14.6浮力的应

14.6 浮力的应用

设计意图

本节课从浮浮沉条件走向物理，从物理走向社会，将所学知识用于生产生活中，去解决实际问题，做到学以致用；激发学生对周围世界具有强烈的好奇心和知识的探究，真正做到发现学生正确思维的潜能，体现学生的主体地位。

教材分析

本节在学习了上节《浮力》，知道浮力的产生及其大小的基础上，进一步学习物体浮沉的条件，知道物体浮沉条件在实际生活中的应用，理解轮船、潜水艇、气球和飞艇是如何改变浮力或重力，来实现浮沉的，通过本节课的学习使学生体会物理就在我身边，初步学会用浮力知识解决生活中的实际问题，浮力的应用知识对人们的日常生活，生产技术和科学研究有着广泛的现实意义。

学情分析

浮力的应用是学生在生活中比较熟悉的，也是他们容易发生兴趣的现象。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。

教学目标

知识与技能

1、 知道物体的浮沉条件。

2、 知道浮力的应用。

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。

重点难点

教学重点：物体的浮沉条件。

教学难点：理解改变物体所受的重力与浮力的关系，能增大可利用的浮力。

教学方法：演示实验法、探究实验法、启发式教学法

教学流程

一、引入新课

多媒体展示：一艘战舰行驶在水面上，这时一颗导弹从一艘在水下游弋的潜水艇中射

来击中了战舰，战舰慢慢沉没了。

师：行驶在水面的战舰、水下的潜艇、沉入水中的战舰都受到浮力吗？

生：都受到浮力。

师：既然它们都受到浮力，为什么战舰一会儿浮在水面上，一会儿又沉入水中呢？还有那艘潜艇，既不浮在水面上，也不沉入水底，而是停在水面以下呢？物体什么时候浮在水面上，什么时候沉入水底呢？为了解答这个问题，这节课我们来学习浮力的应用。

二、推进新课

1、浮沉条件

学生实验：把桌上的石块、铁钉、木块物体浸没在水中，观察它们在水中的状态。

师：浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，但是为什么有的物体要上浮，有的物体要下沉呢？

生：上浮和下沉即物体的运动状态发生了变化。

师：为什么运动状态发生了改变？

生：因为物体受到重力和浮力的作用，物体怎样运动是由它们的合力决定的。

师：请学生画出浸没液体中的物体受到哪些力的作用。

学生活动

多媒体展示：浸没再液体中的物体的三种状态。

教师讲解：浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系。若F浮＜G物，则物体下沉(直沉到水底，所受合力为0时物体静止）；若F浮＞G物，则物体上浮(直到物体漂浮在水面，由于物体露出水面后，V排减小，当F浮=G物时物体最终漂浮在水面）；若F浮=

G物，则物体悬浮（物体浸没在水中，受力平衡。）。

教师拓展：当物体浸没在液体中时，V物=V排，和浸在液体中的物体所受的浮力等于它排开液体所受的重力，即F浮=ρ液gV排，G物=ρ物gV物得若ρ浮＜ρ物，则物体下沉(直沉到水底，所受合力为0时物体静止）；若ρ浮＞ρ物，则物体上浮(直到物体漂浮在水面）；若ρ浮=ρ物，则物体悬浮（物体浸没在水中）。

总结：物体的浮沉可以由重力和浮力的大小来判断，也可以由物体密度与液体密度相比较的大小关系来加以判断。

再回到刚才的分组实验：石头和铁的密度比水的密度大，所以石头和铁钉沉入水底；木块的密度比水的密度小，所以木块上浮直到漂浮在水面。

2、浮力的应用

出示橡皮泥、废牙膏（铝的）、2个玻璃水槽。

师：橡皮泥、铝的密度都比水大，能不能使密度比水大的橡皮泥、牙膏皮浮在水面上？

学生讨论并进行实验得出方法。

生：橡皮泥在水中下沉，如果把橡皮泥中间挖空，橡皮泥就会浮在水面上。

生：废牙膏沉在水中，如果在废牙膏中冲入空气，它就会浮在水面上。

师生共同总结：要使物体上浮，可采用减小物体自身重力和增大物体所受浮力两种方法，而增大物体的浮力又可采用增大液体密度和增大物体排开液体体积。把物体做成“空心”的办法，增大了可利用的浮力，而且这种古老的“空心”办法，还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。

师：浮力在现实生活和生产中有哪些应用呢？接下来我们就来学习浮力的应用。

（1）轮船

学生阅读教材

师：轮船怎样实现漂浮的呢？

生：采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。

师：怎样表示轮船的大小的呢？

生：用排水量表示轮船的大小，即满载时，船排开的水的质量，排水量＝m船+m货

师：轮船从河水驶入海里，它的重力变不变？

生：不变，因为轮船始终漂浮，所受浮力始终等于重力。

师：它排开的液体的质量变不变？

生：不变。

师：它排开的液体的体积变不变？

生： 变，ρ海水＞ρ水，所以V排海水＜V排水

师：它是沉下一些，还是浮起一些？

生：V排变小了，所以上浮一些。

师：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。

（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？我们用打吊瓶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。

学生活动，观察现象。

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；

师：小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化？

生：塑料管形变很小，V排基本不变，所以可以认为F浮不变。

师：那它是怎样上浮或下沉的呢？

生：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。

教师讲解：潜水艇两侧有水舱，当水舱中充水时，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。

总结：潜水艇靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。

教师强调：潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。

（3）气球和飞艇

演示：“热气球”的实验。

师：酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化，为什么能升空呢？

生：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。

师：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，有什么办法？

生：放气或停止加热。

总结：向气球内充入密度比空气小的气体使气球升空，如氢气、热空气、氦气等。

教师介绍气球和飞艇的发展简史：氢气球→氢气飞艇→氦气飞艇。

师：生活生产中还有哪些现象可以利用浮力的知识来解释？

生：腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；煮饺子，饺子熟了后会浮出水面；农民伯伯用盐水选种等等。

三、课堂小结

本节课我们学习了浮沉条件，轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。

板书设计

一、物体的沉浮条件

二、浮力的应用

1．轮船：把物体作为“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。

2．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。

练习设计

1、潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是( )

A 浮力变大，重力小于浮力 B 浮力不变,重力小于浮力

C 浮力不变，重力等于浮力 D 浮力和重力同时变小，但浮力和重力始终相等

2、如图所示，甲、乙、丙、丁是4个形状、体积相同而材料不同的球体，图中表示它们在水中静止时的情况，如果它们所受的浮力分别是F甲、F乙、F丙和F丁，则它们的关系正确的是( )

A F甲>F丁 B F甲F丙 D F乙>F丁

3、如右上图所示，重为5N的木块A，在水中处于静止状态，此时绳子的拉力为3N，若绳子突然断了，木块A在没有露出水面之前，所受合力的大小和方向是（ ）

A 5 N，竖直向下 B 3N，竖直向上

C 2N，竖直向上 D 8N，竖直向下

4、一艘轮船的排水量为1×104t，则它在河水中航行时，排开水的体积是__________m3，受到的浮力是_________N，当它从河中驶入海中时,要______一些(填“上浮”或“下沉”)，它在海中航行时受到的浮力是__________N。

5、将重把一实心金属块浸在盛满酒精的杯中静止后，溢出酒精8g（酒精＝0.8×103kg/m3），若把这一金属块浸在盛满水的杯子中静止后，从杯中溢出水的质量是多少？

参考答案：1、C； 2、B； 3、B； 4、104，1×108，上浮，1×108； 5、10g。

教学反思

本节课讨论如何应用物体的浮沉条件、阿基米德原理的解决实际问题，教学中贯穿调节物体所受重力和浮力的关系来控制物体的浮沉，使学生理解为实现物体的上浮、下沉、悬浮所采取的措施。让学生了解浮力应用的社会价值，开阔了学生的视野，培养了学生的能力。

生活中的物理

1、舟浮牛出

1066年，我国宋朝的河中府地方（现在的山西省永济县）发生了一次大洪水。汹涌的洪水冲断了河中府的一座浮桥，8只用来固定浮桥的几万斤重的大铁牛也被冲到下游，陷入淤泥中了。洪水退走以后，铁牛还沉在河底里，要修复这座桥，就得把铁牛捞出来。这么重的铁牛，怎么把它捞上来呢？官府贴出了“招贤榜”，招请能把铁牛捞出来的“贤人”。榜前围了许多人，大家议论纷纷；谁有那么大的神力？忽然，人群中走出一个人，伸手把“招贤榜”揭了。大家一看，揭榜人原来是个和尚。有人好奇地问和尚，是不是要施“法术”请“神仙”来助他一臂之力？那和尚不慌不忙地微笑着说：“铁牛是让水冲走的，我就叫水把铁牛送回来。”那和尚叫人找来两艘大木船，把大船拴在一起，装满沙子，并在两艘船上搭了结实的木架。然后，他带人把船撑到铁牛沉没的地方，派人潜入水底，用绳索把铁牛牢牢地绑住。把绳索的另一头拉紧以后，牢牢地拴在船的水架上。一切准备就绪，和尚招呼大家把船上的沙子一锹一锹他扔到河里。船缓慢地往上浮升。绳索也拉着铁牛慢慢地从淤泥中升起来。

那和尚就是我国古代的工程家怀丙。他“请”的“大力神”就是水的浮力，他施的“法术”便是阿基米德定律。

怀丙的方法一直沿用至今。为了打捞沉到海底的船或重物，人们先把打捞工程船开到沉船的地方，利用容积很大的密封钢筒──浮筒来打捞。打捞时，先往浮筒里灌满水，让浮筒下沉，潜水员潜入海底，用钢缆把浮筒和沉船牢牢地拴在一起。准备妥当以后，开动空气压