第三节 浮力的利用

教学建议

　　一、知识结构

　　教材分析　

　　这一节内容是讨论如何应用前面两节学过的浮沉条件、阿基米德原理解决实际问题．教材从密度小于水的木材利用“空心”的办法增大可以利用的浮力入手，通过实验，导出密度比水大的材料，也可利用“空心”，增大体积，从而增大可利用的浮力．而后依次讲述轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理，都贯串着调节物质所受重力和浮力的关系来控制物体的浮沉.

　　物理教科书讲潜水艇，只讲最基本的原理，不讲技术细节．在潜水艇上，有主水舱（或者叫主水柜），还有许多调节水舱．调节水舱是用来补偿武器、食物等消耗品的重力（在潜水艇上的武器、食物未消耗前，水舱是调节空的．当武器、食物消耗后，调节水舱充水，以保持潜水艇的重力）的．潜水艇的浮沉是由主水舱决定的．无论主水舱，还是调节水舱，要么是空的，要么充满水，不允许只充入一部分水，即不允许在水舱中出现自由水面（因为在那种情况下，潜水艇航行时水舱中的水会动荡，影响潜水艇的稳定性）．课本只能讲潜水艇主水舱的作用，用“充入适量的水”，易使认为水舱未充满，不如用“充满水”更好．

　　教学建议

　　本节主要讲两个问题：第一，如何调节重力、浮力的关系来得到或增大可利用的浮力；第二，浮力利用的重要实例—一轮船、潜水艇、气球、飞艇的原理．

　　1．如何调节重力、浮力的关系．

　　从木头漂浮在水上讨论起，使学生认识到这是因为木材的密度小于水的密度．再讨论把树干挖空成为独木舟的好处是减小重力，可以多装货物，增大了可以利用的浮力，由此引出“空心”的办法．接着，演示卷成一团的牙膏皮沉于水底，而“空心”的牙膏皮浮在水面，把“空心”可调节重力、浮力关系的这种办法推广到密度比水大的材料．由于人类制造的水中的航行工具绝大多数是用密度大于水的材料制成的．所以这种办法应是教学的重点．在演示实验后，强调采用“空心”，增大体积，从而增大浮力，使浮力大于重力，物体就能够浮在水面上．为理解轮船、潜水艇的原理作好准备．

　　2．浮力的利用．

　　先讨论轮船浮在水面的原理．钢铁制造的轮船由于船体做成空心的，使它排开的水的体积增大，受到的浮力大于重力，所以能漂浮在水面上．然后介绍轮船的排水量，运用浮力的知识分析船从河水进入海水的变化．潜水艇的体积一定，靠水箱充水、放水来改变它受到的重力，从而实现下沉、上浮或悬浮．气球和飞艇里利用密度小于空气的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身的体积，从而改变所受浮力的大小，来实现升降．

　　本节课要注意突出讲原理，不要纠缠技术问题，例如：对潜水艇不必讲水箱的构造及怎样利用压缩空气把水箱中的海水排出，详细的上浮下沉过程等．对气球和飞艇不必涉及怎样充气的、飞艇怎样水平飞行等等．可以让学生讨论“想想议议”中的问题．为了使充氮或氢的气球降回地面，可以放出球内的一部分气体，使气球体积缩小，浮力减小．对于热气球，只要停止加热，气球就会缩小体积，减小浮力．降回地面．

　　有电教设备的学校可在做过牙膏皮的沉浮实验后，放映录像，而后由同学们讨论尚不明了的问题．属于原理性的问题，教师应在学生讨论基础上归纳总结．

　　属于技术性的问题，可建议学生阅读有关的文章或书籍．