八年级科学物体浮沉条件及其应用2
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第2课时浮力的应用本节是在对浮力有了一定认识的基础上进一步了解浮力在社会生产生活中的应用.浮力是现实生活中应用非常广泛的一个力,通过本节内容的学习,认识物理知识对社会发展的影响.通过船的发展历程认识到“空心”的作用,并利用演示实验引入轮船的教学.潜水艇的浮沉是通过改变自身重力实现的,而气球和飞艇则是利用它们的平均密度小于空气,并且通过改变自身体积实现浮沉的.阿基米德原理是解决浮力问题的方法,对浮力应用实例的分析要注意从阿基米德原理的公式出发,培养理论指导实践的意识.浮力的应用是学生在生活中比较熟悉的,也是他们容易产生兴趣的现象.教学中要注意培养学生对物理的兴趣,充分发挥演示实验、探究实验的作用,迎合他们好奇、好动、好强的心理特点,调动他们学习的积极性和主动性.知识与技能1.知道浮力的作用.2.运用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象,认识浮力知识在生产、生活中的应用价值.过程与方法1.通过观察、分析,了解轮船是怎样浮在水面上的.2.通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值.情感、态度与价值观1.初步认识科学技术对社会发展的影响.2.初步建立应用科学知识的意识.轮船和密度计、潜水艇、气球和飞艇的沉浮原理.2课时(第2课时)本节课用到的教学方法:演示实验法、启发法、讨论法.牙膏皮、烧杯、水、盐、橡皮泥、饮料瓶、软管、三通接头、注射针筒、水槽、打气筒、多媒体课件.课前3分钟,学生自主阅读课本P58-P60内容并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识,物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示.一、导入新课课件展示:探海蛟龙.提出问题:潜水艇这么一个庞然大物,却能自由地上浮与下沉,同学们知道它的浮沉原理吗?下面我们就学习浮力的应用.(设计意图:激发学生的学习兴趣,激起学生的学习欲望.)二、进行新课如何使原来下沉的物体漂浮?如何使原来漂浮的物体下沉?关键是调节物体的重力与所受浮力的关系,若保持浮力不变,可改变自身重力;若重力不变,可改变排开液体或气体的体积.学生利用身边的物品,进行实验,操作步骤:(1)把牙膏皮吹起来,就能浮在水面上.(2)在烧杯中加盐,鸡蛋就会浮起来.(3)将橡皮泥做成船形(空心),就能浮在水面上,而且还能装载一些小物品.小组讨论,总结改变物体的浮沉状态的方法:(1)改变浮力:改变V排、改变ρ液;(2)改变重力;(3)同时改变浮力和重力.(一)轮船教师提问:轮船是如何实现漂浮的?教师启发:根据物体的浮沉条件可知,物体在液体中的浮与沉取决于浮力和重力的大小关系.这样就给了我们一个思路,要改变物体的浮沉情况,就应该从物体受到的浮力和重力两个方面入手.学生组内讨论交流,得出轮船的工作原理:采用“空心”的办法,增大排开水的体积,增大可以利用的浮力,使轮船漂浮在水面上.问题导学:轮船还有一个运载能力的问题,实际是用什么来衡量轮船的运载能力的?学生自主学习:轮船的大小通常用排水量表示,排水量即轮船满载货物时排开水的质量.如果将上述质量转换成重力,也就是船满载后受到水的浮力(即船受到的最大浮力).排水量=船自身质量+满载时货物的质量,即m排=m船+m货.(设计意图:学生通过讨论交流、自主学习,得到轮船的工作原理和如何实现漂浮的.)【对点训练】如图所示,海面上航行着两艘相同的轮船甲、乙,甲船空载,乙船满载.那么()A.甲船所受浮力比重力大B.乙船所受浮力比重力小C.甲船所受浮力比乙船大D.乙船所受浮力比甲船大【答案】D(二)潜水艇学生自主学习相关内容,明确潜水艇的工作原理.工作原理是靠充放水来改变自身的重力来实现上浮和下潜的.当F浮>G时,潜水艇上浮,当水舱中充水时,自身重力增大,增大到F G时,可悬浮于某一位置航行;水舱中再充水,至F浮<G时,则浮=潜水艇下潜.学生活动:制作潜水艇.教师介绍实验器材:饮料瓶、软管、三通接头、注射针筒、装水的透明水槽、打气筒.将饮料瓶置于水槽内,此时饮料瓶所受浮力大于重力,故饮料瓶浮在水面上.利用注射针筒和三通接头抽气,则饮料瓶内气体压力减小,水由小孔进入饮料瓶内.重复抽气,则饮料瓶内水越来越多,饮料瓶缓缓下沉.当饮料瓶悬浮于水中时,饮料瓶所受的浮力等于饮料瓶的重力.若再抽气,则饮料瓶沉入槽底,饮料瓶所受的浮力小于饮料瓶的重力.利用打气筒和三通接头打气,则饮料瓶内气体压力增大,水由小孔排出饮料瓶内,饮料瓶缓缓上升.(设计意图:培养学生的动手能力,明确潜水艇的工作原理.)【对点训练】某同学制做了如图所示的潜艇模型,下列说法错误的是()A.潜艇模型是通过改变潜艇的重力实现沉浮的B.向内推注射器活塞,水会被压入试管中,可实现潜艇下沉C.向外拉注射器活塞,试管内水量适当时,可实现潜艇悬浮D.潜艇模型的试管上绕些铁丝,可保持试管稳定【答案】B(三)气球和飞艇学生自主阅读课本相关内容,回答教师提出的问题:(1)要使充了氦气并已升到空中的气球落回地面,可采用什么办法?(2)要使热气球落回地面,可采用什么办法?师生共同归纳总结:气球和飞艇都是利用空气浮力升空的.其实,热气球的升降是一个比较复杂的过程,与热气球体积及热气球内部气体的密度变化有关,当热气球的大气袋中充满空气(忽略体积变化),用喷嘴加热热气球中的空气,热气球内部气体的温度升高,密度减小,当热气球内部气体的密度比其外部气体的密度小到一定程度时,热气球便上升.拓展应用:打捞沉船.打捞方法:将几个充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面.打捞原理:浮筒中水排出后重力大大减小,受到的浮力却没有减小,浮筒和沉船满足F浮>G,因此能浮上水面.(设计意图:培养学生自主学习的能力.)【对点训练】小明一家在海洋公园游玩时,细心的小明在海洋馆里发现了很多物理现象.刺豚鱼全身长满了硬刺,平时紧缩身体,一旦生气或受到惊扰时,就会急速大口吞咽海水或空气使身体迅速膨胀,使全身的刺都竖起来,这个过程中它所受到的浮力将______.(填“增大”“不变”或“减小”)【答案】增大三、学以致用1.鱼体内有一器官叫鱼鳔,鱼在水中可以自由地沉浮,就是靠改变鱼鳔的体积来实现的.当一只鱼在水中沉浮时,你认为它主要是改变()A.所受的重力B.所受的浮力C.水的密度D.无法确定2.把重为8 N、棱长为0.1 m的正方体物块投入水中,当物块静止时,下列说法正确的是(g取10 N/kg)()A.物块在水中处于悬浮状态B.物块所受的浮力为10 NC.物块下表面所受水的压强为800 PaD.物块下表面所受水的压强为1 000 Pa3.在一根表面涂蜡的细木棍的一端绕着适量的铁丝,把它放到甲、乙、丙三种密度不同的液体中,木棍浸入液体里的情况如图所示,则木棍在三种液体里受到的浮力F的大小及三种液体密度ρ之间的关系,正确的是()甲乙丙A.F甲>F乙>F丙ρ甲>ρ乙>ρ丙B.F甲<F乙<F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙C.F甲=F乙=F丙ρ甲>ρ乙>ρ丙D.F甲=F乙=F丙ρ甲<ρ乙<ρ丙4.中国“辽宁号”航空母舰出海试航,当航母在平静的水面航行时,它所受的浮力______(填“大于““等于”或“小于”)它的总重力.当航空母舰上舰载飞机起飞后,它排开水的体积______(填“增大”“减小”或“不变”).【答案】1.B 2.C 3.C 4.等于减小四、课堂小结通过本节课的学习,你学到了什么?有什么成功的体会和经验?浮力的应用:1.轮船;2.潜水艇;3.气球和飞艇.第2课时浮力的应用1.轮船:把物体做成“空心”来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮2.潜水艇:依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉3.气球和飞艇:ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空完成《红对勾·45分钟作来与单元评估》或《红对勾·练吧》的相关练习.本节课教学设计思想是源于生活、激发兴趣,创设情境、引发冲突,动手实践、体验探究,学以致用.以学生自主探究为主线展开教学,实验器材充分、目的明确,能让学生通过丰富多彩的探究活动,使学生大胆实践、勇于创新,学生的创新精神和探究能力得到了锻炼,激发学生的学习积极性,能让学生在自主探究和合作交流中提升对知识的认识,真正发挥了学生的正常思维潜能,激发了学生对自然科学的探究兴趣,培养了学生探究意识、动手能力和团结协作的精神,更重要的是培养了学生的创新意识.。
物体浮沉的条件及其应用一、物体浮沉的条件两个运动过程三个平衡状态注意:①只能说上浮的过程中F 浮>G 物,上浮最终会在液面静止,上浮的最终状态是漂浮,是F 浮=G 物。
②只能说下沉的过程中F 浮<G 物,下沉最终会在容器底部静止,下沉的最终状态是沉底,也是F 浮<G 物。
分析:对浸没在液体中的物体,静止后进行受力分析可能出现三种不同情况: (填“>”、“<”或“=” )(1)当F浮_____G物,物体上浮,当部分体积露出液面时,排开水体积减小,受到浮力减小,最后如A球状态:F浮_____G物,物体处于____状态。
此时ρ物___ρ液(2)当F浮_____G物,物体悬浮,此时物体可以停留在液体内部任一位置,如B球状态,此时ρ物_____ρ液(3)当F浮_____G物,物体下沉,最后物体与容器底接触,物体受浮力、重力和支持力三个力作用静止,如C球状态,即F浮+FN支持____ G物。
此时ρ物_____ρ液例:鸡蛋放入清水中时会下沉,原因是F浮_____G蛋,但在清水逐渐放入食盐并搅拌,使盐溶解,鸡蛋会慢慢上浮,其原因是盐溶解在水中后,盐水的密度逐渐变_____,根据阿基米德原理,V排水不变,受到的浮力也逐渐变________,使F浮_____G蛋,鸡蛋便浮了上来。
最后漂浮在水面时,F浮_____G蛋。
随堂练习1、当一个浸入液体中的物体受到的浮力______重力时,它会处于悬浮状态。
一个质量是50g 的鸡蛋悬浮在盐水中,它受到的浮力是_________N。
(g=10N/kg)2、把重为3N、体积为5×10-4m3的实心球浸没在盛满水的容器内,溢出水的重力为________N,金属球所受浮力的大小为________N.松手后物体将__________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
(g取10N/kg)3、用手将重4.9牛的空心金属球浸没在水中,体积是3dm3,它所受的浮力是______牛,此球在水中将______(填“上浮”、“下沉”、“悬浮”),放手后,球在水中静止时的浮力为______牛。
第3节物体的浮沉条件及应用第2课时浮力的应用【教学目标】一、知识与技能1.知道轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理.2.通过浮沉条件的实际应用,了解物理知识在生产、生活和社会中的应用.二、过程与方法1.通过观察、分析,了解轮船是怎样浮在水面的,了解潜水艇怎样实现上浮、下沉的.2.通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值.三、情感、态度与价值观1.初步认识科学技术对社会发展的影响.2.初步建立应用科学知识的意识.【教学重点】轮船、潜水艇、热气球的工作原理.【教学难点】密度计的工作原理和浮力的应用.【教具准备】多媒体课件、密度计、烧杯、水、食盐、两个铁罐子、沙子、小塑料管、潜水艇模型、热气球模型等.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一课时内容,并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解),加强学生对知识的巩固.【新课引入】教师用多媒体给学生展示以下情景图片:①轮船漂浮在水面上;②潜水艇悬浮在水中;③节日放飞的气球升到空中;④鱼儿在水中自由地游动.师以上这些情景图片中,都是浮沉条件在我们生活中的应用,它们到底和浮力有怎样的关系呢?下面我们就一起来探究吧.【进行新课】知识1 轮船和潜水艇1.轮船教师演示实验:两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮.教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?(2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢?(3)大家是如何调节铁罐子的浮沉的呢?学生回答:(1)可能是F浮>G物,因为它是空心的,所以能上浮,最终能漂浮.(2)把沙取出来,变成空心的.(3)F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了.师回答正确,很好!上述实验告诉我们采用“空心”的办法,不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力,还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮.这个方法早就得到了应用——轮船.教师用多媒体播放课件“轮船”,并讲解.轮船(多媒体课件)工作原理:空心法,即把密度比水大的钢材制成空心的,使它能排开更多的水,增大可利用的浮力,从而漂浮在水面上,这是浮沉条件的应用.同一艘轮船,不论在海里航行,还是在河里航行,F浮均等于G,所以F浮不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知,由于海水和河水的密度不同,所以V排不同,ρ液大则V排小,ρ液小则V排大,因此轮船在海水里比在河水里浸入的体积小.轮船的大小通常用排水量表示,排水量即轮船满载货物时排开水的质量.如果将上述质量转换成重力也就是船满载后受到水的浮力(即船受到的最大浮力).排水量=船自身质量+满载时货物的质量,即m排=m船+m货.板书:1.轮船采用把物体制成“空心”的方法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮.2.排水量:满载时,船排开的水的质量(m排=m船+m货).教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(2)它排开的水的质量变不变?(3)它排开的水的体积变不变?(4)它是下沉一些,还是上浮一些?(提示:同一条船在河里和海里时,所受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同.因此,它的吃水深度不同.)学生回答:(1)重力不变;浮力不变,因为始终漂浮;(2)质量不变,因为浮力不变.(3)体积变小,因为海水密度大于河水密度,即ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排河水;(4)上浮一些,因为V排变小了.2.潜水艇师潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇.它是怎么工作的呢?好,下面请大家分组进行实验——制作潜水艇.师我们用打点滴用的小塑料管来模拟潜水艇.请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气.观察到的现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮.教师提问:(用多媒体展示)思考题:(1)小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?(2)那它是怎样上浮或下沉的呢?学生回答:(1)由于塑料管形变很小,V排基本不变,所以可以认为F浮不变.(2)吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下沉.教师(用多媒体展示潜水艇模型)介绍潜水艇:潜水艇两侧有水舱,当往水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时,潜水艇变轻,就可上浮了.板书:1.潜水艇原理:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉.2.潜水艇浸没在水下不同深度所受浮力相同,因为排开水的体积不变,始终等于潜水艇的体积.例题1 (用多媒体展示)一艘轮船的排水量是10000t,它满载货物时的总质量是t,该船满载货物时受到水的浮力是N.若该船从大海驶入内河,船的重力大小(选填“变大”、“变小”或“不变”,下同),受到的浮力大小,由于河水密度比海水密度小,所以它排开水的体积,因此轮船要(选填“上浮一些”或“下沉一些”).(g取10N/㎏)解析:轮船满载时受到的浮力:F浮=G排=m排g=10000×103kg×10N/kg=1×108N,∵轮船漂浮,∴F浮=G=mg=m排g;=10000t;∴船满载货物时的总质量:m=m排当船从大海驶入内河,船自重不变,∵船漂浮,∴船受到的浮力不变;∵F浮=ρ水V排g,ρ河水<ρ海水,∴排开河水的体积大于排开海水的体积,船将下沉一些.答案:10000 1×108不变不变变大下沉一些.例题2 (用多媒体展示)潜水艇浸没在水中,在它下潜的过程中,关于它受到的重力和浮力的说法正确的是()A.重力不变,浮力不变B.重力变大,浮力变小C.重力变大,浮力不变D.重力变小,浮力变大解析:潜水艇下潜时让水进入载水舱,从而增大了自身的重力;而由于潜水艇排开水的体积不变,故所受浮力不变;当重力大于浮力时,潜水艇就会下沉.答案:C知识点2 气球和飞艇教师播放课件,演示教材P59页《想想做做》——“做一个塑料袋热气球”的实验,并提出问题:用电吹风向袋内吹热空气后袋内空气密度怎样变化?学生思考、回答:气体密度变小.师为什么热气球和飞艇会飞起来呢?生:热气球和飞艇内的气体密度小于外面的空气的密度,受到的浮力大于自身的重力.师回答正确.板书:热气球和飞艇的原理:ρ气球<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空.师请大家讨论:要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,你们能想出什么办法?要使热气球落回地面,又有什么办法?学生思考、讨论:氦气球可以放气,热气球可以停止加热.例题3 (用多媒体展示)如图是高空中的一只热气球,以下有关它的说法正确的是()A.为使静止的热气球下降,必须继续给热气球中的空气加热B.为使静止的热气球下降,只需把热气球上的物体抛掉一部分C.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将立即上升D.正在匀速下降的热气球,假如有一物体从热气球上掉下,热气球将先下降后上升解析:静止的热气球处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,故两者大小相等.通过对气球加热,使气球内的空气膨胀、体积增大,从而使所受的浮力增大.此时浮力大于重力,所以气球上浮而不是下降;当把气球上的物体扔掉一部分,气球的重力减小,小于浮力,所以气球上浮而不是下降.故A、B均错误.正在匀速下降的热气球处于平衡状态,受到的重力和浮力是一对平衡力,所以两者大小相等.假如有一物体从热气球上掉下,此时重力小于浮力,但由于惯性,气球不会立即上升,而是先下降后上升.故C错误,D正确.答案:D知识点3 密度计师我们在前面学习了用天平、量筒可以测量液体的密度,能否设计一个仪器直接测量出液体的密度呢?学生思考.教师用多媒体播放课件“密度计”,并向学生展示密度计,介绍它的构造、原理等.密度计(多媒体课件)用途:它是用于测定液体密度的仪器;构造:它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内封装入小铅丸或汞(如图所示);原理:它是根据漂浮时的受力平衡及阿基米德原理制成的,密度计在任何液体里都是呈漂浮状态,所受浮力大小不变,都等于它的重力.根据浮力公式F浮=ρ浮gV排,液体密度较大的时候,密度计露出部分多,反之就少,所以密度计上的刻度数是上面较小而下面较大,密度计上的数值表示待测液体密度是水密度的倍数.如“1.8”表示该液体密度是1.8×103kg/m3.教师将密度计放入清水、盐水中,引导学生观察,并请几位学生读出数值判断哪个是清水杯、盐水杯.学生读数,立即判断出清水杯和盐水杯.师请大家仔细观察密度计的刻度值的标注方法,它是按从上到下还是从下到上的方向标注?生:下面大,上面小.师你能说说这种标注的道理吗?学生思考,教师引导学生分析,完成下列思考题.(用多媒体展示)思考题:(1)漂浮在液面上的密度计,所受浮力F浮、重力G关系;(2)根据阿基米德原理,F浮= ;(3)排开液体的体积V排= ;(4)密度计的横截面积S可以看作是一定的,因此,浸入液体的深度h浸入= .答案:(1)F浮=G (2)ρ液V排g (3)h浸入S(4)G/(ρ液Sg)=m/(ρ液S)教师总结:由于密度计的质量m、横截面积S一定,故密度计浸入液体中的深度h浸入与液体的密度ρ液成反比.即液体的密度越大,浸入的深度越小;液体的密度越小,浸入的深度越大.所以,密度计的刻度值从上向下标注,即上小下大.板书:1.用密度计测量液体密度时,密度计处于漂浮状态,则F浮=G密.2.密度计的刻度值是按上小下大的顺序标注.3.密度计浸入液体的深度越小,说明液体密度越大,浸入深度越大,说明液体密度越小.例题4 (用多媒体展示)如图所示,把一个自制的密度计分别放入三种不同的液体中,则下列判断正确的是()A.这个密度计在丙液体中受到的浮力较大B.这个密度计在乙液体中受到的浮力较大C.甲液体的密度较大D.丙液体的密度最小解析:密度计在液体中处于漂浮状态F浮=G密,则A、B错,由于密度计浸入液体的深度越小,说明液体密度越大,则ρ乙>ρ甲>ρ丙,则C错,D正确.答案:D【教师结束语】通过这节课的学习,我们知道了浮力在日常生产、生活中的广泛应用.如盐水选种、轮船、潜水艇、热气球\,密度计等,还进一步熟悉了它们的工作原理.好,谢谢大家!课后作业完成本课时对应练习.在本节教学过程中,充分利用学生已有的浮力初步知识和生活经验作为课程资源进行整合,做到在实验(演示实验、学生动手实验)的基础上,对现象的观察进行分析、思考,找出原因,得出结论.这种实验探究教学能激发学生的探究知识欲望,调动学生的学习主动性、积极性,帮助学生获取新知识,真正体现学生是学习的主体,教师是教学的组织者、引导者.另外,在突破难点上,采取将大问题化解成几个小问题,以提纲的形式,引导学生分析、推理、概括,这样既降低了学生学习的难度,同时让学生尝试到获取新知识的轻松、喜悦.。
一、物体浮沉的条件(1)从密度的角度。
浸没在液体中的物体,上浮、下沉时物体的运动状态在改变,物体受到非平衡力作用;悬浮、漂浮、沉底时,物体可以处于静止状态,物体受到平衡力作用。
漂浮:物体一部分浸在液体中,另一部分在液面上方,此时浮力等于重力。
悬浮:物体可以停留在液体的任何深度处,物体全部浸没在液体中,此时浮力也等于重力。
沉底:物体下沉过程的最终状态,物体受到三个力(重力、浮力、支持力)而处于平衡状态。
当ρ物<ρ液时,物体上浮后漂浮;当ρ物=ρ液时,物体悬浮;当ρ物>ρ液时,物体下沉后沉底。
(2)从力的角度。
当F浮>G物时,物体上浮后漂浮(此时F浮=G物);当F浮=G物时,物体悬浮;当F浮<G物时,物体下沉后沉底。
【温馨提示】①密度均匀的物体悬浮(或漂浮)在某液体中,若把物体切成大小不等的两规律三:同一物体在不同液体里漂浮,在密度大的液体里浸入的体积小;规律四:漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几,物体密度就是液体密度的几分之几;规律五:将漂浮物体全部浸入液体里,需加的竖直向下的外力,外力等于液体对物体增大的浮力。
【微点拨】如何调节浮力的大小:木头漂浮于水面是因为木材的密度小于水的密度。
把树木挖成“空心”就成了独木舟,自身重力变小,可承载较多人,独木舟排开水的体积变大,增大了可利用的浮力。
牙膏卷成一团,沉于水底,而“空心”的牙膏皮可浮在水面上,说明“空心”可调节浮力与重力的关系。
采用“空心”增大体积,从而增大浮力,使物体能漂浮在液面上。
二、浮力的应用(1)轮船①因为漂浮时,F浮=G,所以同一艘轮船从大海行驶到江河或从江河行驶到大海,其受到的浮力不变。
②根据F浮=ρ液gV排,同一艘轮船从大海行驶到江河,因为F浮不变,ρ液减小,所以V排必增大,即船身稍下沉。
③排水量:船满载货物时排开水的质量。
(2)潜水艇因浸没在水中的潜水艇排开水的体积始终不变,所以,潜水艇受到的浮力不变。
它的上浮和下沉是通过对水舱的排水和充水来改变自身的重力而实现的。
物体的浮沉条件及应用(基础):【学习目标】1、知道物体的浮沉条件;2、知道浮力的利用;3、了解轮船的漂浮原理、潜水艇的浮沉原理、气球飞艇的升降。
【要点梳理】要点一、物体的浮沉条件(《浮力的应用》)浸没在液体中的物体受到竖直向下的重力G和竖直向上的浮力F浮。
而物体的运动状态取决于受力情况,物体的浮沉就取决于它所受的浮力与重力的关系。
要点诠释:1.当F浮>G时,合力方向竖直向上上浮当F浮=G时,合力为零悬浮当F浮<G时,合力方向竖直向下下沉2.对于实心的物体,由,,浸没时,所以当时,F浮>G 物体上浮;当时,F浮=G,物体悬浮;当,F浮<G 物体下沉。
3.物体上浮、下沉是运动过程,在此过程中受非平衡力作用,下沉的最终状态是沉到液体底部;上浮的最终状态是浮出液面,最后漂浮在液面,漂浮和悬浮的共同特点都是浮力等于重力(F浮=G)。
在平衡力作用下静止不动,不同点是排开液体的体积不同,漂浮时物体的体积大于排开液体的体积;悬浮时,物体的体积等于排开液体的体积。
4.物体浮沉各种状态比较表浮沉状况物理现象运动状态条件物液密度关系与的关系浮上浮在液体中向上运动向上运动漂浮浮在液面上静止在液面上悬悬浮停留在液体中任何深度的地方静止在液体中沉下沉在液体中向下运动向下运动沉底停留在容器底部静止在容器底部要点二、物体浮沉条件的应用从浮力利用的角度看,采用“空心”的办法可以增加可利用的浮力。
即使现代化的轮船,也采用的是这种古老的办法。
要点诠释:1.轮船①轮船浮于水面,它们受到的浮力等于船的总重。
②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的水的质量,根据漂浮条件知,排水量=船自身的质量+满载时货物的质量。
2.潜水艇潜水艇是靠改变自身的重力来实现浮沉的,潜水艇为了实现升降,必须使浮力大小不等于重力,潜水艇在水下时,由于艇壳不能任意改变,因此浮力是不变的,要想控制上浮、下沉就只有改变自重,潜水艇两侧都有水舱,与高压气舱相连,高压气体能将水从水舱内排出,减小潜水艇重力,当其小于浮力时潜水艇就上浮;当浮力大小等于重力,潜水艇可在水中任一位置保持静止,即悬浮;关闭高压气舱使进水口打开,在水压作用下水舱进水,自重增大到大于浮力时,潜水艇开始下沉。
第3节物体的浮沉条件及应用第1课时物体的浮沉条件知识与技能1.知道物体的浮沉条件,了解轮船是怎样浮在水面上的。
2.了解浮沉的各种现象,规范描述各种浮沉状态的语言。
3.理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用,结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法。
过程与方法通过物体的浮沉现象的实验研究,培养学生思维能力和实验研究能力。
情感、态度与价值观1.通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风,激发兴趣和提高学生的思维方法。
2.初步建立应用科学知识的意识。
教学重点浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法。
教学难点综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件。
教具准备乒乓球、沙、装有水的水槽、多媒体课件等。
一、情景引入实验1:将小木块、乒乓球、小铁块浸没在水中,小木块、乒乓球上浮,小铁块下沉。
实验2:将牙膏皮放入水中下沉,将牙膏皮折成小盒子,牙膏皮漂浮在水面上。
同时多媒体展示图片:人在死海中悠闲地戏水、飞艇在空中自由地上升、下降。
引导:对于刚才的实验,还有上面展示的两幅图片,请思考问题:为什么有的物体会上浮?为什么有的物体会下沉?物体的浮与沉取决于什么条件?这节课我们通过实验进行相关探究,引出课题:物体的浮沉条件。
二、新课教学探究点:物体的浮沉条件1.漂浮、悬浮和下沉演示实验:将三个乒乓球浸没水中(一个充满沙;一个中空;一个有部分沙,用蜡封住),松手后出现什么现象?引导:首先指明这些现象可以描述为“漂浮”“下沉”“悬浮”,规范物理语言,然后要求学生进行受力分析,利用二力平衡的知识解决问题。
提出问题:浸入水中的物体受到哪几个力的作用?它们的施力物体分别是谁?交流讨论:一个物体在受到两个或两个以上力的作用时,它的运动状态由这些力共同决定。
(1)F浮=G时,它受到平衡力的作用,将处于什么状态?(2)F浮>G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?(3)F浮<G时,它受到非平衡力的作用,将处于什么状态?思考问题:下沉的物体最终处于什么状态?为什么?那么上浮的物体最终又处于什么状态?2.物体的浮沉条件学生活动:分析讨论,得出浮沉条件。