《物体的浮沉条件》教学设计

　　【教学目标】

 

　　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、经历探究物体浮沉的过程，培养学生观察、动手实验、分析和概括的能力。

 

　　4、通过探究性学习，培养学生的科学素质和团队合作精神。

 

　　【重点】

 

　　理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法。

 

　　【难点】

 

　　通过实验探究物体的浮沉条件。

 

　　引入：

 

　　师：将一乒乓球浸没于水中，松手，乒乓球会怎么样？

 

　　生：上浮。

 

　　师：很好。乒乓球往上运动的过程称作上浮，最后物体静止在水面上，称作漂浮。

 

　　师：大家在看，将一重物浸没在水中，松手，该重物会怎么样？

 

　　生：下沉。

 

　　师：把重物往下运动最终静止在水底的这一过程称作下沉。那么，大家通过浮力的学习，应该知道上浮的物体受几个力的作用？

 

　　生：2个，重力和浮力。

 

　　师：那么下沉的物体呢？

 

　　生：也受2个力的作用。

 

　　师：乒乓球和重物都受到重力和浮力，那么为什么一个会上浮？一个会下沉？

 

　　生：上浮时是重力小于浮力；下沉时重力大于浮力。

 

　　师：有同学说上浮时是重力大于浮力；下沉时重力小于浮力，如果我们想证明，应该怎么做？

 

　　生：测量。

 

　　师：对，我们可以测量出重力和浮力，然后进行比较。

 

　　探究物体的浮沉条件：

 

　　师：我给同学们提供的器材有：弹簧测力计、天平、量筒、溢水杯、玻璃瓶配重物、水……

 

　　你能想到几种方法测出或计算出物体的重力的大小呢？

 

　　生：①可以直接用弹簧测力计测出重力；②可以用天平称出物体的质量，然后根据G=mg求出物体的重力。

 

　　……

 

　　师：那么你又有几种方法测出浮力的大小？

 

　　生：①用弹簧测力计测出物体在空气中的重力，然后将物体浸入水中，测出拉力；②用溢水杯，再测出溢出水的体积。然后根据阿基米德原理求出浮力；③在量筒中倒入适量的水V₁，在将重物放入水中，记下此时液面到达的刻度V₂，V₂–V₁=V_排，然后根据阿基米德原理求出浮力；……

 

　　师：很好！大家的想法很多也很正确。下面我们就来探究物体在不同状态下的重力、浮力。我们首先研究下沉。（出示石块）你选择哪种方法测出重力、浮力？

 

　　生：我选择用弹簧测力计测出重力和浮力。（简单）

 

　　师：很好！下面大家动手实验，并把实验结果填入表格一当中。

 

　　表格一：

 

 

　　师：下面请同学们交流一下你们实验的数据：重力多大、浮力多大？

 

　　学生汇报：教师记录

 

　　师：通过同学们的数据，你能总结出物体下沉时的条件吗？

 

　　生：当重力大于浮力时，下沉。

 

　　师：下面我们接着探究，（出示玻璃瓶）如何测出它的重力？那又如何测出它的浮力呢？还能不能用弹簧测力计测量呢？

 

　　生：不能。

 

　　师：这时候你又会选择如何测浮力呢？

 

　　生：在量筒中倒入适量的水V₁，在将重物放入水中，记下此时液面到达的刻度V₂，V₂–V₁=V_排，然后根据阿基米德原理求出浮力。

 

　　师：（教师演示）漂浮很简单，那要测玻璃瓶上浮时的V_排，而且要浸没，怎么测量呢？

 

　　生：用针或者笔尖将瓶子按入水底。

 

　　师：再提醒大家一点，为了测量重力更加准确，在每次测重力时都要把瓶子擦干净。下面大家开始实验，并把实验数据记入学案的表格二中。

 

物体的状态	重力/N	浮力/N			重力和浮力的关系
		V1/ml	V2/ml	浮力/N
上浮（浸没）
漂浮

 

 

　　学生实验：

 

　　师：下面请同学们交流一下你们实验的数据：重力多大、浮力多大？

 

　　学生汇报：教师记录

 

　　师：通过同学们的数据，你能总结出物体上浮、漂浮的条件吗？

 

　　生：重力小于浮力，物体上浮；重力等于浮力，物体漂浮。

 

　　师：物体在液体当中，除了上浮、漂浮和下沉之外，还有别的浮沉情况吗？

 

　　演示实验：鸡蛋悬浮于盐水中

 

　　师：现在鸡蛋浮在水面上没有？沉到水底没有？

 

　　生：没有。

 

　　师：现在鸡蛋悬在液体当中，称作悬浮。请问鸡蛋此时的重力和浮力关系如何？

 

　　学生：相等。

 

　　归纳总结：

 

　　当物体浸没时：如G>F_浮，则物体下沉。

 

　　如G<F_浮，则物体上浮。

 

　　如G=F_浮，则物体悬浮。

 

　　当物体部分浸没时，如G=F_浮，则物体漂浮。

 

　　反馈练习：

 

　　1、一个重为0．5N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0．4N的水，则土豆在水中（    ）

 

　　A．下沉

 

　　B．悬浮

 

　　C．上浮

 

　　D．以上都有可能

 

　　2、用力的示意图画出图中三个球静止时的受力情况。

 

    

第2题图                             第三题图

 

　　3、如图所示，甲、乙、丙三球静止在水中，它们受到的浮力分别是F_甲、F_乙、F_丙，则：

 

　　(1)若三球体积相等，则它们的浮力的大小关系是_______________。

 

　　(2)若三球质量相等，则它们的浮力的大小关系是_______________。

 

　　4、把重5N，体积为6×10^-4m³的物体投入水中，如不计水的阻力，当物体静止时，下列说法正确的是(   )

 

　　A．物体漂浮，F_浮=6N

 

　　B．物体悬浮，F_浮=5N

 

　　C．物体漂浮，F_浮=5N

 

　　D．物体沉在水底，F_浮=6N

 

　　浮沉应用：

 

　　通过实验我们知道改变物体的浮力或者重力的大小，就可以使原来下沉的物体漂浮，也可以使原来漂浮的物体下沉。其实在我们的生活、生产中，也有很多这样的例子。

 

　　1、轮船

 

　　师：轮船是如何实现漂浮的？

 

　　生：通过增大排开水的体积从而增大浮力。

 

　　2、教师演示：潜水艇的浮沉

 

　　师：潜水艇是通过改变什么来控制物体的浮沉？

 

　　生：通过改变自身的重力来实现浮沉。

 

　　3、高空探测气球（氢气或氦气）

 

　　师：探测气球又是如何实现浮沉的？

 

　　生：改变自身的重力。

 

　　师：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，可采用什么办法？

 

　　生：可以放出一些气体，减小排开空气的体积，减小浮力。