第十章浮力第三节物体的浮沉条件及应用.docx
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第十章浮力第三节物体的浮沉条件及应用
第十章浮力第三节物体的浮沉条件及应用
1课时新授课
【教学目标】
知识与技能
1.知道物体的浮沉条件。
2.知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。
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。
过程与方法
1.通过物体的浮沉现象的实验研究,培养学生思维能力和实验研究能力。
2.通
过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值。
情感、态度与价值观
1.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。
2.通过联系生活实际,使学生体会到物理知识在生活中的价值。
【教学重难点】
重点:
探究物体的浮沉条件及浮力的应
用。
难点:
探究物体的浮沉条件及浮力的应
用。
【教学准备】或【实验准备】
教师用:
多媒体课件、橙子、土豆、西红柿、塑料袋。
学生用:
烧杯、水、盐、牙膏皮、西红柿、纸杯、气球、铁钉、小瓶、泡沫、酒精灯、塑料袋。
【教学过程】
主要教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
一、创设情景,引入新课
【播放视频】“中国海上大阅兵”
提出问题:
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?
引出课题:
物体的浮沉条件及其应用
(设计意图:
激发学生的学习兴趣和爱国情怀。
)
学生观看视频:
了解浮沉情况不同的浮力的应用,并思考问题。
二、合作探究,建构知识
(一)物体浮沉条件
1.探究用F浮和G物的关系判断物体的浮沉
2、探究用ρ物与ρ液的关系判断物体的浮沉
3.探究改变物体的浮沉状态的方法
1.【演示实验】
(1)水槽中的瓶子处于什么状态?
(2)【猜一猜】一个大橙子和一个小西红柿同时放入水中,会出现什么情况呢?
【想一想】是什么原因呢?
由此可知物体的浮沉可仅由所受的浮力决定的吗?
(3)把一个大土豆和刚才的橙子同时放入水中放手后如上右图。
【议一议】为什么土豆排开水的体积比橙子大,它反下沉了呢?
到底物体的浮沉取决于什么呢?
(设计意图:
通过学生猜测和亲身感受引起认知冲突,激发学生探究欲望。
)
2.【受力分析】
请分析浸没在水中的上浮的橙子、悬浮的瓶子、下沉的西红柿受力情况。
3.【归纳总结】师生共同总结物体的浮沉条件:
比较浮力与物质重力的关系
上浮F浮>G物漂浮F浮=G物
悬浮F浮=G物
下沉F浮 【做一做】请将泡沫、木块、牙膏皮、小瓶、小西红柿、铁块放入水中,上浮的物体有哪些,下沉的有哪些? 并分别放入两个烧杯中。 4.【自主分析与交流】一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度与液体密度之间的关系,对物体的浮沉作出判断? 【总结】上浮F浮>G物ρ物<ρ液 漂浮F浮=G物ρ物<ρ液 悬浮F浮=G物ρ物=ρ液 下沉F浮 【想一想】漂浮与悬浮有什么共同点与不同? 5.【设置跟踪练习】 把铁块放在水中时,铁块会;放在水银中时铁块会;最终。 6.【实验探究、合作研讨】 【思维升华】—探究改变物体浮沉状态的方法 请利用桌上器材(气球、铁钉、注射器、纸杯等)改变两烧杯中的物体的浮沉状态。 【引导总结】——改变物体的浮沉状态的方法1.改变浮力: 改变V排、改变ρ液 2.改变重力 3.同时改变浮力和重力 现象释疑: 为什么汤圆刚入锅时沉底的,煮熟了就浮到水面上了? (设计意图: 通过学生自主探究改变浮沉条件的方法,既为下面浮沉条件的应用作铺垫,又锻炼了学生的思维。 ) 观察、回答: 悬浮。 猜测: 橙子下沉,小西红柿上浮。 观察发现: 橙子上浮,小西红柿下沉。 小组讨论交流: 橙子体积大,V排就大,所受浮力就大。 讨论交流: 土豆V排大,浮力大,其重力也大,得出物体的浮沉应该有F浮和G物共同决定的。 受力分析并交流: 橙子受到的浮力大于重力、西红柿受到的浮力小于重力、瓶子受到的浮力等于重力。 (设计意图: 通过学生自主受力分析、归纳总结浮沉条件,有利于学生对知识的理解,同时提升了学生的能力。 ) 动手实验观察并分类。 小组合作自主分析: G物=m物g=ρ物gV物 F浮=ρ液gV排 根据浮力与重力的关系得出物体密度与液体密度之间的关系。 比较漂浮与悬浮的异同点。 共同点: 在平衡力的作用下静止不动;浮力等于重力。 不同点: 漂浮是物体一部分浸入液体中,悬浮是整个物体浸没在液体中。 密度关系也不同。 学以致用: 解决问题巩固新知。 小组讨论后再动手实践。 展示成果: (1)把牙膏皮做成船型(空心),就能浮在水面上,而且还能装载小西红柿。 (2)铁块放在纸杯里、或吹大的气球里。 (3)在烧杯里加适量的盐,鸡蛋会浮起来。 (4)在泡沫上穿几颗钉子,泡沫就沉下去了。 (5)用注射器抽小西红柿中的汁水。 …… 分析、解答: 汤圆熟了时变成空心的,增大排开液体的体积,从而增大浮力。 (二)物体沉浮条件应用 1.轮船 工作原理 排水量 2.密度计 3.潜水艇 探究潜水艇的工作原理 4.气球和飞艇 5.应用拓展 过渡: 你能举出生活中应用这些改变浮沉条件的方法的事物吗? 1.轮船 【以问求答】用密度比水大的钢铁制成的轮船是却能浮在水面上,为什么? 利用学生展示的漂浮在水面的牙膏皮,可以把它看成一个小船,大家能不能说出轮船工作原理是什么? 【引导总结】——轮船的工作原理: 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。 【演示实验】标记水到牙膏皮的位置为1,然后向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为2,然后再向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为3……牙膏皮小船下沉到水底。 【问题导学、自主学习】看来船还有一个运载能力的问题,实际是用什么来衡量船的运载能力的? ——引出排水量,追问: 什么是排水量? 【跟踪典例剖析】一艘轮船排水量为2×104t。 请问它排开水的重力是多少? 除此之外我们还可以计算出哪些物理量来? 总结: 【演示实验】把牙膏皮小船放入密度为1.0×103㎏/m3纯水中,标记水到牙膏皮的位置为S,然后再把它放入密度为1.1×103㎏/m3盐水中,牙膏皮小船会有什么变化? 标记水到牙膏皮的位置为W。 则W在S的____方。 W、S叫轮船的吃水线。 【想一想】一艘轮船从河里驶入海里,它受到的重力。 它受到浮力。 它排开水的体积。 (填“变大”“变小”或不变) 2.密度计 【引导改装】S处可以标记为纯水的密度,W处可以标记为盐水的密度,牙膏皮可以改装成测量什么量的装置? 这样把它改装成了密度计。 出示: 密度计—可以直接测量液体密度的仪器。 【以问求答】1.工作原理: 利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。 2.刻度特点: 上小下大,刻度间隔不均匀。 3.潜水艇 【合作探究】你能改变玻璃瓶的浮沉状态吗? 【播放动画】潜水艇的沉浮 【问题导学】潜水艇在水下行驶过程中,它受到的浮力大小,下潜时向水舱中,潜水艇逐渐变,就逐渐潜入水中;上浮时,就用压缩空气将水舱中的水排出一部分,使潜水艇变,从而上浮。 潜水艇的潜水和上浮是靠__来实现的。 【总结】潜水艇的工作原理: 潜水艇的上浮、下潜和悬浮,靠改变自身的重力来实现的。 【拓展】鱼的浮沉: 由潜水艇你想到什么动物,你能说说鱼是通过什么方式来实现浮沉的? 【反馈训练】某潜水艇从水面上10m处一直下潜到100m深的过程中,潜水艇受到水的压强将_____,浮力将___;从长江潜行到东海浮力将____。 4.气球和飞艇 过渡: 在空气中能实现浮沉吗? 【设置情境】出示一薄塑料袋,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? 要想使它升空怎么办? 【模拟实验】利用塑料袋和酒精灯模拟热气球 让各小组同时释放。 【课堂奖励】把一“许愿灯”奖励送给“热气球”升高的最高的小组。 【归纳总结】气球和飞艇工作原理: ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。 (设计意图: 通过丰富多彩的探究活动,培养学生的动手能力、激发学习兴趣,使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活、社会中的意识。 ) (1)打捞沉船 介绍方法: 将几个充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面。 【想一想】请解释这样打捞沉船的道理? (2)盐水选种 (3)躺在“死海”里看书,这是什么原因呢? (设计意图: 开拓学生视野,激发学生对科学的求知欲及探求科学知识的兴趣,从物理走向生活。 ) 搜集实例: 轮船、潜水艇、气球…… 思考回答。 观察实验。 回答: 排水量。 自主学习、回答问题: 轮船的大小是按排水量来区分的,排水量是轮船满载时的排开水的质量(m排),它等于船的质量和货物的质量之和。 学以致用: 分析解答。 (设计意图: 学生通过解决问题,提升对知识的认识,同时锻炼运用知识解决问题能力。 ) 交流、回答: 会上浮一些。 学生思考解答: 不变、不变、变小。 剖析易错点: 轮船漂浮,F浮=G物,G物不变,F浮不变。 思考回答: 测量液体密度。 观察、思考、回答。 分组实验: 先观察实验器材潜水艇模型,再合作实验。 交流方法: 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。 观看课件,回答: 不变充水重轻 改变自身重力 交流: 通过鱼鳔的涨缩,改变排开水的体积,从而改变浮力与重力的关系。 思考解答: 变大、不变、变大。 回答: 能、气球和飞艇能实现浮沉。 观察、思考回答: 往里充密度小的氢气或加热里面的空气。 小组合作模拟实验: 【想想议议】 1.要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,可采用什么办法? 2.要使热气球落回地面,可采用什么办法? 交流、回答: 浮筒中水排出后重力大大减少,浮力却没有减少,即使拴上沉船也是 F浮>G,因此能浮上水面。 交流盐水选种的道理: 饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。 交流、回答。 三、课堂小结: 回顾本节课的学习内容 本节课你有哪些收获? 还有哪些疑惑? 学生讨论梳理知识,交流收获和疑惑。 四、课堂检测 教师巡视、讲评 学以致用完成检测题、解答见附件1 五、布置作业 出示思考题题目见附件2 课后完成 【板书设计】 第三节物体的浮沉条件及应用 一.物体的浮沉条件: 上浮F浮>G物 漂浮 F浮=G物 悬浮F浮=G物 下沉F浮<G物 最终沉底 二.应用 1.轮船: 把物体作为“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.密度计 3.水艇: 依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。 4.气球和飞艇: ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。 【教学反思】 一、教案的“亮点” 1、本节课教学设计思想是源于生活、激发兴趣,创设情境、引发冲突,动手实践、体验探究,学以致用。 2.以学生自主探究为主线展开教学,实验器材充分、目的明确,能让学生通过丰富多彩的探究活动,使学生大胆实践、勇于创新,学生的创新精神和探究能力得到了锻炼,激发学生的学习积极性,能让学生在自主探究和合作交流中提升对知识的认识,真正发挥了学生的正常思维潜能,激发了学生对自然科学的探究,培养了学生探究意识、动手能力和团结协作的精神,更重要是培养了学生的创新意识。 二、教学中易出现的问题 1、由于对学生自主动手实验学习能力信心不足,仍不敢对学生全面放手,教师在学生自主探究实验活动中时时不放心,这不利于学生自主探究能力和创新能力的培养。 部分学生教学的参与度不够,学生的动手能力也比较弱,要多鼓励学生,对于学生的困难,给予及时的辅导。 2、活动和实验的目的是为了帮助学生更好地理解知识,所以活动和实验要注意其有效性和可参与性,还要注意留给学生足够的思考、讨论和交流的时间,也是一堂课成功的关键。 附件1【课堂检测】 1、排水量为一百吨的轮船在河水中航行,满载时船及所装的货物共重N受到河水的浮力是N.如果河水密度为ρ水=1.0×103kg/m3,船排开河水的体积是m3。 (g=10N/Kg) 2、将一支密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中,如图所示。 若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙,静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙,则ρ甲ρ乙F甲F乙。 3、某潜水艇从长江潜行(在水面下航行)到东海某地执行任务.若它悬浮在江面下所受重力、浮力分别为G1、F1,悬浮在海面下所受重力、浮力分别为G2、F2,则: G1___G2,F1___F2(填“大于”、“等于”或“小于”) 4、下列说法正确的是( ) A.浮力等于重力,一定悬浮 B.浮力等于重力,一定漂浮 C.物体在水中上浮,在没有露出水面之前浮力不变 D.在水中匀速下沉的物体重力大于浮力 附件2【作业思考题】 1、曹冲称象运用了的方法,巧妙地测出了大象的体重。 他运用的与浮力有关的知识: (1); (2)_____。 2、如图所示,体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。 甲上浮、乙悬浮、丙下沉,在甲露出水面之前,关于它们所受浮力的说法正确的是( ) A.甲受到的浮力大 B.乙受到的浮力大 C.丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大 3、如图所示,潜艇甲和渔船乙均由河里驶入海中。 它们所受到的浮力变化情况是() A.甲、乙均不变 B.甲不变,乙变大 C.甲变大,乙不变 D.甲、乙均变大
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- 第十 浮力 三节 物体 浮沉 条件 应用