物体的浮沉条件及其应用

《物体的浮沉条件及应用》教学设计

一、设计思路

根据浮力知识的教学分解，本节教学的知识要点：一是物体的浮沉条件；二是浮沉条件的应用。知识本身的难度并不算大，但贯穿在从如何调节浮力与重力的大小关系去理解浮力的应用事例，这个分析过程要求较高，是进行本节教学的关键，为此，本节教学的策略设计是：从观察、分析、比较物体的浮沉情况→认识物体的浮沉条件（受力条件和密度条件）→调节浮力与重力的大小关系→理解浮力的应用（轮船、潜水艇、气球和飞艇、选种诸方面的应用）。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）知道物体的浮沉条件；（2）知道浮力的应用

2．过程与方法：

（1）通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的；

（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。

3．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。

三、教学重点：知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。

教学难点：理解改变物体所受的重力与浮力的关系，能增大可利用的浮力。

四、教学仪器：烧杯、水、盐水、体积相同的木块和铁块、乒乓球、

鸡蛋、比重计、小烧杯、小钢珠、橡皮泥、多媒体课件。

五、教学流程：

（一）新课引入

出示图片提出问题：如何帮小朋友取出洞中球？

学生答：向洞中灌水，球会飘起来。

让学生用烧杯和乒乓球验证此法是否可行。

如果洞中是一个鸡蛋，此法可行吗？

学生：不行。可用盐水。

看视频：鸡与盐水的密度关系

看来，物体的浮沉是有一定条件的，今天我们就来学习物体的浮沉条件及应用。

（二）进行新课

1、物体的浮沉条件

问：既然乒乓球和鸡蛋都受到水的浮力，为什么鸡蛋沉底而乒乓球上浮？为什么鸡蛋在盐水中可以漂起来还能悬浮？液体中，物体的浮沉取决于什么呢？

（1）浮力和重力的关系

学生讨论回答物体的浮沉条件：

浸没在水中的物体所受到的F浮＞G蜡时物体上浮。当物体逐渐露出水面，V排减小，浮力减小，当F浮= G物时，物体最终漂浮在水面。

浸没在水中的物体所受到的F浮＜G铁时物体下沉。到达容器底部后，物体受到F浮、G铁和F支，三力平衡，静止在容器底，我们说物体沉底。

若一个物体浸没在水中，F浮=G物，受力平衡，物体的运动状态不变，我们说物体悬浮在液体中。即：F浮=G物，最终悬浮。

总结：通过上述分析，我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系。

作图：学生画出所分析的力的示意图，请两个学生画到黑板上，纠正作图中的问题。

解释：视频中的鸡蛋为什么上浮、悬浮、下沉？（分析受的二力关系）（2）物体密度和液体密度的关系

讨论：学生根据学过的重力、浮力表达式讨论、推导出物体在液体中处于不同状态时物体密度和液体密度的关系。

结论：学生说出密度关系

用木块和铁块验证上述结论

学生将两个结论总结到一起，填在表格中，并课件出示浮沉条件。2、浮力的应用

我们生活中利用利用浮力工作的事例，它们都是通过改变所受的浮力或重力实现浮沉的。

学生列举浮力的应用

（1）轮船

问：课本中的例子哪个是通过改变浮力来实现浮沉的？怎样改变的？

学生：轮船，改变了排开水的体积，从而改变了浮力。

轮船由密度大于水的钢铁制成，怎样能浮在水面上呢？我们用同样密度大于水的橡皮泥来研究。

分组实验，制作橡皮泥小船。

学生展示，并比一比谁的船装的小钢珠多。

解释：小船是怎样漂在水面上的？

学生：做成空心的，可以排开更多的水，受到的浮力等于重力时就漂在水面上了。

总结出示：轮船的工作原理、排水量。

（1）原理：采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力，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。即：排水量＝m船+m 货

这个实验告诉我们采用“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。所有密度大于水的物体，都可以用空心法让它浮在水面上。

演示：玻璃做成烧杯（空心）就可以浮在水面上了（装了小钢珠做配重）

质疑：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？（不变，始终漂浮）

2．它排开的液体的质量变不变？（不变）

3．它排开的液体的体积变不变？

（变，ρ海水＞ρ水，所以V排海水＜V排水）

4．它是沉下一些，还是浮起一些？（V排变小了，所以上浮一些）

强调：同一条船在河里和海里时，所受浮力相同，但它排开的河水和海水的体积不同。因此，它的吃水深度不同。思考：船从河里开到海里会有什么变化？浮力和重力变吗？

演示：用小烧杯分别放到水和盐水中进行验证。

利用漂浮条件工作的还有密度计，展示密度计，并分别放在水和盐水中，观察浮的情况。

如果是浸没在水中的潜水艇从河里开到海里呢？

学生讨论回答：因为排开水的体积不变，密度变大，浮力变大。

潜水艇需要下潜怎么办？你想知道它的原理吗？

播放视频：潜水艇

总结：潜水艇是靠改变自身重力实现浮沉的。

课本上还介绍了气球和飞艇，它们也是利用空气浮力升空的，课后大家自己了解一下。

今天的内容我们就学完了，你有哪些收获？

（三）谈收获

（四）课堂练习

课标分析

《课标》在情感、态度、价值观目标中强调物理课程应使学生“有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识”“关注科学技术对社会发展、自然坏境及人类生活的影响”本节课正是运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象，实现了《课标》提出的相关要求。

本节设计了“盐水浮鸡蛋”的活动以及“轮船”“潜水艇”“气球和飞艇”的内容，将浮力知识跟生产、生活实际建立联系。能使学生对浮力与生产、生活的联系，有较全面、清晰的认识。

教材分析

本节《物体的浮沉条件及应用》是在学习了阿基米德原理，认识了浮力产生的原因及其大小的基础上，进一步学习物体浮沉的条件，知道物体浮沉条件在实际生活中的应用，理解轮船、潜水艇、气球和飞艇是如何改变浮力或重力，来实现浮沉的。本节知识综合性较强，难度较大，涉及应用受力分析、力和运动的关系以及浮力知识结合起来解决问题等。本节由“物体的浮沉条件”和“浮力的应用”两部分内容构成。教学的重点是，能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述问题的浮沉条件，并能运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。教科书以轮船、潜水艇、气球和飞艇为实例，让学生了解它们如何通过改变浮力或重力的大小实现浮沉。通过本节课的学习使学生体会物理就在我身边，初步学会用浮力知识解决生活中的实际问