第十章 第3节物体的浮沉条件及应用 第2课时教学设计 2023-2024学年人教版物理八年级下册

第2课时浮沉条件的应用 1.能利用浮沉条件解释简单的物理现象. 2.知道潜水艇、轮船、密度计等浮沉条件的应用. 重点：知道潜水艇、轮船、密度计等浮沉条件的应用. 难点：能运用物体的浮沉条件解释现象. 一、新课导入 人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式.后来人们发明了船，它能承载更多的人和物.物体的浮沉条件的应用在我们生活中有很多，这节课我们要学习的内容就是浮沉条件的应用. 二、探究新知 知识模块一：轮船 【教师提问】你有没有办法让铁块漂浮或悬浮在水中？ 【学生作答】根据F浮=G排可知，可以通过增大浮力或减小重力的方法使铁块漂浮或悬浮在水中. （1）根据F浮=ρ液gV排可知，在铁块质量不变的情况下增大体积,可将铁块压成薄片，制成船的形状，增大排开水的体积. （2）根据G=mg可知，在铁块体积不变的情况下减小质量， 可挖掉铁块内部的铁，减小质量. 【教师讲解】其实这两种办法都是将铁块制成“空心”. 【教师讲解】轮船漂浮的原理：通过将密度大的钢铁制成空心，增大了体积，进而增大了排开液体的体积，以此增大可以利用的浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮. 排水量：轮船排开水的重力越大，受到的浮力就越大，就可以承载更多的货物.我们把轮船装满货物时排开水的质量叫做轮船的排水量，即排水量＝m船＋m货. 【教师提问】轮船从河里驶入海里时，它受到的浮力变大、变小还是不变？它排开的液体的质量如何变化？ 【学生作答】浮力不变.排开的液体的质量不变. 【教师提问】它是下沉一些，还是上浮一些？ 【学生作答】它上浮一些. 【教师讲解】同一条船在河里和海里时，所受浮力相同，但海水密度较大，所以它排开的河水和海水的体积不同.因此，它的吃水深度不同. 知识模块二：潜水艇 【教师提问】潜水艇受到的浮力和重力相等，所以可以悬浮在海水中，可是它如何才能浮出水面呢？ 【学生作答】潜水艇的艇身装有水舱，向水舱充水时，潜水艇变重，逐渐潜入水中.当水舱充水后潜水艇重等于同体积的水重时，它可以悬浮在水中.当用压缩空气将水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，从而上浮. 【归纳总结】悬浮的潜水艇排开海水的体积不变，所受浮力相同，只能通过改变自身重力实现浮沉. 知识模块三：气球和飞艇 【教师提问】释放一个氢气球，气球上浮至天花板.现场吹一个气球，扎紧口并松手，气球降至地面.这两个气球都受浮力作用吗？为什么一个上浮，另一个下沉呢？ 【学生作答】都受浮力，但充入的气体不同，密度不同造成浮沉不同. 【教师提问】参考气球的上浮和下沉，说说飞艇是怎样浮在空中的？ 【学生作答】利用浮沉条件的密度关系可知，向飞艇气囊中充入密度比空气小的气体，比如氢气、氦气等，飞艇就可以浮在空中了. 知识模块四：密度计 【教师提问】密度计是一种什么仪器？ 【学生作答】测量液体密度的仪器. 【教师提问】密度计的工作原理是什么？ 【教师讲解】密度计是根据物体漂浮时受力平衡及阿基米德原理制成的，密度计在任何液体里都处于漂浮状态，所受浮力大小不变，都等于它的重力.根据浮力公式F浮=ρ液gV排，液体密度较大的时候，密度计露出的部分多，反之就少，所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大的. 【教师提问】密度计浸入液体中越深，说明液体的密度是越大还是越小？ 【学生作答】越小. 三、课堂演练 1.潜水艇在执行任务，根据任务的要求，潜水艇需要在不同深度处悬浮，若海水密度保持不变，则下列说法错误的是 （B） A．潜水艇排开海水的体积相等 B．潜水艇所受的重力大小不相等 C．潜水艇所受的浮力大小相等 D．潜水艇所受的浮力与重力大小相等 2.如图所示的孔明灯，它能上升的原因是 浮力大于其重力，上升过程中灯罩内的气体密度 小于(填“大于”“小于”或“等于”)灯罩外的空气密度. 3.在我国宋代，采用“莲子试卤法”来检验盐水浓度.将五颗莲子(密度有差别)投入盐水 中，可将盐水分为四个等级:五颗莲子全部浮于盐水表面，表示浓度为最高等级；三颗或四 颗莲子浮于盐水表面，表示浓度次之；两颗或一颗浮于盐水表面，表示浓度低；全部莲子沉 于盐水底部，表示浓度更低，不能用于熬制食盐.请解释: (1)其中某一颗莲子浮于盐水表面和沉于盐水底部时所受浮力大小的关系; (2)五颗莲子全部浮于盐水表面能表示盐水浓度高的原因. 解:(1)莲子浮于盐水表面所受浮力大小等于莲子重力大小，沉于盐水底部时，浮力小于重 力;莲子重力不变，因此莲子浮于盐水表面时所受浮力大于沉于盐水底部时所受浮力; (2)五颗莲子全部浮于盐水表面时，受到总的浮力等于总重力，其余情况浮力均小于或等 于总重力;根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排，此时V排最小，则ρ液最大，表示盐水浓度高. 四、课堂小结 同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识