2020八年级物理下册 10.3物体的浮沉条件及应用教案 (新版)新人教版

《物体的浮沉条件及应用》

◆教材分析

本节内容包括两个重要的知识点：一是通过实验，探究物体的浮沉条件；二是用物体的浮沉条件解释潜水艇、气球的浮沉原理。

本节课是在前面学习了浮力概念及阿基米德原理的基础上展开的，并与前面的内容构成了完整的浮力知识体系，本节知识将浮力、重力、二力平衡、密度等知识紧密联系起来，是力学知识的综合运用。另外，物体的浮沉条件在实际中有广泛的应用，通过本节课的学习，可以使学生深刻地认识到物理学的重要性，激发对科学的兴趣。

◆教学目标

知识与技能：理解物体的浮沉条件，能应用浮沉条件解释一些简单的问题。

过程与方法：通过物体的浮沉现象的实验研究、知道物体的浮沉条件，培养学生思维能力和实验研究能力。

情感态度与价值观：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；知道密度计、潜水艇、热气球的原理；尤其是通过我国劳动人民发挥聪明才智在浮力方面的具体应用实例，加强对学生进行爱国主义的思想教育。

◆教学重难点

1、重点：

物体的浮沉条件的分析。

2、难点：

浮沉条件的实际应用。

◆课前准备

大玻璃杯、小木块、小铁块、乒乓球、牙膏皮、有盖子的小瓶、密度计、盐水、潜水艇的模型、课件、多媒体设备、投影仪。

一、创设情境，引入新课

演示实验1：将小木块，乒乓球、小铁块浸没在水中，小木块、乒乓球上浮、小铁块下沉。

演示实验2：将牙膏皮放入水中下沉，将牙膏皮折成小盒子，漂浮在小面上。

师：通过刚才的实验，还有书上P177给我们展示的两幅图景，对于以上这些现象，你们想提出什么问题？

（生：有的物体为什么会上浮？有的物体为什么会下沉？物体的浮与沉取决于什么？）

师：请同学们大胆猜想。

（生：浮力大、物体上浮；浮力小、物体下沉。）

师：在水中的物体只受到浮力作用吗？

（生：在水中的物体既受到浮力作用，也受到重力作用；当浮力大于重力时，物体上浮；当浮力小于重力时，物体下沉。）

师：这节课我们就来研究物体的浮与沉。

板书第五节物体的浮与沉

二、新课教学

1、实验探究物体的浮沉条件。

（1）讨论分析得出物体的浮沉与重力的关系

教师：重的物体下沉，轻的物体上浮，这话对吗？

学生：不对。

教师：为什么？

学生：万吨油轮在海上漂浮而小的钢球却沉入海底。

教师：受到浮力大的物体上浮，受到浮力小的物体下沉，这话对吗？

学生：不对。

教师：物体的浮沉应该由该物体自身的重力和受到的浮力共同确定。

对浸入液体中的物体运用二力平衡，二力合成知识进行受力分析，引导学生自己得出物体沉浮的条件：

A、F浮

B、F浮>G时，物体上浮

C、F浮=G时，物体悬浮。

（2）讨论物体的浮沉与密度的关系

教师：那物体的沉浮与密度有什么关系呢，下面我们来分析一下。

教师：如果把阿基米德公式两端都换成密度表达式的话，会有怎样的表达方式？

学生：G物 =ρ物gV物 F浮 =ρ液gV排

教师：当物体浸没在液体中时，V物= V排= V，那么物体上浮时有什么结论呢？

学生：上浮时G物< F浮，ρ物<ρ液物体最终会漂浮。

教师：那悬浮时呢？

学生：G物 = F浮ρ物=ρ液物体在水中静止或匀速运动。

教师：还有一个什么情况？

学生：下沉G物> F浮，ρ物>ρ液物体最终沉入水底。

演示：三个不同乒乓球在水中的漂、悬、沉。

教师：可知，物体的浮沉，也可由物体密度与液体密度相比较的大小关系来加以判断。

2、浮沉条件的应用。

师：物体的浮沉条件有哪些应用？

（1）轮船

演示：橡皮泥卷成团和做成空心时沉浮的实验

讲述：一段树干挖空成为独木舟，不但乘坐舒适，还能承载更多的人和物；轮船是用密度大于水的钢铁制成，即把它做成空心，使它的平均密度小于水的密度时，它就会漂浮在水面上。

分析：从力的角度来看，空心物体受到的重力没有改变，但体积增大很多，排开的水增多，所受浮力增大，所以能漂浮在水面上。

介绍“排水量”的概念：轮船满载时排开水的质量，单位是“吨”。

问题：轮船从海里开到河里，它受到的浮力有无改变，它是上浮一些还是下沉一些？

（2）潜水艇

演示实验：潜水模型的上浮、下潜

师：潜水艇如何实现上浮、下潜的？

（生：潜水艇上浮时，排水，F浮>G，潜水艇下潜时，进水F浮

板书：（2）潜水艇靠改变自重实现上浮、下潜的。

（3）孔明灯与热气球。

师：“孔明灯”和热气球为什么在其下面加热后，便会腾空而起？

（生：“孔明灯”和热气球中的空气被加热后，温度升高、密度降低。灯内和热气球内部气体的密度比其处部气体的密度小到一定程度时，热气球便会上升。）

师：正确。要让热气球下降，怎么办？

（生：熄灭火焰）

师：这个办法很好，你知道热气球有哪些应用吗？

（生：在气象探测、通信传播、运输、旅游、探险等方面有广泛的应用；在娱乐方面也有一些应用，如庆婚礼，庆生日等。）

板书：（3）孔明灯与热气球灯内和球内气体密度比外部气体密度小到一定程度时便升空。

（4）密度计。

师：请同学们说说你对密度计的了解。

（生：用密度计测量液体密度的工具，它是一根上部标有刻度，形状特殊的玻璃管，管的下部的玻璃泡内封装有小铅丸或汞。生：用密度计测液体的密度时，它所受的浮力总是等于它受到的重力，根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密度。）

演示实验：用刻度计测水、盐水的密度。

师：密度计在液体中是处于悬浮状态还是处于漂浮状态？浮力与重力大小关系如何？

（密度计在液体中处于漂浮状态，浮力等于重力。）

师：对，因为悬浮状态是物体全部浸入液体中，而密度计有一部分露出液面，所以是处于漂浮状态。当F浮= G物，根据阿基米德原理，F浮= G排可得G排= G物即G物=ρ液V排g。

G物是一定的，每个ρ液值对应一个V排值，且V排小ρ液大；ρ液小，V排大，即密度计越往上，刻度表示的密度值越小，越往下，刻度表示的密度值越大。

板书：（4）密度计：漂浮 F浮= G物

（5）盐水选种

师：在农业上要提高产量，选好饱满、结实的良种是非常重要的，我国农民用盐水浸泡来选种，如何利用盐水来选种的？请同学们说说。

（生：把种子放入浓度适宜的盐水中，干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉到容器底。）

师：为什么干瘪、虫蛀的种子就会上浮直至漂浮，而饱满的种子则下沉？

（生：干瘪、虫蛀的种子重力小，浮力大于重力，所以上浮至漂浮，而饱满的种子，重力大，浮力小于重力，所以会下沉到容器底。）

师：这位同学分析得很好，选种盐水的密度一般在1.16×103—1.2×103kg/m3之间。

板书：（5）盐水选种