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1、第5节水的浮力(4)物体浮沉条件及应用一、教学目标1、能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件。2、能利用物体的沉浮条件解释密度计、轮船、潜水艇的工作原理。3、通过实验活动体验科学原理,培养科学活动能力。4、能尝试用物体沉浮条件解决生活实际问题。二、教学重难点1、教学重点:物体的浮沉条件;利用物体的沉浮条件解释密度计、轮船、潜水艇的工作原理。2、教学难点:物体浮沉条件的推导;密度计的工作原理。三、教学过程课前欣赏:U-571片断(一)引入实验1:将乒乓球接到浸没水中,松手后,乒乓球上浮。师提问:放手后,乒乓球受到哪几个力?学生:重力和浮力实验2:将小石块放入水中浸没,放手后,小石块下沉。
2、师提问:放手后,小石块受到哪几个力?学生:浮力和重力师:浸没在水中的物体,同样受到了浮力和重力,为什么有的物体能上浮,有的物体却下沉呢?物体浮沉的条件是什么?引出课题:物体浮沉的条件(二)新课1、物体浮沉的条件设置疑问:物体浸没在水中受到浮力和重力时,重力和浮力的大小有几种可能?学生分析:三种,浮力大于重力,浮力小于重力和浮力等于重力。师:浮力和重力相等时,两力处于什么状态?物体会怎样?浮力大于重力和浮力小于重力时,物体又会怎样?学生:相等时,二力平衡,物体静止或匀速运动,浮力大于重力时,物体向浮力方向运动,浮力小于重力时,物体向重力方向运动。师:下面我们来看鸡蛋在不同密度盐水中的浮沉情况。展
3、示图片:一只鸡蛋在不同密度盐水中的浮沉状态。师:请在课本上画出鸡蛋在三种状态下的受力情况,并比较鸡蛋受到浮力和重力的大小。结论:上浮时,浮力大于重力;下沉时,浮力小于重力;悬浮时,浮力等于重力。师设问:上浮的鸡蛋,会一直向上运动吗?学生:不会,最终会停在液面上。(师点出“漂浮”的概念)师:鸡蛋漂浮时,受到的浮力和重力的大小关系如何?学生:浮力和重力相等。师追问:浮力等于重力时,不是物体悬浮的条件吗?学生:漂浮是物体部分露出液面,悬浮是物体浸没在水中,情况不一样。师小结:用物体浸没时受到浮力和重力的相对大小,决定了物体的浮沉情况。巧施妙计:在浸没在水中的一只鸡蛋,由于鸡蛋受到的力大于力,鸡蛋下沉
4、。想一想,如何让这只鸡蛋浮起来?学生:在水中放入食盐,增加液体的密度。教师演示:将盐水导入水桶中,发现鸡蛋渐渐浮起来了。师:可见,浸没在液体中的物体的浮沉和密度也是有关系的,你能推导出物体的浮沉和密度的关系吗?讨论:一个实心物体浸没在液体中,你能否根据物体密度(P物)与液体密度(P液)之间的关此,对物体的沉浮作出判断?请推导出这些关系。(F浮=P液gV排,G=mg=P物V物,物体浸没时,式中的V排和V物是相等的,因此浮力和重力的大小只要比较一下物体和液体的大小即可)小结:上浮,F浮G,P液P物漂浮,F浮=G下沉,F浮G,P液P物悬浮,F浮G,P液=P物师:我们可以通过比较浮力和重力大小或比较密
5、度大小来判断物体的浮沉情况。展示图片:刚入水的汤圆和煮熟的汤圆思考:为什么刚入水的汤圆沉在锅底,煮熟的汤圆浮在水面?学生:略展示图片:石油浮在海面上,形成海上“沙漠”,破坏海洋生态环境。思考:石油为什么都是浮在海面上?学生:因为石油的密度比水小。2、物体浮沉条件的应用师:不仅油能浮在海面上,坦克也能在水中游泳图片展示:水路两栖坦克师:。这些坦克是什么材料制造的?(铁)铁的密度与水比大小如何?(大)那坦克却为何成了水上漂呢?学生疑惑师:生活中的许多水上交通工具都是用钢铁制造的,它们是如何实现浮在水面上的呢?引出课题:物体浮沉条件的应用应用一:轮船活动1:把橡皮泥放在水面上,观察橡皮泥能否浮在水面
6、上。将橡皮泥捏成碗状,再放在水面上,观察橡皮泥能否浮在水面上。思考:同样的一块橡皮泥,为什么在水中的浮沉情况不同,你能解释吗?学生:因为橡皮泥捏成碗状后,在水中排开水的体积增大了,根据阿基米德原理,橡皮泥受到的浮力增大了,故能浮在水面上。)师:通过这个实验,你受到了什么启发?学生:能用钢材制造轮船。师:轮船就是在不改变重力的情况下,增大了排开水的体积来获得足够的浮力的。板书:原理一一改变排开液体体积来改变浮力。练习:货轮从长江(淡水)驶入东海,轮船受到的浮力如何变化?轮船时上浮些还是下沉些?师:可见,轮船在不同水域的“吃水”深度是不一样的,在设计时,必须得考虑这个问题。阅读与思考:阅读课本26
7、页轮船载重线,回答下列问题:1、轮船的吃水线有什么作用?(对轮船的载重量进行限制,保证船的安全)2、相比海洋载重线,淡水载重线在上面还是下面,为什么?应用二:潜水艇师:轮船都只能漂浮在水面上,还算不上是浮沉的“高手”,军事上的潜艇才是驾驭浮沉能力的高手,它你能在水面上航行,又能在水下航行,它是如何做到的呢?活动2:教师演示实验:潜水艇浮沉的模拟实验。师提问:你知道潜水艇是怎样实现上浮和下沉了吗?学生:通过调节储水舱中的水量来改变潜水艇的重力,当重力小于浮力时,就上浮,大于浮力时,就下潜,等于浮力时,就在水下潜航。板书:原理一一改变自身重力。动画演示:潜水艇的浮沉原理。拓展:鱼的浮沉师:潜水艇是
8、模仿自然界中的鱼制造出来的,你能说说鱼是通过设么方式来实现浮沉的?学生:通过改变鱼膘的大小,从而改变鱼排开水的体积来改变浮力。(三)探索与实践实验1:如何让下沉的牙膏壳上。(请学生上台演示)请说出设计的理由。实验2、如何让浮在水面的玻璃瓶下沉请学生上来演示)请说出设计的理由。(四)、归纳与整理(五)检验与巩固1、在影片IF571中,航行在海面军舰受到的浮力重力,军舰将深水炸弹投入海中,想炸毁水下的潜艇,深水炸弹水中下沉,是因为炸弹受到的浮力重力.为避开深水炸弹的袭击,U-571潜艇被迫下潜,此时潜艇需要注水来增加,在水下下潜过程中潜艇受到的浮力,压强(变大、变小、不变)。2、神奇的纽扣将纽扣放入雪碧中,纽扣会上下“跳舞”,你能解开其中的奥秘吗?