10.3 物体的浮沉条件及应用 教案 2022-2023学年人教版初中物理八年级下册

10.3　物体的浮沉条件及应用 【学习目标】 1．观察物体上浮、下沉的现象，寻求使物体上浮与下沉的方法。 2．探究、理解物体的浮沉条件。 3．运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象，认识浮力知识在生产、生活中的应用价值。 【教学重难点】 重点：1.用浮沉条件解释上浮、下沉、悬浮、漂浮等各种浮沉现象。 2.轮船和密度计、潜水艇、气球和飞艇的沉浮原理。 难点：归纳物体的浮沉条件。 【教学方法】 演示实验法、探究实验法、启发式教学法。 【教学过程】 一、新课导入： 大家听说过潜水艇吗？潜水艇这么一个庞然大物，却能自由地上浮与下沉，同学们知道它的浮沉原理吗？浮在水面的物体，满足什么条件呢？气球和飞艇都是利用空气浮力升空的。用喷嘴加热热气球中的空气，热气球内部气体的温度升高，密度减小，当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时，热气球便上升。下面我们就学习浮力的应用。 二、新课讲授： (一)浮沉现象 教师利用多媒体出示各种浮沉现象。 使学生了解各浮沉现象：上浮、下沉、悬浮。 教师：将一乒乓球浸没于水中，松手，乒乓球将会怎样？ 学生进行猜想，教师松手，观察乒乓球运动情况。 教师点拨：像乒乓球这样往上运动的过程称作上浮，最后静止在水面上，称作漂浮。大家再看，将一铁块浸没在水中，松手，该铁块将会怎样？ 学生进行猜想，教师松手，观察铁块运动情况。 教师点拨：重物往下运动最终静止在水底的这一过程称作下沉。有没有这样一种情况：物体静止在液体内部任一地方？ 教师引导：有这种情况，我们把这种情况称之为“悬浮”。 悬浮的物体是浸没状态，同时它可以停留在液面下任何位置。 师生共同分析悬浮和漂浮的异同之处。 相似之处是：物体都处于平衡状态，各自所受重力G和浮力F浮的大小相等，是一对平衡力。 重要区别是：(1)它们在液体中的位置不同，悬浮是物体可以静止在液体内部任一地方，而漂浮则是物体静止在液体表面；(2)处于悬浮状态的物体，其密度与液体密度相等，其体积等于物体排开液体的体积，处于漂浮状态的物体，其密度小于液体的密度，其体积大于物体排开液体的体积。 (设计意图：使学生明确浮沉的各种现象：上浮、下沉、悬浮。) (二)物体的浮沉条件 教师出示一个橙子和一个西红柿，橙子比西红柿的体积大，如果同时把它们放入水中，会出现什么样的浮沉情况呢？ 学生大胆猜测，细心观察实现现象：橙子上浮，西红柿下沉。 教师继续追问：橙子和西红柿都是水果，为什么浮沉情况却不同呢？ 【想想议议】 物体的浮沉可仅由所受的浮力决定吗？ 观察发现：把一个体积更大的土豆放入水中，发现土豆下沉。 提出问题：为什么土豆排开水的体积比橙子大，它却下沉了呢？到底物体的浮沉取决于什么呢？ 教师讲解： 我们知道力是改变物体运动状态的原因，物体浸在液体中运动状态的改变也应和它的受力情况有关，而物体浸在液体中只受到重力和浮力的作用，通过分析重力和浮力的合力可找到原因。 甲　　 　 　　　　乙 丙　　 　 　　　　丁 (1)当浸没在液体里的物体受到的浮力大于重力时，即F浮>G，则物体就上浮，如图甲。 (2)当物体受到的浮力小于重力时，即F浮<G，物体就下沉，直到接触容器底部，如图乙。 (3)当物体所受合力为零时，其运动状态不发生改变，物体将保持静止状态(漂浮或悬浮)或匀速直线运动状态(在液体中匀速上升或匀速下降)；若静止在液面下任何位置，则有F浮＝G，称为物体悬浮，如图丙。 (4)当图甲中物体上浮后，露出水面，最终就成为漂浮，由于此时排开液体的体积变小，重力也与浮力平衡，所以漂浮时，也有F浮＝G，如图丁。 学生总结规律： (1)物体上浮，F浮>G物； (2)物体悬浮，F浮＝G物； (3)物体下沉，F浮<G物； 议一议：分别将泡沫、铁块、木块、牙膏皮、小瓶、小西红柿放入水中，上浮的物体有哪些？下沉的物体有哪些？ 交流分析：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，判断出物体的浮沉情况？ 学生自主推导： 根据阿基米德原理可知：F浮＝ρ液gV排， 物体的重力G物＝m物g＝ρ物V物g， 当物体完全浸没时V排＝V物， 当物体上浮F浮>G物， 即ρ液gV排>ρ物V物g， 即物体上浮ρ液>ρ物。 同理：物体悬浮ρ液＝ρ物； 物体下沉ρ液<ρ物。 师生共同归纳总结：物体的浮沉条件 1．物体上浮F浮>G物，ρ液>ρ物； 2．物体悬浮F浮＝G物，ρ液＝ρ物； 3．物体下沉F浮<G物，ρ液<ρ物。 如何使原来下沉的物体漂浮？如何使原来漂浮的物体下沉？关键是调节物体的重力与所受浮力的关系，若保持浮力不变，可改变自身重力；若重力不变，可改变排开液体或气体的体积。 学生利用身边的物品，进行实验，操作步骤： (1)把牙膏皮吹起来，就能浮在水面上。 (2)在烧杯中加盐，鸡蛋就会浮起来。 (3)将橡皮泥做成船