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第三节 物体的浮与沉
一、教学目标
1．理解物体的浮沉条件。
2．能应用浮沉条件解释简单的问题。
二、教学重难点
重点：对浮沉条件的理解。
难点：利用浮沉条件解释有关问题。
教学过程
（教学案）
一、情境引入
孔明灯又称文灯、天灯，它携带的燃料可升空漂浮约1小时，开始时像不明飞行体，升到一定高度后就仿若星星。每逢喜庆日子或盛大的节日，人们都点起文灯来表达他们的美好心愿。点燃文灯前人们都要在灯上写出自己的愿望，与天灯一起冉冉升向苍穹，以祈求心愿能实现。孔明灯是如何能升空的呢？
二、互动新授
(一)物体的浮沉条件
演示：体积相同的铁块和蜡块，同时浸没在水中后放手，让学生观察发生的现象(铁块沉入水底，蜡块上浮最终浮在水面上)。
引导学生对铁块和蜡块进行受力分析，并提出问题：放手后，铁块和蜡块受到哪些力的作用？(都受到重力和浮力的作用。)铁块和蜡块受到的浮力相等吗？(根据阿基米德原理公式进行分析。)
小组讨论，师生共同分析，实验表明可以通过改变物体所受重力和浮力的大小来控制物体的浮与沉，那么物体上浮和下沉时它受到的重力和浮力之间有什么关系呢？
结合教材图9－15利用实验器材设计实验并进行实验分别让玻璃瓶上浮、下沉、悬浮，并进行受力分析，比较重力的变化。
序号
实验方法
玻璃瓶运动情况
玻璃瓶受力情况分析
1
将拧紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中然后松手
2
将装满水并拧紧瓶盖的玻璃瓶浸没在水中然后松手
3
将装适量水并拧紧瓶盖的玻璃瓶浸没在水中然后松手
重点分析如何使盛满水的玻璃瓶悬浮，最终实上浮的。其中的物理原理：盛满水的玻璃瓶的______力没有改变，改变了____力，通过_____________的方法改变的。
提问：如果是下沉的鸡蛋，你有什么方法让它浮起来？
演示实验：取一只新鲜鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况，向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，观察到鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，观察到什么现象？
提出问题：(1)鸡蛋放入清水后，它是上浮还是下沉？(2)加盐轻轻搅拌的目的是什么？(盐水溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大；)(3)随着不断地往水里加盐，有什么现象出现？(4)为什么会有这样的现象出现？
分析其中的物理原理：鸡蛋的____力没有改变，改变了____力，通过____的方法改变的。
通过实验得出使物体在液体中上浮的方法有两种：减小重力；增大物体受到的浮力(增大物体排开液体的体积或增大液体的密度)。
最后根据实验现象和受力分析，总结归纳出结论：浸没在液体中的物体，其浮沉主要取决于它所受到的浮力和重力的大小；当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉；当浮力等于重力时，物体处于悬浮或漂浮状态。
引导学生利用数学推导物体密度与浮沉的关系：
当ρ物 ___ρ液 时，物体下沉；当ρ物 ___ρ液 时，物体上浮；当ρ物 ___ρ液 时，物体悬浮。
(二)浮沉条件的应用
1．密度计
学生自学教材内容，了解密度计的构造，分析讨论刻度值特点，并利用阿基米德原理推导密度计根据没入深度就可读出液体密度的原因。
小组实验，利用铅笔和细铁丝、橡皮泥自制密度计，利用所制密度计测量的水的密度，并在上面标出对应水的密度值的位置。
2．盐水选种
学生自学，小组讨论分析盐水浸泡法选种的做法和原理。
3．潜水艇
教师介绍最早的潜艇用于军事侦察和袭击，现在也用于深海考察，为开发海洋，获得新资源提供信息。
提出问题：潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？
演示实验：通过胶管从烧瓶中吸气时，可使烧瓶下沉，通过胶管A从烧瓶中吹气，就可使烧瓶上浮，如果吹气合适的话，也可以使烧瓶处于悬浮状态。
引导学生分析：吸气时，水进入烧瓶，重力变大，当重力大于浮力时，烧瓶下沉；向烧瓶中吹气时，水从烧瓶中排出，重力变小，重力小于浮力时，烧瓶上浮；如果吹气合适时，浮力等于重力，可以使烧瓶处于悬浮状态。
出示潜水艇的模型，观察结构，结合教材图9－20分析潜水艇的受力情况和上浮、下潜的原理。然后通过课件展示潜水艇上浮和下潜的过程。
潜水艇只受到两个力的作用，重力和浮力；注意潜水艇的水舱的体积是不变的(这一点与鱼鳔不同)；潜艇排开水的体积不变，潜艇处于同一液体当中(即排开液体的重力相等)，那么浮力是不变的；浮力不变，只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮；潜艇有两个水舱，可以用人工的方法向水舱中压入和排出水；潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力；人工向水舱中压入水，直到重力大于浮力的时候，潜艇下沉；人工从水舱中排出水，直到重力小于浮力的时候，潜艇上浮；当重力与浮力相等时，潜艇悬浮。
4．热气球
教师出示热气球图片，让学生阅读教材相关内容，了解热气球的结构和特点，运用刚刚学过的知识解释热气球的沉浮原理。解释热气球升空的过程。提出问题：假如由你来设计一个吊篮的热气球，为了使它能降回地面，你打算采用什么办法？学生讨论回答。
三、课堂小结
四、板书设计
第三节　物体的浮与沉
一、物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体，其浮沉主要取决于它所受到的浮力和重力的大小；
当浮力大于重力时，物体上浮；
当浮力小于重力时，物体下沉；
当浮力等于重力时，物体处于悬浮或漂浮状态。
二、浮沉条件的应用
1．密度计：浮力等于重力
2．盐水选种：ρ种子＞ρ盐水，下沉，饱满、结实的良种；ρ种子＜ρ盐水，上浮，最终漂浮，干瘪、虫蛀的种子。
3．潜水艇：靠改变自身重力实现在水中的浮沉。
4．热气球：改变热气球的体积和内部气体的密度。
五、教学反思
本节课是在对浮力有了一定认识的基础上进一步了解浮力在社会生产生活中的应用，通过物体在液体中的浮沉情况引入，利用二力平衡跟力的合成的知识分析得出浮沉条件，在教学中多注意学生对浮沉现象的感性认识，学生容易错误的将下沉的物体理解为不受浮力，而对于上浮的物体所受到的浮力大于重力，就想当然地认为漂浮的物体受到的浮力大于重力。所以要规范描述各种浮沉条件，区分易混淆的状态，并通过相关的练习加以巩固。
（导学案）
一、学法点津
通过多媒体展示和实验相结合的手段，让学生首先通过多个实验探究获得相关知识，在利用多媒体的展示进一步揭示物体的浮沉条件直观地认识物体的漂浮、悬浮和下沉的三种状态，从而使学生理解物体的浮沉条件是二力平衡条件在流体中的具体应用。
二、学点归纳总结
（一）知识要点总结
1．物体的浮沉条件。
2．浮沉条件的应用：密度计、盐水选种、潜水艇、热气球。
（二）规律方法总结
1. 判断物体的浮沉的两种方法：比较F浮与G或比较ρ液与ρ物。
2．漂浮和悬浮的不同：(1)排开的液体体积不同：悬浮时，物体浸没在液体中，V排＝V物，漂浮时，物体部分浸在液体中，V排＜V物；(2)密度不同：悬浮时，ρ物＝ρ液，漂浮时，ρ物＜ρ液；(3)浮力大小不同：悬浮时，物体受到的浮力是它在这种液体中受到的最大浮力，漂浮时物体受到的浮力小于它受到的最大浮力。
课时作业设计
一、选择题
1．一质量为7.9kg，体积为10m3的铁球，按入水中后，它将(　　)。
A．上浮　　　 B．下沉　　　　 C．悬浮　　　　　D．无法判断
2．甲、乙、丙三只完全相同的杯子里盛满水，将质量相同的实心铜块、铁块、铝块分别投入甲、乙、丙中的水面下方之后，溢出水量最少的是(　 )(ρ铜＞ρ铁＞ρ铝)。
A．甲杯　　 B．乙杯　　 C．丙杯　　 D．三杯一样多
3．一个鸡蛋漂浮在装盐水的烧杯中，在慢慢往烧杯里注入清水的过程中(　　)。
A．鸡蛋由漂浮到悬浮的过程中受到的浮力变小
B．鸡蛋由漂浮到悬浮的过程中受到的浮力变大
C．鸡蛋由悬浮到沉底的过程中受到的浮力变小
D．鸡蛋由悬浮到沉底的过程中受到的浮力变大
二、填空题
4. 一个质量是60g的西红柿悬浮在盐水中不动时，它受到的浮力是______N，如果往盐水中注入清水，西红柿将________。(填“下沉”、“上浮”或“不动”)(g＝10N/kg)
5. 中国改装的“瓦良格”号航空母舰出海试航，当航母在平静的水面航行时，它所受的浮力________它的总重力(填“大于”、“等于”或“小于”)．当航空母舰上舰载飞机起飞后，它排开水的体积___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
三、作图题
6．请画出图中潜水艇上浮时所受重力和浮力的示意图(小黑点O表示潜水艇的重心)。
四、实验探究题
7．甲、乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究。
(1)甲同学的探究方案
实验器材：弹簧测力计(量程0～5N，分度值0.2N)、天平(带砝码盒)、量筒及水、蜡块(10g左右)
探究问题：蜡块的上浮条件。
实验过程：
①首先测量蜡块的重力：方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力；方案二是用天平测出蜡块的质量，再求出重力。
你支持方案________，理由是_____________。
②测量蜡块受到的浮力：量筒中放入适量的水，把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力．你认为上述操作存在的问题是_______________。
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力，可知物体上浮的条件。
(2)乙同学的探究方案
实验器材：装有水的大烧杯、蜡块、铁钉。
探究问题：蜡块的下沉条件。
实验过程：把蜡块浸没在水中，松手后，发现蜡块要上浮直至漂浮在水面．为了使浸没在水中的蜡块会下沉，设计了两种实验方案。
方案一：将一根铁钉全部插入蜡块中，然后将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块沉入水底。
方案二：用同样的铁钉，但只将其部分插入蜡块中，将蜡块浸没在水中松手，发现蜡块也沉入水底。
①从物体受力的角度看，在蜡块中插入铁钉是为了改变________的大小。
②能够得到的实验结论是：____________________。
③虽然两种方案的实验结果基本一致，但老师认为方案一更科学，你认为老师这样评价的主要理由是______________________。
【参考答案】
1．A 2．A 3．C　4．　0.6　　 下沉 5.等于　 减小
6.
7．(1)①二　　 因为弹簧秤的分度值大于蜡块的重力　　②蜡块没有浸没在水中
(2)①重力　 ②物体的重力大于浮力时，物体下沉 ③方案一是在改变物体重力的同时，控制了浮力不变这一条件

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