《物體的浮沉條件及應用》設計 全市一等獎

《第3節(jié)物體的浮沉條件及應用》教學設計教學目標知識與能力根據二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件。過程與方法運用物體的浮沉條件解釋生產、生活中的一些現象。情感、態(tài)度與價值觀理解浮沉條件在輪船、潛水艇、氣球和飛艇諸方面的應用。教學重點認識物體的浮沉現象及探究物體的浮沉條件。教學難點浮沉條件，運用阿基米德原理分析物體在液體中受到的浮力的變化。教學過程導入視頻展示潛水艇。思考：潛水艇這么一個龐然大物，卻能自由地上浮與下沉，它是怎樣在水中實現浮沉的呢？教師再做一個演示實驗，將土豆和蘋果一起放進水里，讓學生觀察：土豆在水中下沉，而蘋果是漂浮在水面上的。用力向下壓蘋果使浸沒在水中，一松手，蘋果又向上浮起。以上的現象都與物體的浮沉有關，今天我們就親自來探究影響物體浮沉的條件。在上面的基礎上，介紹名詞：上浮、下沉、漂浮。問：能讓蘋果在水中下沉，讓土豆在水中上浮嗎？我們不僅要知其然，還要知其所以然。為什么你們的做法能達到上述效果呢？這還要從力與運動的關系講起。思考：浸在水中的物體受到哪幾個力的作用？它們的方向怎樣？（浸在水中的物體受到兩個個力：重力和浮力，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上）。如果物體受到的重力和浮力大小相等，物體將處于什么狀態(tài)？（根據二力平衡條件，物體將處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)）。物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時，它受到的重力和浮力有什么關系？（物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)時，都是平衡狀態(tài)。物體受到的重力和浮力滿足二力平衡條件，它們大小相等）。如果向下的重力大于向上的浮力，物體將怎樣？（物體將下沉）。如果向下的重力小于向上的浮力，物體將怎樣？（體將上浮）?？偨Y：浸在液體中的物體，其浮沉情況取決于物體所受到的浮力和重力的大小。當物體浸沒在液體時，若重力大于浮力，則物體下沉；若重力小于浮力，則物體上?。蝗糁亓Φ扔诟×?，則物體懸??；當物體漂浮在液面上時，它所受到的重力等于浮力。問：現在你能回答為什么給蘋果扎上幾枚鐵釘，能讓原本在水面漂浮的蘋果下沉？在水里加一些鹽，為什么能讓原來沉在水底的土豆向上浮起？最后漂浮在水面上？問：向上浮起的土豆能一直向上運動嗎？最后處于什么狀態(tài)？（不能。當土豆露出液面后，隨著上浮，土豆排開液體的體積逐漸減小，受到的浮力就逐漸減小。當浮力等于重力時，土豆不再上浮，于是漂浮在水面上）。問：剛才做讓土豆上浮實驗時，我看到有同學采用了把土豆切成兩塊的方法。切成兩塊確實能減少土豆的重力，這種方法能讓土豆上浮嗎？為什么？（不能。因為減少重力的同時，也減少了土豆受到的浮力。對于一塊土豆，還是重力大于浮力，所以它仍下沉）。問：如果把土豆切得更小一些，它是否可能在水中上??？（不能）。問：上述過程中，可變的是土豆受到的重力和浮力，不變的是它總在水中下沉。大家想想，還有什么不變？（密度。因為密度是物質的物理屬性，不隨質量和體積改變）。問：很好。對于物體的浮沉條件，從力的關系看，取決于物體受到的重力和浮力的大小關系。從密度看，取決于物體的密度與它所在液體密度的大小關系。如果物體的密度等于液體密度，物體在液體中懸浮；如果物體的密度大于液體密度，物體在液體中下沉；如果物體的密度小于液體密度，物體在液體中上浮，最后漂浮。對于實心物體,根據F浮=ρ液gV排,G=ρ物gV物,可以通過比較物體和液體的密度來判斷。這一點有興趣的同學可以證明。利用密度關系，怎樣解釋土豆在水中原來下沉、切成小塊還是下沉、水中加鹽就能上?。扛×Φ睦脤W生實驗：把橡皮泥捏成團放在水面，觀察橡皮泥的運動狀態(tài)。再把橡皮泥捏成碗形或船形放在水面，觀察橡皮泥的運動狀態(tài)。引導學生分析，當把橡皮泥捏成碗形或船形放在水面時，雖然它受到的重力沒有改變，但是由于它排開水的體積增大，受到的浮力增大，所以能漂浮在水面上。對于鋼鐵制造的輪船，只要空心的程度足夠大，也能漂浮在水面上?？梢宰寣W生通過自制潛水艇模型來感受潛水艇的浮沉原理：器材：空塑料眼藥水瓶一只，大鐵釘一只，自行車氣門芯皮一根，還有膠帶、錐子、小刀等。制作：用膠帶將眼藥水瓶和大鐵釘纏在一起，在塑料瓶緊靠鐵釘的側壁上用錐子戳幾個小孔，再用小刀將瓶口削尖，在瓶口處接上自行車氣門芯皮，這就做成了潛水艇模型。思考：把模型進入水中，從管內吸氣，模型將怎樣？為什么？向管內吹氣，模型又將怎樣？為什么？學生通過實驗就會發(fā)現：把潛水艇模型放入水中，向外吸氣時，由于內部的壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水就會從側壁上的小孔進入塑料瓶，使模型的重力增加，大于它受到的浮力，于是模型下潛；反之，向管內吹氣，會把部分水排出模型，使模型的重力減少，小于它受到的浮力，于是模型上浮。由此總結出潛水艇的浮沉原理是：通過改變自重實現上浮和下沉。演示以下實驗引起學生的興趣：找一個非常薄的塑料袋，口向下放置，并將袋口用透明膠帶適當粘合變?。ú灰馑溃?，使它變?yōu)樯洗笙滦〉臍馇蛐螤?，用酒精燈在袋口處對空氣加熱，幾分鐘后，氣球即可升空。在觀察之后，請學生思考：（1）熱氣球為什么會升起來？（熱空氣的密度較小，使得熱氣球的重力小于它受