时】
1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时内容，加强学生对知识的巩固.
【新课引入】教师给学生表演两个魔术：
准备两个一样的长柱体水桶，一个桶装了水，一个桶装了同样多的酒精，先把装酒精的桶藏在讲台下面。拿一个装了水的气球放入装了水的桶中，让学生看气球上浮，拿出气球，预先安排一个学生躲在讲台下面，在我施加魔法时让学生偷偷地把装水的桶换成装酒精的桶，再往装了酒精的桶放刚刚的气球，发现气球下沉，解开谜底；
把刚刚的装了水的桶放在学生的桌面上，把一个雪梨放入桶中，让学生看雪梨上浮，拿出雪梨同样地施加魔法，在施加魔法时偷偷地往雪梨底部按上两颗图钉，把雪梨再放入水中，发现雪梨下沉，解开谜底。
通过以上魔术，复习物体的浮沉条件，然后引入浮沉条件在我们生活中有什么应用，引导学生一起来探究本节内容。
【进行新课】
一.轮船
教师提出问题：铝块和石头的密度都比水大，实心的铝和石头在水中会下沉。用一块铝箔包着一块石头放入水中，结果会怎样？老师演示两次实验，第一次包实一点发现下沉，第二次包松一点，发现它们是漂浮在水面上的。老师讲述上述实验说明采用“空心”的办法，不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力，还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。
给每一组同学一块铝（用铝箔叠成一块铝），先让学生把铝块放到水里看到铝块下沉，然后让学生想方法让它不下沉并漂浮在水面.学生分组实验（学生把铝箔展开，叠成船形），老师提出问题让同学们思考并讲授新课——轮船.
工作原理：空心法，即把密度比水大的钢材制成空心的，使它能排开更多的水，增大可利用的浮力，从而漂浮在水面上，这是浮沉条件的应用
展示图片并进行知识拓展：早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。
讲解轮船的大小通常用排水量表示，排水量即轮船满载货物时排开水的质量.如果将上述质量转换成重力也就是船满载后受到水的浮力（即船受到的最大浮力）.排水量=船自身质量+满载时货物的质量，即m排=m船+m货.
板书：1.轮船采用把物体制成“空心”的方法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮.
2.排水量：满载时，船排开的水的质量（m排=m船+m货）.
讲解后提出以下问题：
（1）轮船从河水驶入海里，它的重力变不变？它受到的浮力变大、变小还是不变？
（2）它排开的水的质量变不变？
（3）它排开的水的体积变不变？
（4）它是下沉一些，还是上浮一些？
学生回答后更正讲解，同一艘轮船，不论在海里还是在河里航行，F浮均等于G，所以F浮不变，由阿基米德原理F浮=ρ液 gV排知，由于海水和河水的密度不同，所以V排不同，ρ液大则V排小，ρ液小则V排大，因此轮船在海水里比在河水里浸入的体积小.
二.潜水艇
教师讲解，潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，是一种很重要的军事舰艇.它是怎么工作的呢？请大家分组进行实验让潜水艇模型上浮下沉，然后拆开潜水艇模型让学生思考它是怎样实现上浮下沉的。
学生实验，吸气时，水逐渐进入模型中，模型下沉；吹气时，模型中的水被排出，模型上浮.
教师提问：（用多媒体展示）
思考题：（1）潜水艇模型浸没在水中所受F浮是否变化？
（2）那它是怎样上浮或下沉的呢？
学生回答：（1）由于塑料管形变很小，V排基本不变，所以可以认为F浮不变.
（2）吹气时，水从管子中排出，重力变小，F浮＞G物，所以上浮；吸气时，水进入管子，重力变大，F浮＜G物，所以下沉.
教师（用多媒体展示潜水艇模型）介绍潜水艇:潜水艇两侧有水舱，当往水舱中充水时，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.
板书：潜水艇原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉.
练习:（用多媒体展示）潜水艇浸没在水中，在它下潜的过程中，关于它受到的重力和浮力的说法正确的是（ ）
A.重力不变，浮力不变 B.重力变大，浮力变小
C.重力变大，浮力不变 D.重力变小，浮力变大
解析：潜水艇下潜时让水进入载水舱，从而增大了自身的重力；而由于潜水艇排开水的体积不变，故所受浮力不变； 当重力大于浮力时，潜水艇就会下沉.
答案：C
三、 气球和飞艇
教师播放课件,展示一个热气球和飞艇，提问1、为什么热气球和飞艇会飞起来？2、 热气球和飞艇内的气体密度有要求吗
老师讲解热气球和飞艇的原理：ρ气球＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空.
板书：在气球和飞艇的气囊里充入密度小于空气的气体.
老师提问让学生讨论：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，能想出什么办法？要使热气球落回地面，又有什么办法？
学生思考、讨论:氦气球可以放气,热气球可以停止加热.
练习2、为了使静止的热气球下降，必须继续给热气球中的空气 （选填“加热”或“降温” ）热气球 上的物体抛掉一部分 ，热气球将 。
3、要使上升的氢气球下降，必须给氢气球 . （选填“打球”或“放气” ）正在上升的装了货物的氢气球绳子突然断了货物将 （选填“上升”“先上升后下降”或“下降” ） 。
【课堂小结】
1.轮船：
（1）采用空心法，————排开水的体积，增大浮力。
（2）排水量：轮船满载时———————————
2.潜水艇：靠水舱充水、排水改变 来实现上浮或下潜。
3.气球和飞艇：里面充的气体密度—————空气密度。
【课堂练习】
1.下列关于浮力的说法正确的是( )
A.轮船从长江驶入大海，所受的浮力变大
B.悬浮在液体中的物体所受的浮力大小等于物体的重力
C.阿基米德原理说明物体所受浮力大小等于物体的重力
D.鸡蛋放入清水中沉在杯子底部，是因为鸡蛋在清水中不受浮力
2.把质量相等的实心木球和实心铝球浸没于某种液体中，放手后，木球悬浮而铝球下沉，静止后它们所受浮力的大小关系是( )
A.F木=F铝 B.F木F铝 D.无法确定
3.装有不同液体的甲、乙两烧杯，放入两个完全相同的物体，当物体静止后两烧杯中液面恰好相平，如图KT10-3-2所示.液体对甲、乙两烧杯底部的压强分别是p甲、p乙，液体对两物体的浮力分别是F甲、F乙，则下列判断正确的是( )
A.p甲＞p乙，F甲=F乙 B.p甲>p乙，F甲＞F乙
C.p甲＜p乙，F甲=F乙 D.p甲=p乙，F甲＜F乙
4.半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面(如图KT10-2-3甲)；装载时需向船体水舱注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下(如图KT10-2-3乙)；待货物被拖到甲板上方时，排出水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载(如图KT10-2-3丙).半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为F1、F2、F3，则以下判断正确的是( )
A.F1＞F3＞F2
B.F2＞F3＞F1
C.F3＞F1＞F2
D.F3＞F2＞F1
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