資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
第八章 壓強和浮力
8.6 物體的沉浮條件
教學目標：
1.物理觀念：
（1）理解沉浮條件。
（2）利用沉浮條件解釋潛艇、氣球的原理。
（3）應用沉浮條件解釋一些簡單的問題。
2.科學思維：
通過對物體的受力分析，理解物體的沉浮條件。
3.科學探究：
（1）經歷探究沉浮條件的過程。
（2）通過實驗探究，培養學生的動手能力。
4.科學態度與責任：
（1）通過學習沉浮條件及應用，讓學生體驗科學、技術與社會的聯系。
（2）通過本節大量優美的圖片，給予學生美的熏陶。
教學重點： 理解沉浮條件。
教學難點： 應用沉浮條件解釋問題。
教學課時：1課時
教學用具：多媒體、木塊、石塊、鐵塊、水、燒杯、水槽、金屬材質的空牙膏皮、氣球、密度計。
教學互動設計：
1、 創設情景，導入新課
2024年3月23日，《正午國防軍事》報道，南海海域，海軍五指山艦、長白山艦編隊實戰化訓練。
2024年3月21日，《中國新聞》，俄媒：美攻擊核潛艇赴北極地區演習。
艦艇、潛水艇在水中都受到水對它豎直向上的浮力，潛水艇是怎樣實行上浮核下沉的呢？
二、新課講授，師生互動
（一）觀察與思考
浸在水中的物體都會受到豎直向上的浮力作用，為什么將木塊、泡沫塑料塊完全浸入水中它們會上浮，而將鐵塊、石塊完全浸入水中它們則會下沉呢
浸在水中的物體都會受到豎直向上的浮力作用，為什么將木塊、泡沫塑料塊完全浸入水中它們會上浮，而將鐵塊、銅塊塊完全浸入水中它們則會下沉呢
如圖所示，當物體浸沒在水中時，受到豎直向上的浮力F浮，同時還受到豎直向下的重力G。這兩個力的合力將決定著在水中由靜止釋放的物體如何運動。
當F浮當F浮=G時，合力為零，即二力平衡，此時物體將懸浮在水中。
當F浮>G時，合力的方向豎直向上，物體就會上浮。
浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力。
當F浮當F浮=G時，物體將懸浮在液體中。
當F浮>G時，物體就會上浮。
（二）你知道嗎
由于物體所受的重力與物體的密度有關，而排開液體所受的重力與液體的密度有關，所以我們可以找到物體密度、液體密度與物體浮沉的關系。對于浸沒在液體中的物體：當ρ液<ρ物時，必有F浮ρ物時，必有F浮>G物，物體在液體中上??；當ρ液=ρ物時，必有F浮=G物，物體可以懸浮在液體中。
對于浸沒在液體中的物體，物體排開液體的體積等于物體的體積。
當ρ液<ρ物時，必有F浮ρ物時，必有F浮>G物，物體在液體中上?。划敠岩?ρ物時，必有F浮=G物，物體可以懸浮在液體中。
由于鐵的密度大于水的密度，所以鐵塊在水中會下沉。那么，鋼鐵制成的萬噸輪船為什么能漂浮在水面上呢(圖甲) 鋼鐵制成的潛水艇又為什么能在水中隨意地下潛和上浮呢(圖乙)
（三）實驗探究
取一只金屬材質的空鞋油管，先將它擠癟，擰緊蓋后放入水中。鞋油管從水中取出，將它撐開并擰緊蓋后再放入水中，如圖所示。
兩次鞋油管所受的重力G甲和G乙的大小關系是G甲_____ G乙；兩次排開水的體積V甲和V乙的大小關系是V甲______ V乙; 兩次所的浮力F甲和F乙的大小關系是F甲 F乙。
想想看，在這次探究活動中，你得到了什么啟發 你是否想出控制物體浮沉的方法呢
要用密度大于水的材料制成能夠浮在水面上的物體，可以把它做成空心的，以使它能排開更多的水。輪船就是根據這個原理制造的。
潛水艇能在水面上航行，與輪船是同樣的道理。但由于潛水艇中設有水箱，通過調節水箱中的儲水量，可以改變潛水艇所受的重力，從而實現潛水艇的上浮、下潛和懸浮。
（四）交流討論
物體在空氣中也會受到浮力作用，那么能不能設計方案使物體在空氣中隨意上浮、下沉和懸浮呢
節日放飛的氣球(圖甲)、攜帶氣象儀器的高空探測氣球，它們都可以在空氣中上升。體育和娛樂活動中的熱氣球與飛艇(圖乙)，不但能在空氣中上升，還能改變在空中上浮、下沉和懸浮的狀態。它們是如何實現在空氣中的上浮、下沉和懸浮的呢
節日放飛的氣球(圖甲)、攜帶氣象儀器的高空探測氣球，它們充入密度較小的氣體。體育和娛樂活動中的熱氣球與飛艇(圖乙)，加熱氣體，使球內的氣體密度小于空氣密度。
對于質量一定的物體，當它漂浮在液體表面時，液體對物體的浮力等于物體所受的重力，所以物體所受浮力大小不變。又由于浮力的大小與排開液體所受的重力有關，且G排=ρ液gV排，可見,當液體的密度越大時，物體排開液體的體積就越小；反之，則排開液體的體積越大。人們根據這個規律，制成了一種可以直接測量液體密度的工具——密度計，如圖所示。請你看一看，密度計上的刻度值是如何變化的，這些刻度之間的間隔是均勻的嗎 你能說說這是為什么嗎
對于質量一定的密度計，當它漂浮在液體表面時，F浮=G物，且F浮=G排=ρ液gV排，當液體的密度越大時，物體排開液體的體積就越?。环粗瑒t排開液體的體積越大。
例題 體積為100cm3的一塊固體，重為1.4N，放在盛水的容器中，固體靜止時，容器底對固體的支持力是多少？（g取10N/kg）
解：固體的質量
= / =1.4 /(10 / )=0.14kg=140g
固體的密度
=m/ =140 /(100 3 )=1.4g/cm3=1.4×103kg/m3
ρ> 水，固體下沉，固體受到的浮力
F浮=G排=ρ水V排g
=1.0×103kg/m3×1×10 4m3×10N/kg=1N
容器底對固體的支持力
F=G-F浮=1.4N-1N=0.4N。
三、總結反思，超越自我
1.物體沉浮條件，浸沒在液體中的物體，同時受到重力G和浮力F浮，
F浮>G（ρ液> ρ物），上浮；
F浮=G（ρ液= ρ物），懸??；
F浮2. 浮力的應用
（1）輪船采用“空心”的方法，增大可利用的浮力。輪船漂浮，浮力=重力，浮力一定，液體密度增大，排開液體體積減小。密度計也是利用漂浮條件工作的。
（2）潛水艇改變自身重力實現上浮和下潛。
（3）氣球和飛艇，充滿密度小于空氣密度的氣體。
四、板書設計，整合提升
1.物體沉浮條件，浸沒在液體中的物體，同時受到重力G和浮力F浮，
F浮>G（ρ液> ρ物），上??；
F浮=G（ρ液= ρ物），懸?。?br/>F浮2. 浮力的應用
（1）輪船采用“空心”的方法，增大可利用的浮力。輪船漂浮，浮力=重力，浮力一定，液體密度增大，排開液體體積減小。密度計也是利用漂浮條件工作的。
（2）潛水艇改變自身重力實現上浮和下潛。
（3）氣球和飛艇，充滿密度小于空氣密度的氣體。
五、大海揚帆，嘗試遠航
1. 下列說法錯誤的是（ ）
A.浸沒在水中的物體受到豎直向上的浮力和豎直向下的重力
B.當浮力小于重力，合力的方向豎直向下，物體會下沉
C.當浮力等于重力，合力的方向豎直向上
D.當浮力小于重力，合力的方向豎直向上，物體會上浮
2．下列說法正確的是（ ）
A.浸沒在液體中的物體，排開液體的體積等于物體的體積
B.當液體的密度大于物體的密度，物體會下沉
C.當液體的密度等于物體的密度，物體會漂浮
D.當液體的密度小于物體的密度，物體會上浮
3．下列說法錯誤的是（ ）
A.潛水艇靠改變自身重力實現上浮、下潛和懸浮的
B.氣球是靠沖入密度較大的氣體實現上浮的
C.木塊在水中上浮，石塊在水中下沉，木塊受到的浮力大
D.輪船從長江駛入大海的過程中，受到的浮力增大
4．質量為2kg，體積為2.5 dm3的物體浸沒在水中時（ ）
A.上浮
B.下沉
C.懸浮
D.漂浮
5．密度計測量水的密度后，再用這支密度計測量某種液體的密度，密度計比側水的密度時露出液面的體積減小了，則待測液體的密度（ ）
A.大于水的密度
B.小于水的密度
C.等于水的密度
D.無法確定
參考答案1.C；2.A；3.B；4.A；5.B。
六、作業：P83.T3
課外作業P83.T1、T2、T4。
P83 閱讀材料 深水打撈
教學反思：
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21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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