物体的浮沉条件及应用
一、教学目标：
1．知道物体的浮沉条件。
2．知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的应用原理。
3．通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产与生活中的应用。
4．通过观察和实验，使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想，培养学生与他人交流与合作的精神。
二、教学重难点
探究物体的浮沉条件及浮力的应用。
三、教学方法
（1）通过实验探究和受力分析，得出物体的浮沉条件；
（2）通过对演示实验的观察和分析，了解轮船是怎样浮在水面上的以及浮力的其他应用。
四、教学过程：
在课堂开始之前我请问一下大家，你们是否知道为什么钢铁做成的轮船能浮在水面上？钢铁做成的潜水艇能在水中上浮和下潜呢？ 这就是我们今天要学习的课题：物体的浮沉条件及其应用
首先我们探究物体的浮沉条件，请大家看课本上的实验探究，（按照幻灯片的图示）把装有不同量沙子密封性良好的同一种乒乓球1号、2号、3号浸没在清水中央然后放开手、观察乒乓球的浮沉现象的实验探究；同学们观察到装有不同量沙子的乒乓球物体浮沉情况是什么呢？（学生回答：1号下沉-沉在容器的底部；2号悬浮；3号上浮-漂浮）
请一位同学上来，分别拿一下这三个乒乓球，它们的重量有什么区别。同学:1号比较重，2号比一号轻，3号最轻。是的，重力不同的乒乓球在同种液体中的浮沉情况不一样，这是为什么呢？
我们来对乒乓球进行受力分析，首先请同学们回顾一下物体在液体中的几种常见状态分别有哪几种，漂浮、悬浮、下沉、上浮。（让学生说出自己的想法）首先我们可以知道物体处于漂浮和悬浮这两种状态乒乓球所受到的浮力是等于重力的；而下沉和沉在容器底部的浮沉情况的它们的受力是不同的，只有受力不平衡才会产生运动的状态。
现在物体在水中的状态有五种情况，分别是物体在液体中处于上浮和下沉两种运动状，物体静止在液体的三种状态，我们分别加以分析即可得到物体的沉浮条件。
上浮：F浮>G 向上运动
漂浮：F浮=G静止 V排 < V物
悬浮： F浮=G V排=V物 静止
下沉：F浮 沉在容器的底部 F浮 浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮，因此物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的大小关系。若F浮>G物,则物体上浮，最终漂浮；若F浮=G物，则物体悬浮在液体中；若F浮 接下来让我们聪明的同学动一动脑筋，把物体浸没在液体中，那物体排开水的体积与物体的体积有什么关系呢？请同学们大胆回答一下。(同学回答： V排=V物)老师： V排=V物 那么我们可不可以换一种物理量来判断物体的浮沉条件同学们想一下。老师：我们知道G=mg m=ρv物 那么G=ρ物v物g，而且F浮=ρ液g v排 当物体悬浮时我们对其进行受力分析可得：G物=F浮所以有ρ物v物g =ρ液g v排 所以我们可以得到这个结论: 上浮： ρ液>ρ物 漂浮： ρ液>ρ物 V排 悬浮： ρ液=ρ物 V排=V物 下沉： ρ液<ρ物 那么我们是如何改变物体的浮沉条件呢？首先请大家先思考一个生活中的现象应该如何解释，为什么汤圆刚入锅时沉底的，煮熟了就浮到水面上了。（出示ppt图片）他们和自身的浮沉条件有什么关系。这是因为汤圆熟了之后内部变成空心的，也就是说增大了排开液体的体积，从而增大浮力，汤圆也就漂浮起来了。 所以我们可以得出改变物体的浮沉的方法有两种，1、G不变，F浮改变；（改变V排） 2、F 浮不变，G改变 ；（改变ρ物） 就比如刚刚的汤圆问题就是运用了G不变，“空心”的方式，使得增大排水体积，从而增大可利用的浮力，使物体漂浮于水面。而物体沉浮的根本原因也就是在于物体密度与液体密度之间的比较。 那么物体的浮沉条件在生活中的应用都有哪些呢？ 请大家打开书本看看轮船的工作原理，是采用什么的办法，使得轮船可以不断地航行呢。（提问学生来回答问题） 轮船的工作原理是采用“空心”的办法增大排开液体体积增大可以利用的浮力，使船漂浮在水面。由于轮船在河里和海里都是漂浮，因而所受浮力相同，且有浮力与重力大小相等。请大家思考下面这个问题，同一艘轮船从河里到海里，船会上浮些还是下沉些？为什么？ 潜水艇的浮沉原理，首先我们一起来动手进行实验 1.当将注射器气体压入玻璃瓶时，瓶内的水量减少，瓶和瓶内的水的重力变小，G＜F浮，球将上浮。 2.当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多，球和球内的水的重力变大 , G＞F浮，球下沉。 水艇能自由的浮沉，要得益于潜水艇的特殊构造—— 潜水艇有两个储水仓，储水仓能自由地进行充水和排水，从而改变潜水艇自身的重量潜水艇也是用钢铁作成的，可它为什么能在水中上浮和下潜呢？根本原因是，潜水艇是靠改变自身重力来达到改变浮力和重力的关系，从而决定上浮或下潜的。 即漂浮：F浮=G 下沉：F浮 上浮：F浮>G 接下来我们看到课本上有热气球的图片，那么气球和飞艇在空气中能实现浮沉吗？ 请大家看课本“想想做做”环节，我们拿一薄塑料袋，展开释放，塑料袋下落；用嘴吹起塑料袋释放，塑料袋下落，为什么不能升空?要想使它升空应该怎么办？（模拟实验）我们要利用塑料袋和酒精灯模拟热气球，现在大家分组进行制作，然后各小组同时释放，那一个小组能使“热气球”升高的最高老师就把这一个“许愿灯”奖励送给那个小组。 做完了实验我们要知道气球和飞艇工作原理是ρ气＜ρ空气，是因为气球中充的是密度小于空气的气体，使它受到的F浮＞G物而升空的。 五、板书设计 一、物体的沉浮条件：（五种状态） 上浮：F浮>G ρ液>ρ物 漂浮：F浮=G静止 ρ液>ρ物 V排 悬浮： F浮=G ρ液=ρ物 V排=V物 下沉：F浮 沉在容器的底部 F浮 ρ液<ρ物 V排=V物 二、如何改变物体的沉浮 1、G不变，F浮改变； 2、F浮不变，G改变 三、物体浮沉条件的应用 1、轮船工作原理：采用“空心”，增大排开水的体积来增大浮力 2、潜水艇：改变自身的重力实现浮沉。 3、气球和飞艇的原理： F浮>G物，物体在空气中
点击咨询