2025年春滬科版初中物理八年級(jí)下冊(cè)教案設(shè)計(jì) 第九章 第四節(jié) 物體的浮與沉

第四節(jié)物體的浮與沉

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)1.知道物體的浮沉條件。2.會(huì)根據(jù)浮沉條件判斷物體的浮沉。3.知道通過改變浮力或重力的大小可控制物體浮沉。4.能應(yīng)用浮沉條件解釋簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。能力目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)探究和分析，得出物體的浮沉條件。2.通過探究物體浮沉的過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、分析和概括的能力。素養(yǎng)目標(biāo)通過收集、交流關(guān)于浮沉條件在技術(shù)上應(yīng)用的事例，體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的密切聯(lián)系。

教學(xué)重難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)物體的浮沉條件。教學(xué)難點(diǎn)浮沉條件的應(yīng)用。

教學(xué)過程

一、新課導(dǎo)入水中的魚兒時(shí)而露出水面，時(shí)而沉入水底，你知道魚兒是如何實(shí)現(xiàn)浮沉的嗎？二、教學(xué)步驟探究點(diǎn)1物體的浮沉條件［閱讀課本］P222~223“物體的浮沉條件”［實(shí)驗(yàn)］物體的浮沉條件。［思考］觀察圖9?16，將擰緊蓋子的空玻璃瓶浸沒于水中，松手后觀察玻璃瓶的運(yùn)動(dòng)情況，并分析玻璃瓶的受力情況。［提示］玻璃瓶上浮，瓶子受到了重力和浮力的作用。［思考］瓶子為什么會(huì)上??？［提示］比較浮力和重力的大小發(fā)現(xiàn)，玻璃瓶的重力小于浮力。［思考］把裝滿水并擰緊蓋子的玻璃瓶浸沒于水中，松手后觀察玻璃瓶的運(yùn)動(dòng)情況，并分析玻璃瓶的受力情況。［提示］玻璃瓶下沉，玻璃瓶受到了重力和浮力的作用。［思考］瓶子為什么會(huì)下沉？［提示］玻璃瓶?jī)?nèi)灌滿了水，重力增大，浮力小于重力。［思考］用什么方法能使玻璃瓶懸浮在水中？［提示］在玻璃瓶中裝一定量的水，擰緊蓋子后把玻璃瓶浸沒于水中，當(dāng)浮力等于重力時(shí)，玻璃瓶就會(huì)懸浮在水中。［思考］你能畫出這幾種情況下玻璃瓶所受力的示意圖嗎？［提示］玻璃瓶受到的重力和浮力如圖所示。［思考］結(jié)合實(shí)驗(yàn)和力的示意圖分析，物體的浮沉是由什么因素決定的？［提示］物體在液體中是上浮還是下沉取決于它所受的重力和浮力的大小關(guān)系。［思考］物體浮沉?xí)r，浮力和重力有怎樣的關(guān)系呢？［歸納提升］浸沒在液體中的物體，當(dāng)浮力大于重力時(shí)，物體上??；當(dāng)浮力小于重力時(shí)，物體下沉；當(dāng)浮力等于重力時(shí)，物體處于懸浮狀態(tài)。［思考］把雞蛋放入清水中，放手后，雞蛋處于什么狀態(tài)？［提示］雞蛋下沉，最終沉到容器的底部，受到底部一定的支持力后靜止。［思考］向杯中逐漸加鹽并小心攪拌，雞蛋處于什么狀態(tài)？［提示］雞蛋緩緩上浮，最終漂浮在液面上。［思考］再往容器中加水，雞蛋會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)？［提示］雞蛋下沉。［思考］雞蛋在液體中受到哪幾個(gè)力的作用？［提示］雞蛋在液體中受到了兩個(gè)力的作用，一個(gè)是豎直向下的重力，另一個(gè)是豎直向上的浮力。［思考］在上述的幾種情況中，雞蛋的重力有沒有發(fā)生改變？［提示］雞蛋的質(zhì)量不變，重力不變。［思考］雞蛋受到的浮力大小改變了嗎？［提示］加入食鹽或倒入清水的操作實(shí)際上是改變液體的密度，從而改變浮力的大小。［思考］物體的浮沉與物體的密度和液體的密度有關(guān)系嗎？［提示］物體的重力G物=ρ物gV物，物體受到的浮力F浮=ρ液gV排；若物體浸沒在液體中，則V排=V物，①當(dāng)F浮>G物時(shí)，ρ液gV排>ρ物gV物，ρ液>ρ物；②當(dāng)F浮<G物時(shí)，ρ液gV排<ρ物gV物，ρ液<ρ物；③當(dāng)F浮=G物時(shí)，ρ液gV排=ρ物gV物，ρ液=ρ物。［思考］你能歸納出物體的浮沉與物體的密度和液體的密度之間的關(guān)系嗎？［歸納提升］比較液體和物體的密度，得出物體的浮沉條件：①當(dāng)ρ物>ρ液時(shí)，物體最終沉底；②當(dāng)ρ物<ρ液時(shí)，物體最終漂浮在液面上；③當(dāng)ρ物=ρ液時(shí)，物體可懸浮在液體中的任何深度處。［習(xí)題］把重力為10N，密度為0.9×103kg/m3的實(shí)心物體投入水中。當(dāng)物體靜止時(shí)，物體處于（選填“漂浮”“懸浮”或“沉底”）狀態(tài)，物體所受浮力為N，排開水的體積是m3。（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）

［分析］因?yàn)棣盐?0.9×103kg/m3<ρ水，所以物體靜止時(shí)漂??；因?yàn)槲矬w漂浮，所以F浮=G物=10N；因?yàn)镕浮=G排=ρ水gV排，所以V排=F浮ρ水g=10N1［答案］漂浮101×10-3［習(xí)題］甲、乙兩個(gè)完全相同的杯子盛有不同濃度的鹽水，將同一個(gè)雞蛋先后放入其中，當(dāng)雞蛋靜止時(shí)，兩個(gè)杯子中液面恰好相平，雞蛋所處的位置如圖所示，則（）A.甲杯中的鹽水密度較大B.乙杯底部所受的液體壓強(qiáng)較大C.甲杯底部所受的液體壓力較大D.雞蛋在乙杯中受到的浮力較大［分析］由題圖可知，雞蛋在甲、乙兩杯中分別處于懸浮和漂浮狀態(tài)，因?yàn)棣岩?ρ物時(shí)物體懸浮，ρ液>ρ物時(shí)物體漂浮，所以乙杯中鹽水的密度大于甲杯中鹽水的密度；由于兩杯中液面相平，根據(jù)p=ρgh可知，乙杯底部受到的壓強(qiáng)大于甲杯底部受到的壓強(qiáng)；由于甲、乙是兩個(gè)完全相同的杯子，則底面積相同，根據(jù)F=pS可知，乙杯底部所受液體的壓力較大；因?yàn)槲矬w漂浮或懸浮時(shí)，受到的浮力和自身的重力相等，所以同一個(gè)雞蛋在兩杯中受到的浮力相等，都等于雞蛋的重力。［答案］B探究點(diǎn)2浮沉條件的應(yīng)用［閱讀課本］P223~224“浮沉條件的應(yīng)用”［思考］密度計(jì)為什么能測(cè)量液體的密度？［提示］密度計(jì)漂浮在液體中時(shí)，浮力的大小等于重力。由于同一密度計(jì)的重力不變，所以浮力不變。根據(jù)阿基米德原理，浮力不變時(shí)，浸入液體的體積越大，液體的密度就越小，從而測(cè)量出液體的密度。［思考］鹽水選種的原理是什么？［提示］當(dāng)種子被置于一定濃度的鹽水中時(shí)，其浮沉狀態(tài)取決于種子的密度與鹽水密度的相對(duì)關(guān)系。飽滿的種子由于內(nèi)部物質(zhì)充實(shí)，其密度通常大于鹽水的密度，因此會(huì)下沉至容器底部。相反，干癟或質(zhì)量不佳的種子密度較小，小于鹽水的密度，從而浮在鹽水表面。這樣，通過簡(jiǎn)單的浮沉觀察，農(nóng)民就能有效地將好種子與壞種子區(qū)分開來(lái)，確保播種的種子質(zhì)量，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。［思考］潛水艇是怎樣實(shí)現(xiàn)浮沉的？［提示］浸在水中的潛水艇排開水的體積無(wú)法改變，但可以吸入或排出部分海水，通過改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉。［思考］熱氣球是怎樣實(shí)現(xiàn)浮沉的呢？［提示］熱氣球的重力不易改變，但可以打開氣閥放去部分氣體，通過改變熱氣球的體積，從而改變受到的浮力實(shí)現(xiàn)浮沉。［思考］浮筒為什么能打撈沉船呢？［提示］先在浮筒內(nèi)注滿水，將浮筒與沉船固定，再用高壓空氣將浮筒內(nèi)的水排出，通過改變自身重力，使沉船和浮筒所受的重力小于浮力實(shí)現(xiàn)打撈。［思考］孔明燈為什么能夠升空呢？［提示］孔明燈的體積不能改變，所受空氣的浮力不變，當(dāng)點(diǎn)燃燈內(nèi)蠟燭時(shí)，燈內(nèi)空氣溫度升高，密度變小，當(dāng)燈內(nèi)氣體密度比其外部氣體密度小到一定程度時(shí)，便升空了。［思考］煮熟的餃子為什么會(huì)浮起來(lái)？［提示］生餃子下鍋后由于所受的浮力小于重力會(huì)下沉到鍋底，煮熟后餃子的體積由于受熱膨脹而變大，餃子所受浮力變大，重力不變，浮力大于重力，所以餃子上浮，最終漂浮在水面。［思考］水中的魚是怎樣實(shí)現(xiàn)浮沉的呢？［提示］水中的魚自身的重力無(wú)法改變，但魚體內(nèi)有魚鰾，可以變大變小，從而改變浮力的大小實(shí)現(xiàn)浮沉。［思考］分析以上實(shí)例，你認(rèn)為改變物體的浮沉有哪些方法呢？［歸納提升］改變浮沉的方法：①改變物體的重力；②改變液體的密度；③改變物體的體積。［思考］我們可以看到小朋友用吸管水平吹出的肥皂泡常常開始時(shí)上升，然后便下降，這是為什么？［提示］肥皂泡剛吹出時(shí)，其內(nèi)部氣體的溫度較高，內(nèi)部氣體的密度較小，所受的浮力大于重力而上升；后來(lái)肥皂泡內(nèi)氣體的溫度降低，體積變小，受到的浮力減小，當(dāng)浮力小于肥皂泡的重力時(shí)便下降。三、板書設(shè)計(jì)第四節(jié)物體的浮與沉1.物體的浮沉條件（1）F浮>G物，上?。?）F浮<G物，下沉（3）F浮=G物，懸浮或漂浮2.浮沉條件的應(yīng)用