物體的浮沉條件及應(yīng)用

一、教學(xué)目標(biāo)：

1．知道物體的浮沉條件。

2．知道輪船、潛水艇、氣球和飛艇的應(yīng)用原理。

3．通過浮沉條件的實(shí)際應(yīng)用，了解物理知識(shí)在生產(chǎn)與生活中的應(yīng)用。

4．通過觀察和實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生樹立以觀察和實(shí)驗(yàn)的方法來研究物理問題的思想，培養(yǎng)學(xué)生與他人交流與合作的精神。

二、教學(xué)重難點(diǎn)

探究物體的浮沉條件及浮力的應(yīng)用。

三、教學(xué)方法

（1）通過實(shí)驗(yàn)探究和受力分析，得出物體的浮沉條件；

（2）通過對(duì)演示實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，了解輪船是怎樣浮在水面上的以及浮力的其他應(yīng)用。

四、教學(xué)過程：

在課堂開始之前我請(qǐng)問一下大家，你們是否知道為什么鋼鐵做成的輪船能浮在水面上？鋼鐵做成的潛水艇能在水中上浮和下潛呢？?這就是我們今天要學(xué)習(xí)的課題：物體的浮沉條件及其應(yīng)用

首先我們探究物體的浮沉條件，請(qǐng)大家看課本上的實(shí)驗(yàn)探究，（按照幻燈片的圖示）把裝有不同量沙子密封性良好的同一種乒乓球1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)浸沒在清水中央然后放開手、觀察乒乓球的浮沉現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究；同學(xué)們觀察到裝有不同量沙子的乒乓球物體浮沉情況是什么呢？（學(xué)生回答：1號(hào)下沉-沉在容器的底部；2號(hào)懸??；3號(hào)上浮-漂?。?/p>

請(qǐng)一位同學(xué)上來，分別拿一下這三個(gè)乒乓球，它們的重量有什么區(qū)別。同學(xué):1號(hào)比較重，2號(hào)比一號(hào)輕，3號(hào)最輕。是的，重力不同的乒乓球在同種液體中的浮沉情況不一樣，這是為什么呢？

我們來對(duì)乒乓球進(jìn)行受力分析，首先請(qǐng)同學(xué)們回顧一下物體在液體中的幾種常見狀態(tài)分別有哪幾種，漂浮、懸浮、下沉、上浮。（讓學(xué)生說出自己的想法）首先我們可以知道物體處于漂浮和懸浮這兩種狀態(tài)乒乓球所受到的浮力是等于重力的；而下沉和沉在容器底部的浮沉情況的它們的受力是不同的，只有受力不平衡才會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。

現(xiàn)在物體在水中的狀態(tài)有五種情況，分別是物體在液體中處于上浮和下沉兩種運(yùn)動(dòng)狀，物體靜止在液體的三種狀態(tài)，我們分別加以分析即可得到物體的沉浮條件。

上?。篎浮>G???向上運(yùn)動(dòng)

漂浮：F浮=G靜止??V排?

懸?。?F浮=G????V排=V物???靜止

下沉：F浮

沉在容器的底部

F浮

浸沒在液體中的物體受到豎直向下的重力G和豎直向上的浮力F浮，因此物體的浮沉就取決于它所受的浮力與重力的大小關(guān)系。若F浮>G物,則物體上浮，最終漂浮；若F浮=G物，則物體懸浮在液體中；若F浮

接下來讓我們聰明的同學(xué)動(dòng)一動(dòng)腦筋，把物體浸沒在液體中，那物體排開水的體積與物體的體積有什么關(guān)系呢？請(qǐng)同學(xué)們大膽回答一下。(同學(xué)回答：?V排=V物)老師：?V排=V物?那么我們可不可以換一種物理量來判斷物體的浮沉條件同學(xué)們想一下。老師：我們知道G=mg

m=ρv物

那么G=ρ物v物g，而且F浮=ρ液g

v排

當(dāng)物體懸浮時(shí)我們對(duì)其進(jìn)行受力分析可得：G物=F浮所以有ρ物v物g

=ρ液g

v排

所以我們可以得到這個(gè)結(jié)論:

上浮：

ρ液>ρ物

漂?。?/p>

ρ液>ρ物

V排

懸浮：????ρ液=ρ物

V排=V物

下沉：

ρ液<ρ物

那么我們是如何改變物體的浮沉條件呢？首先請(qǐng)大家先思考一個(gè)生活中的現(xiàn)象應(yīng)該如何解釋，為什么湯圓剛?cè)脲仌r(shí)沉底的，煮熟了就浮到水面上了。（出示ppt圖片）他們和自身的浮沉條件有什么關(guān)系。這是因?yàn)闇珗A熟了之后內(nèi)部變成空心的，也就是說增大了排開液體的體積，從而增大浮力，湯圓也就漂浮起來了。

所以我們可以得出改變物體的浮沉的方法有兩種，1、G不變，F(xiàn)浮改變；（改變V排）

2、F

浮不變，G改變?；（改變?chǔ)盐铮?/p>

就比如剛剛的湯圓問題就是運(yùn)用了G不變，“空心”的方式，使得增大排水體積，從而增大可利用的浮力，使物體漂浮于水面。而物體沉浮的根本原因也就是在于物體密度與液體密度之間的比較。

那么物體的浮沉條件在生活中的應(yīng)用都有哪些呢？

請(qǐng)大家打開書本看看輪船的工作原理，是采用什么的辦法，使得輪船可以不斷地航行呢。（提問學(xué)生來回答問題）

輪船的工作原理是采用“空心”的辦法增大排開液體體積增大可以利用的浮力，使船漂浮在水面。由于輪船在河里和海里都是漂浮，因而所受浮力相同，且有浮力與重力大小相等。請(qǐng)大家思考下面這個(gè)問題，同一艘輪船從河里到海里，船會(huì)上浮些還是下沉些？為什么？

潛水艇的浮沉原理，首先我們一起來動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

1.當(dāng)將注射器氣體壓入玻璃瓶時(shí)，瓶內(nèi)的水量減少，瓶和瓶內(nèi)的水的重力變小，G＜F浮，球?qū)⑸细　?/p>

2.當(dāng)注射器將球內(nèi)的氣體吸出時(shí)球內(nèi)的水量增多，球和球內(nèi)的水的重力變大?,?G＞F浮，球下沉。

水艇能自由的浮沉，要得益于潛水艇的特殊構(gòu)造——

潛水艇有兩個(gè)儲(chǔ)水倉，儲(chǔ)水倉能自由地進(jìn)行充水和排水，從而改變潛水艇自身的重量潛水艇也是用鋼鐵作成的，可它為什么能在水中上浮和下潛呢？根本原因是，潛水艇是靠改變自身重力來達(dá)到改變浮力和重力的關(guān)系，從而決定上浮或下潛的。

即漂浮：F浮=G

下沉：F浮

上?。篎浮>G

接下來我們看到課本上有熱氣球的圖片，那么氣球和飛艇在空氣中能實(shí)現(xiàn)浮沉嗎？?請(qǐng)大家看課本“想想做做”環(huán)節(jié)，我們拿一薄塑料袋，展開釋放，塑料袋下落；用嘴吹起塑料袋釋放，塑料袋下落，為什么不能升空?要想使它升空應(yīng)該怎么辦？（模擬實(shí)驗(yàn)）我們要利用塑料袋和酒精燈模擬熱氣球，現(xiàn)在大家分組進(jìn)行制作，然后各小組同時(shí)釋放，那一個(gè)小組能使“熱氣球”升高的最高老師就把這一個(gè)“許愿燈”獎(jiǎng)勵(lì)送給那個(gè)小組。

做完了實(shí)驗(yàn)我們要知道氣球和飛艇工作原理是ρ氣＜ρ空氣，是因?yàn)闅馇蛑谐涞氖敲芏刃∮诳諝獾臍怏w，使它受到的F?。綠物而升空的。

五、板書設(shè)計(jì)

一、物體的沉浮條件：（五種狀態(tài)）

上?。篎浮>G

ρ液>ρ物

漂?。篎浮=G靜止??ρ液>ρ物

V排

懸浮：?F浮=G????ρ液=ρ物

V排=V物

下沉：F浮

沉在容器的底部

F浮

ρ液<ρ物

V排=V物

二、如何改變物體的沉浮

1、G不變，F(xiàn)浮改變；

2、F浮不變，G改變

三、物體浮沉條件的應(yīng)用

1、輪船工作原理：采用“空心”，增大排開水的體積來增大浮力

2、潛水艇：改變自身的重力實(shí)現(xiàn)浮沉。

3、氣球和飛艇的原理：??F浮>G物，物體在空氣中