第十章流体的力现象

第十章流体的力现象

第四节沉与浮

【教学目标】

1.知识与技能：

a.理解物体的沉浮条件

b.利用浮沉条件解释鱼、潜水艇和热气球等原理

c. 能应用沉浮条件解释一些简单的问题

2.过程与方法：

通过实验，观察鸡蛋的下沉、上浮和悬浮，使学生建立起三种状态的概念，并且通过逻辑推理得出产生三种状态所需的条件；

通过逻辑分析的方法，解释鱼、潜水艇的浮沉原理；

通过在网上查阅，让学生设计出打捞中山舰的方案。

3.情感态度与价值观：

通过对鱼、潜水艇和热气球的沉浮原理这些与日常生活紧密联系的现象的学习，让学生体验科学、技术与社会的紧密联系；通过学习阅读材料，培养学生的民族情感

【教学重点与难点】

重点：理解浮沉条件；

难点：应用浮沉条件解释问题。

【教学过程】

一、实验演示，引入新课

演示实验1：将硬币和乒乓球分别浸没在水中，叫同学们观察现象。

提出问题1：浸在水中的物体，有的上浮，有的下沉，这是为什么呢？

（学生提出各种解释）

教师：同学们回答的很好，今天的课上完后，相信你们能更好的理解其中的原因。二、进行新课

（一）物体的沉浮条件

演示实验2：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，又会

发生什么现象？

提出问题2：鸡蛋放入清水后，它是上浮还是下沉？鸡蛋下沉

提出问题3：加盐轻轻搅拌的目的是什么？

盐溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大；加盐会导致液体的密度的增大。

提出问题4：随着不断地往水里加盐，有什么现象出现？鸡蛋上浮

加些清水，又会发生什么现象？鸡蛋下沉提出问题5：为什么会有这种现象出现？（受力分析）

当鸡蛋在上浮或是下沉的过程中只受

浮力F浮和重力G的作用：

a．当鸡蛋上浮的时候，它只受到浮力

和重力的作用，F合= -G>0

方向：竖直向上

b．当鸡蛋下沉的时候，它只受到浮力

和重力的作用，F合= G - F浮>0

方向：竖直向下

小结：在鸡蛋上浮与下沉的过程中，鸡蛋自身的重力始终不变，那么肯定是浮力的变化引起它的上浮与下沉。不断加盐，导致液体的密度增大，鸡蛋所受浮力逐渐增大；当浮力小于重力时，鸡蛋下沉；当浮力大于重力时，鸡蛋上浮。

提出问题6：当浮力等于重力时，鸡蛋处于什么状态？鸡蛋悬浮

总结：对于浸没在液体中的物体：

F浮>G时，物体上浮

F浮=G时，物体悬浮

F浮

提出问题7：物体上浮和下沉的结果是什么？

上浮：浮出液面，最后漂浮在液面上

下沉：沉到液体底部

提出问题8：漂浮与悬浮的区别？

漂浮：V排

悬浮：V排=V物

提出问题9：通过刚才的学习，我们可以通过比较物体所受浮力与重力的大小来判断物体在液体中的浮、沉情况。请同学们结合前面学过的内容，想一想，在实际应用中可不可以通过比较液体的密度P液和物体的密度P物来判断物体在液体中的浮、沉情况？

根据阿基米德原理知F浮=P液g V排，G=P物g V物，因浸没在液体中的物体V排=V物，所以：F浮>G时，即P液>P物时，物体上浮

F浮=G时，即P液=P物时，物体悬浮

F浮

课堂练习：练习册109页第10题

当物体上浮时：物体最终处于漂浮状态，此时物体只受F浮和G(图甲)，F浮=G

当物体悬浮时：物体处于悬浮状态，此时物体只受F浮和G(图乙)，F浮=G

当物体下沉时：物体最终沉到液体底部处于静止状态，此时物体受到F浮、G和支持力N(图丙)，F浮≠G，F浮= P液g V排= P液g V物

甲乙丙

课堂练习：练习册111页第17题

（二）控制沉与浮

1、海洋生物→鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的？(学生思考回答)

鱼同上面的鸡蛋一样，鱼也只受到重力和浮力的作用，重力没有发生变化，而浮力

变化了。鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的，鱼鳔较小时，鱼所受的浮力小于

重力，鱼下沉；鱼鳔较大时，鱼所受的浮力大于重力，鱼上浮；鱼所受的浮力等于重力时，鱼将可以在水中任意的深度游动。

2、潜艇→潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？(学生思考回答)

潜水艇只受到两个力的作用，重力和浮力，潜水艇的水舱的体积是不变的，这一点

与鱼鳔不同，潜水艇排开水的体积不变，潜水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。

3、分析比较→鸡蛋、鱼和潜水艇都会在液体中下沉、上浮和悬浮，那么它们都是用了同样的方法控制这三种状态的吗？（学生分析回答）

不是。鸡蛋：是由于鸡蛋浸没的液体的密度发生了变化，引起浮力变化；鱼：是通过它的体积发生了变化，引起浮力变化；潜水艇，是通过它自身的重力改变引起的，它的浮力并没有变。

4、热气球、浮船打捞原理→学生课后讨论，以小组为单位。

5、打捞中山舰→通过在网上查阅，让学生设计出打捞中山舰的方案。

（三）课堂小结

1、了解三种状态：下沉、上浮和悬浮

2、三种状态产生的条件：F浮>G时，即P液>P物时，物体上浮

F浮=G时，即P液=P物时，物体悬浮

F浮

3、用学过的知识解释鱼、潜艇和热气球的沉浮原理

【课后作业】

1.教材中第70页“自我评价”第1题（做在书上）。

2.练习册第十章第四节的内容

【板书设计】

第十章流体的力现象

第四节沉与浮

一、沉与浮条件：

F浮>G时，即P液>P物时，物体上浮→漂浮→F浮=G→V排

F浮=G时，即P液=P物时，物体悬浮→悬浮→F浮=G→V排=V物

F浮

二、沉浮条件的应用：鱼、潜艇、热气球等。