华师大版八年级上册第3章 浮力4 物体浮沉条件及其应用精品教学设计

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知识要求：
理解物体浮沉的条件
能利用浮沉条件解决有关问题
知道轮船、气球、飞艇、潜水艇，海底打捞的浮沉条件
能力要求：
通过对轮船，气球，潜水艇，海底打捞的学习，能把所学知识运用到其它有关浮力利用的问题上，培养学生的知识迁移能力。
教学重点：
通过受力分析，让学生总结规律，得出浮沉条件，会从力和密度两个不同角度分析物体的浮沉，并能自觉地将其迁移到其它有关浮力利用的问题的学习和解释有关现象上。
教学难点：
将物体的浮沉条件由力的关系转化成密度的关系，并能根据已知条件，灵活地选择、应用两种方法，对物体的浮沉进行判断。
能分析物体在上浮和下沉过程中，重力和浮力的变化情况。
教学器材：
烧杯、清水、盐水、橡皮泥、密度计、潜水艇模型、乒乓球、多媒体软件
教学过程：
复习有关知识：
1、复习阿基米德原理及计算浮力的公式；
2、复习两个公式：m=ρv; G=mg
新课教学
讨论分析得出物体的浮沉条件：
提出两个问题：1。重的物体下沉，轻的物体上浮，这话对吗？
2。受到浮力大的物体上浮，受到浮力小的物体下沉，这话对吗？
学生讨论后，教师得出结论：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，引导学生自己得出二力平衡的条件：
F浮F浮>G时，物体上浮
F浮=G时，物体悬浮
用多媒体课件动画演示几个物体在液体中的浮沉情况，让学生用浮沉条件解释，以练习从力这方面去分析物体的浮沉。
讨论物体的浮沉条件：
G物 =ρ物gV物 F浮 =ρ液gV排
当物体浸没在液体中时，V物= V排= V
ρ物<ρ液 G物< F浮 上浮至漂浮
G物 =ρ物gV物
ρ物=ρ液 G物 = F浮 悬浮
F物 =ρ液gV排
ρ物>ρ液 G物> F浮 下沉至底
演示：三个不同乒乓球在水中的漂、悬、沉。
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。
重播刚才的动画，让学生比较物体和液体的密度，练习通过密度比较来判断物体的浮沉。
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？
演示：用密度计模拟轮船从海里开到河里时发生的变化。
潜水艇
简单介绍潜水艇及水舱
设问：潜水艇是用什么方法下潜、悬浮或浮出水面的？
多媒体展示潜水艇的下潜、上浮。
演示：模拟潜水艇的下潜、悬浮或浮出水面。
分析：向水舱中充水时，潜水艇的重力加大，G> F浮， 就逐渐潜入水中；当水舱充适量水时，潜水艇的重力等于同体积的水重，G = F浮，潜水艇就可以悬浮在水中；当用压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇重力变小， G< F浮，从而浮出水面。
气球（飞艇）
多媒体展示气球升空情况。
气球内充有密度小于空气的气体（如氢气、氦气或热空气），气球的总重力（包括球内气体、球囊及所携带的物品）小于气囊排开的空气重，即重力G小于浮力F浮气球就能上升；当上升到一定高度，由于大气密度减小，气球受到的浮力减小，浮力F浮等于重力G时，它就不再上升，停留在这个高度。
为了能定向航行而不随风飘荡，人们把气球发展为飞艇：在大的气囊下面装了带螺旋桨的发动机和载人、载物的吊篮。

思考题：如果一个氦气球在漂移的过程中：
遇冷收缩而下降时，应采取什么措施让其升至正常高度？
受热膨胀而上升过高时，应采取什么措施让其降至正常高度？
提示：气球浸没在空气中，要想随意增大它的重力是不可能实现的，但可以减小其重力；要想随意增大它的浮力（或体积）是不可能实现的，但可以减小其浮力（或体积）。
应从受力和密度两个角度来分析。
据学生回答归纳：（1）扔掉一些重物，使重力小于浮力而上升；
（2）放掉一些氦气，缩小气球的体积，使气球的重力减小了放掉的氦气的重力，而浮力减小了相同体积的空气的重力，由于空气密度大于氦气密度，所以浮力的减少量大于重力的减少量，使浮力小于重力而下降。
多媒体展示气球的正常升降。
小结
比较物体自身的重力和物体受到的浮力来判断物体的浮沉
F浮F浮>G时，物体上浮
F浮=G时，物体悬浮
比较物体和液体的密度来判断物体的浮沉：（把物体浸没于液体中时）
当ρ物<ρ液 时 物体上浮至漂浮
当ρ物=ρ液 时 物体悬浮
当ρ物>ρ液 时 物体下沉至底
浮力利用的几个实例：
轮船：采用“空心”的办法来减小物体的平均密度，以增大可利用的浮力；
潜水艇：靠改变自身重力来实现沉浮的；
气球（飞艇）：是靠改变浮力（或重力）来实现升降的。
反馈练习
由学生在电脑上做练习，大屏幕上显示每个学生的答题情况和龙虎榜，根据情况解决疑难问题。

附： 《物体浮沉条件及其应用》课堂检测题：
1. 密度为0.6克/厘米3 的实心木块分别投入水和酒精中，则木块在两种液体中的状态是：（ρ酒精=0.8克/厘米3） ( )
A. 都悬浮 B.都漂浮
C. 在水中漂浮,在酒精中悬浮 D. 在水中漂浮,在酒精中沉底
2. 物体浸没在液体中,所受浮力的大小跟哪个因素有关? ( )
A. 物体的形状 B. 物体的密度
C. 物体排开液体的重力 D. 物体在液体中所在的深度
3. 潜水艇由海面下10米深处潜至20米深处的过程中: ( )
A.它受到的压强增大,浮力不变 B.它受到的压强增大,浮力都不变
C.它受到的压强浮力都增大 D.它受到的压强不变,浮力减小.
4. 以下说法中正确的是: ( )
A.只有上浮的物体才受到浮力,下沉的物体没有受到浮力
B.密度大于水的物质构成的物体不能浮在水面上
C.体积大的物体浮力大
D.潜水艇是靠改变自身的重力来实现它的浮沉的.
5. 一个质量分布均匀的物体浸没在某液体中,恰处于悬浮状态,若将它截成大小不等的两块后,均浸没在此液体中,则: ( )
A.大的下沉,小的上浮 B.小的下沉,大的上浮
C.大小两块仍悬浮 D.两块都上浮至漂浮于水面
6. 船从海里开到河里,它排开的液体体积: ( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判定
7. 船从海里开到河里,它受到的浮力大小: ( )
A.不变 B.变小 C.变大 D.无法判定
8. 船从海里开到河里,它将: ( )
A.上浮一些 B.下沉一些 C.不变 D.无法判定
9. 浸没在水中的铜制空心球,将它释放后,它将会: ( )
A.上浮 B.下沉 C.悬浮 D.三种情况都有可能
10. 悬浮在水中的铁球: ( )
A一定空心 B.可能空心 C.一定实心 D.无法判定
11.把重力相同的木球和铁球放入水中,静止时,比较它们所受的浮力: ( )
A.木球大些 B.铁球大些 C.两球一样大 D.无法判数断
12. 潜入水中的潜水艇需要上浮时,就用压缩空气排出水舱中的水,在潜水艇未露出水面的排水过程中: ( )
A.艇受重力减少,所受浮力不变 B.艇受重力减少,所受浮力变大
C.艇受重力不变,所受浮力变大 D.艇受重力和所受浮力大小相等.
13. 两个物体漂浮在水面上,若它们受到的浮力相等,则这两个物体一定: ( )
A.密度相等 B.体积相等
C.质量相等 D.露出水面的体积相等
14. 浸没在水中的木块在上浮过程中(露出水面以前)所受的浮力将: ( )
A.逐渐变大 B.逐渐变小 C.大小不变 D.无法判断
15. 一木块漂浮在水面上,在水中加盐后,木块仍漂浮于水面上,木块受到的浮力: ( )
A.和原来一样大 B.变大 C.变小 D.不能确定
16. 把一金属块放入装满水的容器中,容器中溢出了M克水,若将此金属放入装满酒精的容器中,则溢出酒精的质量: ( )
A.等于M克 B.大于M克 C.小于M克 D.无法判断
17. 一只小船上装有一块大石头,浮在水池的水面上,如将石头从小船中取出投入池水中,待池水面静止时,池中的水面高度将: ( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断
18. 一只小船上装有大木头,浮在水池的水面上,如将木头从小船中取出投入池水中,待池水面静止时,池中的水面高度将: ( )
A.上升 B.下降 C.不变 D.无法判断