2021学年第十章 浮力10.3 物体的浮沉条件及其应用教案

这是一份2021学年第十章 浮力10.3 物体的浮沉条件及其应用教案，共5页。
物体的浮沉条件及应用1教学目标知识与技能目标（即学习目标） 1）能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉。 2）能通过改变物体受到的浮力或重力的大小，使物体在液体或气体中处于不同的浮沉状态。 3）运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。 过程与方法目标 1）通过画力的示意图分析得到物体上浮、下沉的条件。 2）通过公式的推导得到物体的上浮、下沉、漂浮以及悬浮与被浸在的液体的密度的关系。 3）通过得出的物体的浮沉条件讲解轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。 情感态度与价值观目标 1）通过物体浮沉条件的研究扩宽自己的知识面。 2）通过轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉研究提升学生对物理的兴趣。 2学情分析在本节课之前学生已经学习了阿基米德原理，对浮力的方向、浮力的大小已经有了一定的了解。但是在很多学生的潜意识里认为：重的物体一定下沉，轻的物体一定上浮。来自于生活的前期经验和感性认识的错误性对很多学生有了主观想象力的干扰，自然会对结论产生影响。所以，如何能让学生科学地看问题、想问题，不受主观想象力的干扰，也是教学的重点。 3重点难点重点：（1）认识浮沉现象及探究物体物体浮沉的条件。（2）会利用物体的浮沉条件解释轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。难点：对浸没在液体中的物体进行受力分析，比较浮力和重力的大小并探究物体密度和液体密度的关系。 4教学过程（一）创设情境  引入课题：1、课前三分钟：由学生自行查找关于浮沉条件的小故事：孔明灯的由来引入课题。既引发了学生的兴趣，又锻炼了学生的表达以及资料收集、整理能力。2、演示实验：把三个乒乓球浸没在水中，（松手后一个下沉、一个悬浮、一个上浮）让学生观察实验，设置悬念。（二）新课教学：1、物体的浮沉条件师：为什么三个外形一样的乒乓球浸没在液体中，出现不同的状态，物体的浮沉取决于什么呢？(它们受到的浮力是否相同？相同)师：A球空心，B球装满水，C球装满沙子。（它们受到的重力是否相同？不同）请各小组在课堂学习记录表上画出三个球浸没于水中时受 到的重力和浮力示意图。师生共同理论推理分析：生：松手后，浸没在水中的A球受到的F浮＞G物，所以上浮，当A球逐渐露出水面，V排减小，浮力减小，当F浮= G物时，A球最终漂浮在水面。即：F浮＞G物上浮，最终漂浮。生：浸没在水中的B球，松手后，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，物体悬浮。生：松手后，浸没在水中的C球所受到的F浮＜G物，C球下沉。到达容器底部后，C球受到F浮、G物和F支，三力平衡，静止在容器底，我们说C球沉底。即：F浮＜G物时，物体下沉，最终沉 底。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物的大小关系。2、如何改变物体所受F浮与G物的大小关系，调节物体的浮沉。（1）把一根木头挖成空心，做成独木舟后，它的重力如何变化？它可载货物的多少怎么变化？（重力变小，可以装载的货物变多。）师：从浮力的角度看，把物体做成空心的办法，增大了可利用的浮力，而且这种古老的“空心”办法，可以增大漂浮物体可利用的浮力。（2）演示实验 ：两个外形相同的铁罐子，（一个空心，一个装满沙）同时按入水中，松手后观察现象。（实心的下沉，空心的上浮最终漂浮。）师：（1）都是一样的鉄罐子，一个上浮，一个下沉，可能是因为什么呢？（因为一个是空心的， F浮＞G物，所以能上浮，最终能漂浮。另一个是实心的，F浮＜G物，所以下沉）（2）要想让空心的罐子下沉，实心的铁罐子也漂浮，你有哪些办法？（空心的装满水；实心 的把沙取出来，变成空心的。）（3）这种做法是如何调节铁罐子的浮沉的呢？（增大重力，或减小浮力，使F浮＜G物，物体下沉；F浮不变，挖空使G物变小，当F浮＞G物，铁罐子自然就浮起来了。）师：上述实 验告诉我们采用“空心”的办法，改变物体受到的重力或浮力，能调节物体得浮沉。制作比赛各组把土豆进行加工，要求橡皮泥能漂在水面水面上，比一比那组运载的木块最多。并到讲台上演示，让同学进行评价。3、浮力的应用1）轮船学生自学，搜集资料自学浮力应用的发展史，轮船的工作原理等，并在组内讨论，以文字形式向同学们展示结果：（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货问题引导：1．一艘轮船从长江驶入东海，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）师：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。2）潜水艇看一段视频。师：潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，是一种很重要的军事舰艇。它是怎么工作的呢？我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇。请同学们利用和塑料管连接的注射器给塑料管吸水或排水。现象：拉活塞时，水逐渐进入管中，管子下沉；压活塞时，管中的水被排出，管子上浮；师：塑料管中的水量怎样变化从而引起它上浮或下沉的呢？（压活塞时，水从管子中排出，重力变小，F浮＞G物，所以上浮；拉活塞时，水进入管子，重力变大，F浮＜G物，所以下沉）师：潜水艇两侧有水舱，当水舱中充水时，潜水艇加重，就逐渐潜入水中；当水舱充水使艇重等于同体积水重时，潜水艇就可悬浮在水中；当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，就可上浮了。潜水艇：原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。生：潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。3）气球和飞艇“热气球”的实验。师：酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化？原理：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。师：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，你们能想出什么办法？要使热气球落回地面，有什么办法？（放气或停止加热）。4、反馈和巩固    请同学回顾板书内容，归纳出通过本节课学到的两种判断物体的沉浮的方法和浮力的应用。