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课题：物体的浮与沉 课时 2 课时
学习目标：1物理观念.通过物体的浮沉条件的实验探究认识浮沉现象，运用力与运动关系，推理物体的浮沉条件。2科学探究.通过实验及生活实例，分析并归纳改变物体浮沉的方法。3科学态度.运用改变自身重力的方法来改变物体的浮沉，结合模拟实验，说明潜水艇的工作原理。4科学责任.通过增大可利用的浮力的来改变物体的浮沉，结合模拟实验，说明密度计、轮船的工作原理。 评价任务：1.观察并认识浮沉现象，经历物体浮沉条件的实验探究，能独立推理物体浮沉的受力关系，回答任务 1 的问题。（对应目标 1）2.小组合作，讨论并举例说明改变物体浮沉的方法，回答任务 2 的问题。（对应目标 2）3.经历实验探究过程，观察现象，利用浮沉条件分析其应用，回答任务 3 的问题。（对应目标3）4.经历实验探究过程，观察现象，会利用漂浮原理分析其应用，回答任务 4 的问题。（对应目标 4）
学习重难点：1.通过物体的浮沉条件的实验探究认识浮沉现象，运用力与运动关系，推理物体的浮沉条件。2.通过实验及生活实例，分析并归纳改变物体浮沉的方法。
学习过程
问题（任务）、学习活动、嵌入评价（评价量规）：问题：物体浮与沉的条件及应用。任务一：认识浮沉现象，分析、推理物体的浮沉条件。创设问题情境：小魔术“听话的小瓶（浮沉子）”的上浮和下沉的实验现象（图 1）；改变小瓶的重力探究物体浮沉的条件（图 2 、图 3）。
问题设计：1. 物体的浮沉需要哪些条件呢？ 上浮、下沉是运动状态的变化 ，大家可以从小瓶受力的角度来分析。2. 三个外形及质量基本相同玻璃瓶浸没在水中 ，其中装有不同质量的水 ，观察松手后瓶子的状态 ，试着画出瓶子受浮力的示意图。3. 三个玻璃瓶受到的浮力大小相等，为什么一个瓶子上浮，一个瓶子悬浮，一个瓶子下沉呢？ （ 图片 3）悬浮是指物体能够“静止 ”在页面下的任何位置，此时“悬浮 ”的瓶子受到的两个力有什么关系？ （ 图片 3）4. 对比漂浮和悬浮两种状态，说明它们的异同？课堂评估建议：（1）学生能否通过观察表述出物体在水中受到两个力的作用。（2）学生能否利用阿基米德原理推导式 F浮 = p液gV排 ，说明三个瓶子浸没时受到的浮力相同。（3）学生通过观察 ，能否解释瓶子上浮和下沉的原因。（4）学生能否从受力情况分析漂浮、悬浮瓶子的异同。任务二：分析、归纳改变物体浮沉的方法。创设问题情境：汤圆刚放入水中时，会沉入锅底；汤圆煮熟时，则会浮出水面（图4）。鸡蛋放入清水中会下沉并沉底，向水中加入食盐可以使鸡蛋上浮（图5）。问题设计：1. “ 探究物体浮沉的条件 ”的实验（ 图 3）说明 ，改变物体受到的哪个力可以改变物体的浮
沉？2. 你有哪些方法可以改变物体受到的浮力？ （ 图 4 、 图 5）3. 现在有哪位同学可以总结一下改变物体浮沉的思路和方法？课堂评估建议：（1）学生能否对教材“物体的浮沉条件 ”实验结论进行总结。（2）学生能否利用阿基米德原理推导式F浮 = p液gV排 ，说出改变物体受到浮力的方法。（3）学生能否总结并说出物体的浮沉取决于浮力和重力的大小关系。任务三：运用改变物体浮沉的方法——改变自身重力，说明潜水艇工作原理。创设情境：“听话的小瓶（浮沉子）”借鉴了法国科学家笛卡尔设计的浮沉子。利用改变物体的重力，小瓶实现自由上浮和下沉（图6）。请大家思考，这样的方法可以用于制造什么呢？问题设计：1.潜水艇可以利用什么改变自身物重呢？2.瓶子的侧边有一个小孔，它有什么作用呢？3.潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？ 你能说说它的工作原理吗？ （ 图 7 、 图 8）4.潜水艇在水下向前运动时，其浮力和重力大小什么关系？课堂评估建议：（1）能说明潜水艇的工作原理及上浮和下沉的方法。（2）能说出潜水艇在水下“悬浮 ”工作时，浮力与重力的大小关系。任务四：运用改变物体浮沉的方法——增大可利用的浮力，说明轮船、密度计的工作原理。创设情境： 中国古代很早就将浮力用于生产、生活中 。人们观察到树叶在水中漂浮不沉，受其启发制作出了船 ，现在我们来观看一段视频《船的由来》（ 图 8）；牙膏皮模拟的轮船模型实验（ 图 9） ；密度计（ 图 10） 。 问题设计见表 4。
问题设计：1.捏扁的牙膏皮沉在水底，撑开牙膏皮却可以漂浮在水上，它排开液体的体积如何变化？浮力如何变化？2.随着货物的增多，船的吃水线如何变化？3.在海面上，我们怎样能直观的看出船的载重情况？大家有什么方法？4.如果船从淡水进入海水区域，船会上浮一些还是会下沉一些呢？请从船的状态入手，思考并解释这一问题。5.将船在淡水和海水中的吃水线位置做个标记，上面的是哪种液体？6.在材料质量相同的前提下，想要刻度间的间距更大一些，密度计设计的粗一些还是细一些比较好？7.细长的密度计怎样才能稳定的直立在水中？8.密度计的刻度分布是均匀的吗？越向上代表液体的密度越大还是越小？课堂评估建议：（1）能否说出利用空心的方法，增大可以利用的浮力，使轮船漂浮在水面上。（2）能否说明轮船由河入海，船体的浸在水中部分变化。（3）能否说明密度计的结构、刻度的特点及其工作原理。
当堂检测：（分基础题、拓展题、挑战题）基础题示例 1.两个相同的量筒内装有甲、乙不同的液体，将同一支密度计分别放入两液体中，静止后液面相平如图 1 所示。下列说法正确的是 ( )A ．密度计在甲液体中所受的浮力大于在乙液体中所受浮力B ．密度计在甲液体中所受的浮力小于在乙液体中所受浮力C ．甲液体的密度比乙液体的密度小D ．甲液体的密度比乙液体的密度大示例 2.如图 2 所示，潜水艇能够上浮和下沉是通过改变_______来实现的；潜水艇在上浮过程中，未露出水面之前，所受的浮力将 ______（选填“变大 ”、 “变小 ”或“不变 ”）。图 2
拓展题示例 1 ：排水量为 1000t 的轮船在河水中航行，满载时受到的浮力为 ________N ，船排开河水的体积是 ___________m3 ，如果船从河里开到海里，它所受的浮力将 ___________（填“变大” 、“变小”或“不变”），排开水的体积 ___________（填“变大”、“变小”或“不变”），船将 ___________（“上浮”或“下沉”）一些。 (ρ河水= 1g/cm3，ρ 海水= 1.03g/cm3 ，g= 10N/kg）示例 2 ：收索盐水选种、热气球的工作原理，利用浮沉条件，推导并说明物体密度与其所浸在的液体或气体的密度关系。
作业设计（分基础作业、拓展作业、挑战作业）基础作业1. 如图所示,潜水艇能够上浮和下沉是通过改变 来实现的;潜水艇在上浮过程中,未露出水面之前,所受的浮力将 (选填“变大”“变小”或“不变”) 。为了能使潜水艇浮出水面,应使压力舱中的水量 (选填“增加”“减少”或“不变”)。2. 在传统农耕文化中,劳动人民一般采用“盐水选种 ”的方法挑选种子,下列说法正确的是( )A. 种子上浮过程中盐水对种子的压强变大B. 漂浮的种子受到的浮力大于自身重力C. 下沉的种子密度比盐水的密度大D. 沉底的种子只受到重力和支持力3. 实践课上,小李用木棒和细铁丝自制了一个简易密度计,他先后把简易密度计放入盛有相同体积的两种液体的相同烧杯甲、乙中,静止时如图所示,则下列说法正确的是( )A. 甲烧杯中密度计受到的浮力较大B. 甲烧杯中液体的密度较小C. 乙烧杯中密度计底部受到液体向上的压强较大D. 乙烧杯底受到的液体压强较小4. “福建舰 ”是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,其配置有电磁弹射和阻拦装置,满载排水量为 8 万吨。 (g 取 10 N/kg)下列说法正确的是( )A. 舰载机飞走后,航母所受的浮力不变B. 航母满载时受到的浮力为8×103 NC. 航母从淡水驶入海水中后所受的浮力不变D. 航母上的舰载机起飞后,航母会下沉一些
5. 如图所示为热气球,热气球的巨大气袋中充满空气,从燃气装置中喷出的火焰加热气袋中的空气,热气球内部气体的温度升高,密度 。当热气球内部气体的密度比其外部气体密度 到一定程度时,热气球便上升了。拓展题6. 如图所示,一个密度为0.6×103 kg/m3 的正方体物块漂浮在液面上,露出液面的体积占物块体积的 ， 则该液体的密度是 kg/m3。
提问：浮力的大小跟物体排开液体的重力存在什么定量关系呢？活动 2 ：分析需要测量的物理量，设计实验，明确实验步骤。1.提问：①需要测量哪几个量？②如何收集排开液体的体积？③如何测出排开液体所受的重力？说一说你的实验方案？2.依据实验步骤设计实验表格3.在学生实验过程中，巡视各小组，及时给予指导和帮助，解答学生遇到的问题 。活动 3 ：分析数据，得出实验结论。1.选取部分小组的实验数据进行展示，引导学生对数据进行分析和讨论 。（投屏分析）2.实验结论：物体所受浮力 F 浮与被物体排开水的重力 G 排大小相等。活动4：交流与讨论1.在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响？2.在测量排开液体的重力时，能否倒出水再测出空桶的重力？为什么？3.进行多次实验的目的是？
任务二：了解阿基米德原理的内容及其在生活中的应用。活动 5 ：总结得出阿基米德原理，强调公式中各物理量的含义和单位。阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力 。用公式表示为 F 浮 = G 排。①影响浮力大小的因素由公式 F 浮 = ρ液 gV 排可知：浮力 F 浮的大小只和 ρ液和 V 排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中的运动状态等因素无关。②适用范围：该定律也适用于气体，物体在气体中所受浮力的大小也可用 F 浮 = ρ气 gV 排计算。③求液体密度、排开液体的体积公式：活动 6 ：给出一些简单的浮力计算问题，运用阿基米德原理进行计算，教师巡视并指导。例题：有一杯水、一杯盐水和一块重 0.22N 、密度为 1. 1×103kg/m3 的塑料块。该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少 活动 7 ：运用阿基米德原理，解释曹冲如何利用小船测出大象的质量。1. 运用阿基米德原理，解释曹冲如何利用小船测出大象的质量。2.展示一些生活中与浮力相关的图片和实例，运用阿基米德原理进行分析和解释。提问学生：这些物体是如何利用阿基米德原理工作的？引导学生运用阿基米德原理进行分析和解释。
当堂检测：（分基础题、拓展题、挑战题）
基础题：1.下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系 ”的过程情景，其中弹簧测力计的示数依次是 F1 、F2 、F3 、F4。（1）在实验操作前细心的小明同学指出：在情景甲中存在错误，该错误是溢水杯中水面__________________。（2）纠正错误后，该探究实验的合理顺序为_____________________（用甲、乙、丙、丁表示）。（3）在情景乙的测量中，溢水口还在溢水过程中，小红同学便急忙把小桶移开，开始测量小桶和溢出水的总重力，这样会导致测得排开液体所受重力_______（选填“偏小 ”“不变 ”或“偏大 ”）。2.如图所示，小冬把装满水的烧杯放在空盘子里，将一个重力为 0.5 N 的空饮料罐按入水中，饮料罐完全浸没之前，饮料罐浸入水中越深，罐底所受水的压强________，受到的浮力________ (前两空均选填“越大 ”“越小 ”或“不变 ”)。溢出的水流入盘中，收集并测量出盘中水的重力为 1.5 N ，则饮料罐受到的浮力大小为_____N。
作业设计（分基础作业、拓展作业、挑战作业）基础作业：1.小明在学习“阿基米德原理 ”时，做了如图所示的实验。图中弹簧测力计的示数分别为 F1 、F2 、F3和 F4 ，则下列说法正确的是( )A. F1－F2 ＝F3－F4B. F1－F2 ＝F4－F3C. F2－F3 ＝F4－F1D. F2－F3 ＝F1－F42.将一个大铁球和一个小塑料球放入水中，结果如图所示，则( )
A. 大铁球受到的浮力大 B. 小塑料球受到的浮力大C. 它们所受浮力一样大 D. 条件不足，不能确定3.鱼鳔是鱼的一个重要器官，鱼通过呼吸对鱼鳔充气或放气来改变自身的体积，在水中实现上浮或下沉。如图所示，处于水面下的鱼，若把鱼鳔内的气体排出，则鱼 ( )A ．体积 B ．受到的浮力减小C ．重力 D ．受到的浮力增大4.小杰同学在游玩“海底世界 ”时，观察到鱼嘴里吐出的气泡上升时的情况如图所示，对气泡上升过程中受到的浮力和气泡内气体压强分析正确的是( )A. 浮力不变，压强不变 B. 浮力变小，压强变小C. 浮力变大，压强变小 D. 浮力变大，压强变大5.小明想知道自己在空气中受到的浮力大小，通过查找资料得知人体的体积大约是 50dm3 ，空气的密度大约为 1.3kg/m3 ，则浮力大小最接近的是 ( )A ．650N B ．65N C ．6.5N D ．0.65N拓展题6.如图所示,现有一质量为 1.2 kg、体积为8×10-3m3 、质地均匀的浮标,用细绳的一端系住浮标,另一端固定在池底。随着水池内水位的上升,细绳逐渐被拉直,当水位达到 90cm 时,浮标恰好浸没且细绳未被拉断。 ( ρ水=1.0×103 kg/m3,g 取 10 N/kg)下列相关分析中正确的是( )A.浮标的密度为 1.5×103kg/m3 B.水对池底的压强为 9×105PaC.浮标所受的浮力为 12 N D.细绳对浮标的拉力为68 N7.如图所示,在容器中放一个上下底面积均为 10 cm2 、高为 6 cm、体积为80 cm3 的均匀对称石鼓,其下底表面与容器底部完全紧密接触,石鼓浸没于水中且其上表面与水面齐平, ( ρ水=1.0×103 kg/m3,g取 10 N/kg)则石鼓受到的浮力是( )A.0 N B.0.2 N C.0.6 N D.0.8 N
图 1 浮沉子
图 2 物体的浮沉条件实验
图 4 汤圆煮熟前后对比
图 3 物体的浮沉条件实验
图 5 鸡蛋与浮力
图 6 浮沉子
图 8 “潜水艇”的上浮
图 7 “潜水艇”的下沉
图 10 密度计
图 9 牙膏皮模拟的轮船模型实验
图 8 轮船
图 1

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