10.4 沉与浮 导学案 2024-2025学年 教科版八年级下册物理

第十章 浮力 10.4 沉与浮 导学目标 1. 理解物体的浮沉条件，能根据物体的重力和浮力大小关系判断物体的浮沉状态。 2. 掌握阿基米德原理，并能运用公式F浮=G排=ρ液gV排进行相关计算。 3. 了解浮沉条件在生活、生产中的应用，如轮船、潜水艇、气球和飞艇等，培养将物理知识应用于实际的能力。 4. 通过实验探究和理论分析，培养观察、分析、归纳总结的能力，以及运用物理知识解决实际问题的思维。 重点 1. 物体浮沉条件的理解与应用，通过实验和实例分析，明确物体在不同液体环境中上浮、下沉、悬浮或漂浮的条件。 2. 熟练运用阿基米德原理进行浮力的计算，掌握公式中各物理量的含义及单位，能够准确代入数据进行运算。 难点 1. 从力和物体运动状态的关系角度，深入理解物体浮沉条件的本质，能区分上浮、漂浮、下沉、悬浮等状态下物体受力的特点和运动趋势。 2. 在实际问题中，灵活运用阿基米德原理和物体浮沉条件进行综合分析，如复杂物体的受力分析、多过程问题的处理等。 导学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、练习法相结合。通过实验演示直观展示物体的浮沉现象，引导学生观察、思考；在理论讲解中，运用讲授法清晰阐述概念和原理；组织学生讨论实际问题，培养合作与思维能力；利用练习法巩固所学知识，提升解题能力。 课时 2课时 导学过程 第一课时 1. 课前导学 （1）物体的浮沉现象：生活中我们常见到各种物体在液体中的浮沉现象，比如木头会______在水面上，而石头会______到水底。把一个鸡蛋轻轻放入清水中，鸡蛋会______ ，若向清水中逐渐加盐并搅拌，鸡蛋会慢慢______ ，最后______在水面上。 （2）影响物体浮沉的因素猜想：物体的浮沉可能与物体的______ 、______ 、液体的______ 等因素有关。 （3）预习阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于______ ，用公式表示为______ ，其中F浮表示______ ，单位是______ ；G排表示______ ，单位是______ ；ρ液表示______ ，单位是______ ；g是重力加速度，通常取______ ；V排表示______ ，单位是______ 。 2. 课堂导学 （1）实验探究物体的浮沉条件：准备体积相同的实心铁块、铝块、木块，分别放入盛有水的容器中。观察现象并记录：铁块______ ，铝块______ ，木块______ 。用弹簧测力计分别测量铁块、铝块、木块的重力G铁、G铝、G木，再将它们浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F拉铁、F拉铝、F拉木 。根据称重法F浮=G - F拉，计算出它们受到的浮力F浮铁、F浮铝、F浮木 。比较重力和浮力的大小关系：当G铁______F浮铁时，铁块下沉；当G铝______F浮铝时，铝块下沉；当G木______F浮木时，木块上浮。由此总结物体的浮沉条件：当F浮______G时，物体上浮；当F浮______G时，物体下沉；当F浮______G时，物体悬浮（物体可以停留在液体内部任何深度处）；当物体漂浮在液面上时，F浮______G（此时V排______V物 ）。 （2）阿基米德原理的深入理解：重新进行阿基米德原理的实验，用溢水杯、小桶、弹簧测力计、石块等器材。先测量空小桶的重力G桶 ，再用弹簧测力计测量石块的重力G石 ，将石块浸没在装满水的溢水杯中，收集溢出的水，测量小桶和溢出水的总重力G总 。则石块受到的浮力F浮 = G石 - F拉（F拉为石块浸没在水中时弹簧测力计的示数），同时G排 = G总 - G桶 ，通过多次实验发现，F浮始终等于G排 ，即F浮=G排=ρ液gV排 。强调公式中各物理量的意义：ρ液是指物体浸在其中的液体的密度，与物体本身的密度无关；V排是物体排开液体的体积，当物体完全浸没时，V排 = V物 ，当物体部分浸没时，V排＜V物 。 （3）课堂小结：引导学生回顾本节课所学内容，包括物体的浮沉条件（F浮与G的大小关系决定物体浮沉状态）和阿基米德原理（F浮=G排=ρ液gV排 ）。强调理解浮沉条件时要从力和运动的关系出发，分析物体的受力情况；在运用阿基米德原理时，要准确确定各物理量的值。 课堂练习 （1）一个重为5N的物体，浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3N，则物体受到的浮力为______N，物体排开水的重力为______N，排开水的体积为______m³ （g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ）。 （2）体积为200cm³的实心铝块，浸没在水中时受到的浮力是多少？（g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ，ρ铝 = 2.7×10³kg/m³ ） （3）一物体漂浮在水面上，有1/3的体积露出水面，已知物体的体积为300cm³ ，求物体受到的浮力和物体的密度。（g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ） 第二课时 1. 课前复习：回顾物体的浮沉条件和阿基米德原理，默写物体浮沉条件的四种情况（F浮与G的大小关系及对应的物体状态）和阿基米德原理公式。 2. 课堂导学 （1）浮沉条件的应用 （2）轮船：轮船是利用______的方法来增大可以利用的浮力。轮船的大小通常用排水量来表示，排水量是指轮船满载时排开水的______ 。一艘排水量为5000t的轮船，满载时受到的浮力是______N（g取10N/kg ）。因为轮船漂浮在水面上，所以F浮 = G船 + G货 ，由此可以计算出轮船满载货物的重力。轮船从河里驶入海里，它受到的浮力______ （选填“变大”“变小”或“不变” ），它排开海水的体积______ （选填“变大”“变小”或“不变” ），轮船会______ （选填“上浮”或“下沉” ）一些，这是因为海水的密度______河水的密度。 （3）潜水艇：潜水艇是通过改变______来实现上浮和下沉的。当潜水艇水舱充水时，重力______浮力，潜水艇下沉；当潜水艇水舱排水时，重力______浮力，潜水艇上浮；当潜水艇悬浮在水中时，重力______浮力。潜水艇在水面下下潜的过程中，受到的浮力______ （选填“变大”“变小”或“不变” ），因为它排开液体的体积______ （选填“变大”“变小”或“不变” ）。 （4）气球和飞艇：气球和飞艇是利用______来升空的。它们充入的气体密度______空气的密度。当气球或飞艇受到的浮力______重力时，它们上升；当浮力______重力时，它们下降；当浮力______重力时，它们可以停留在空中某一高度。为了使充氦气的气球能下降，可采取的方法是______ 。 （5）综合应用与拓展：讲解一些综合性的题目，如将不同物体放入不同液体中，分析物体的浮沉情况并进行相关计算。例如，把一个质量为0.5kg、体积为600cm³的物体放入水中，求物体静止时受到的浮力和排开水的体积。（g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ）解题思路：先计算物体的密度ρ = m / V = 0.5kg /（600×10⁻⁶m³ ）≈ 0.83×10³kg/m³ ，因为ρ＜ρ水 ，所以物体漂浮在水面上。根据漂浮条件F浮 = G = mg = 0.5kg×10N/kg = 5N ，再根据阿基米德原理F浮 = ρ液gV排 ，可得V排 = F浮 /（ρ水g ） = 5N /（1.0×10³kg/m³×10N/kg ） = 5×10⁻⁴m³ = 500cm³ 。引导学生思考在这类问题中，如何准确判断物体的浮沉状态，再选择合适的公式进行计算。 （6）课堂小结：总结本节课的重点内容，即浮沉条件在轮船、潜水艇、气球和飞艇等方面的应用，以及综合运用浮沉条件和阿基米德原理解决实际问题的方法。强调在分析实际问题时，要抓住物体的受力情况和状态变化，运用所学知识进行推理和计算。 课堂练习 1.一艘轮船从长江驶入东海，关于轮船受到的浮力及船身状况的判断，正确的是（ ） A.浮力变大，船身上浮 B.浮力变大，船身下沉 C.浮力不变，船身上浮 D.浮力不变，船身下沉 2.潜水艇从水面下10m深处下潜到20m深处的过程中，下列说法正确的是（ ） A.潜水艇受到的重力不变 B.潜水艇受到的浮力不变 C.潜水艇受到的浮力变大 D.潜水艇受到的浮力变小 3.一个气球在空中受到的浮力为10N，气球的重力为6N，为使气球匀速下降，需向气球内加入重物的重力为______N（不计空气阻力）。 3. 课后练习 （1）一个体积为500cm³的物体，悬浮在水中，求物体的密度和物体受到的浮力。（g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ） （2）质量为200g的木块漂浮在水面上，有3/5的体积露出水面，求木块的密度和木块排开水的体积。（g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ） （3）一艘排水量为8000t的轮船在长江中航行，满载时受到的浮力是多少？如果卸下2000t的货物，轮船排开水的体积变为多少？（g取10N/kg，ρ水 = 1.0×10³kg/m³ ）  课后反思 回顾本节课的教学过程，思考学生在理解物体浮沉条件及其应用时存在的困难，如对一些概念的混淆、公式运用不熟练等。分析课堂练习和课后练习中出现的问题，总结教学中的不足之处，以便在后续教学中进行针对性的辅导和强化训练，帮助学生更好地掌握这部分知识。同时，鼓励学生在课后继续观察生活中的浮沉现象，运用所学知识进行解释，提高学生学习物理的兴趣和应用物理知识的能力。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$