第3节 水的浮力（第4课时）

第3节 水的浮力（第4课时）

日期 周次 课时 / 课题 1.3 水的浮力（第 4 课时） 教材 解读 目标 【知识与技能】 会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。 【过程与方法】 联系各种自然界的物理现象，通过比较加深对规律的理解。 【情感态度与价值观】 在自然和生活中寻找各种有关物体浮沉方面的事例，认识到实践出真 知，培养学生动手动脑的习惯。 重点 会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。 难点 会用物体的浮沉条件解释有关现象和解决简单的实际问题。 学情 本节是浙教科学八上第 1 章水和水的溶液第 3 节水的浮力第 3 课时， 本节内容起着承上启下的作用，这一节内容的学习是在前几节所学知 识的基础上综合应用液体的压强、压力、二力平衡等知识来了解浮力 的额产生而展开的，这一节是本章的重点和关键，其中影响浮力大小 的因素和阿基米德原理，能为后面学习物体的浮沉，浮力的应用奠定 理论基础。而浮力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，同时也是理论联系实际的好教材，是中学生走向社 会的必备知识。 教学 准备 投影仪、PPT 环节 师生活动 占用时间 教学 过程 设计 一、引入： 物体浮沉的条件不但可以用来解释许多生活现象，而且在生产、生 活和科研上也有许多重要的应用。 二、讲述：物体浮沉条件的应用 1、轮 船 轮船漂浮在水面上 思考：1.一块钢板放在水里会下沉，但为什么用钢板制造的轮船却 能够漂浮在水面上呢？ 活动：1.把一块橡皮泥放在水面上，观察橡皮泥的浮沉？ 橡皮泥将沉入水底 2.将橡皮泥捏成碗状，再把它放在水面上，观察橡皮泥的浮沉？ 橡皮泥将能浮在水面上 钢板制成的轮船，由于船体中间很大部分是空的，能够排开比自身 体积大得多的水，获得更大的浮力，所以能够漂浮在水面上。 轮船船体浸入水越深，表明排开的水量越多。 吃水线（吃水线标志），通常指船舶载重线，表明船舶载货后可能 的各种吃水程度。标在商船边上的。 轮船的大小常用排水量来表示，所谓排水量就是轮船装满货物时排 开水的质量。 思考:2. 一艘轮船自重 0.7 万吨，它的排水量为 1.8 万吨，则它最 多可运载多少货物？ 思考：3. 一艘轮船从江河驶入大海后，受到的浮力如何变化？排 开水的体积如何变化？ 从江海驶入大海，都是处在漂浮状态，故受到的浮力都等于重力， 并保持不变。 但由于海水的密度要大于江河水的密度，所以，根据阿基米德原理 F 浮＝ρ液 g V 排液可知，轮船排开水的体积将减少。 2、潜 艇 潜艇是海军的主要舰种之一，它既能在水面航行，又能潜入水下进 行机动作战。 活动：1.如右图所示，在玻璃球 内装满水，并用橡皮管把它连到 针筒上。 2.用针筒将玻璃球内的水抽出，观察玻璃球的运动状况。 3.用针筒把水再次压入玻璃球内，观察玻璃球的运动状况。 你知道了潜艇在水中如何实现上浮和下沉的吗？ 改变潜艇自身的重力。 潜艇原理： 当水舱充满水时：潜艇重力大于浮力 潜艇下沉 水舱里的水排出：潜艇重力小于浮力 潜艇上浮 水舱里留适量的水：潜艇重力等于浮力 潜艇悬浮 3、密度计 1.构造：密度计是一根密封的玻璃管，玻璃管下部的玻璃泡内封装 有小铅丸或水银，玻 璃管的上部标有刻 度。 2.原理： 所测液体的密度不同，密度计排开液体的体积就不同，液面对应密 度计的位置也就不同。 3.思考：密度计的刻度是如何标示的？ 密度计的刻度是：下大上小 种类：① 比重计 比重计是用来测量密度大于 1 的液体，即密度比水大，它的下端装 的铅丸或水银多一些。这种密度计的最小刻度线是“1”，标在最高 处，由上而下，顺次是、1.1、1.2、1.3…… ② 比轻计 比轻计是用来测量密度比水小的液体。它下端装的铅丸或水银少一 些，这种密度计的最大标度线是“1”，标在最低处，由下而上顺次 是、0.9、0.8、0.7…… 4、航天员在水中处于悬浮状态训练 为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人们设计了在大型水池中 对航天员进行太空行走模拟训练的方法。 为了保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员自身及所携带的 装备受到的浮力与重力相等。 5、热气球和气艇 人类早就幻想着像鸟儿一样在蓝天自由飞翔，正是热气球使人类第 一次实现了这一愿望。1783 年 11 月的一天，法国的蒙戈尔费埃兄 弟用纸和布制造了一个大袋子，用火加热袋里的空气，制成了最早 的热气球。由于球内热空气的密度比球外冷空气小，使得热气球受 到空气的浮力大于重力，从而能在空气中上升，如图所示。 1783 年 12 月，法国学者查理用 密度小于空气的氢气代替热空气。他制造的氢气球升到 2000 多米 的高空。后来，载人的氢气球能到达 20000 米的高空。现在，观测 高空气象的气球大多数是氢气球。为了克服气球没有动力的缺点， 人们制造了气艇，在大气囊下安装了带螺旋桨的发动机，如图所示。 气艇曾被用于军事侦察、轰炸和作为空中交通工具。早期的气艇充 的都是易燃的氢气，后来发生了几次氢气爆炸事故，使人们改用了 氦气。 思考：1 医生给病人体检，有时需要测量病人血液的密度。如果用 密度计进行血液测量，需要血液量较多。分析人员采用了一个巧妙 的方法：先在几个试管内分别装入密度不同的、呈淡蓝色的硫酸铜 溶液，然后分别在每个试管中滴进一滴血液。只要看到哪一个试管 中的血滴悬在硫酸铜溶液中，就能判断出血液的密度。说说这一做 法的依据。 根据物体浮沉条件，血滴悬浮在某种密度的硫酸铜溶液中，则它受 到硫酸铜溶液的浮力等于自身受到的重力。根据阿基米德原理，它 的密度与该硫酸铜溶液的密度相同。 2 人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，它的做法是：把几个浮筒 灌满水，将它们沉到水底，潜水员用钢索把它们拴在沉船的两侧。 然后，打捞船上的机器开动起来，把空气压进浮筒，将筒内的水排 出去，沉船就可以浮起来（如图 1-33）。这样做的原理是什么？ 将沉船与浮筒看作一个整体，当浮筒内的水未排出时，整体所受的 重力大于浮力，所以船不会浮起。而当筒内的水排出后，整体所受 的重力变小，以至小于浮力，这样，轮船与浮筒都将浮出水面。 6、浮力产生的原因 设想有一个立方体的浸没在水中 它的六个表面都受到压力。 左右两侧受到的压力有何关系？ 前后两侧受到的压力有何关系？ 上下两面受到 的压力有何关系？ 上下两个面的压力的差，就是液体对物体的浮力。 F 浮 = F 下表面 - F′上表面 三、课堂小结： 引导学生自主小结，并逐步完善和形成概念图。 当堂 检测 1.小科和妈妈一起上街到夜市买了一袋观赏鱼（如图所示），袋内约有 1／3 的 体积是封闭的空气。小科回到家后将没有打开塑料袋的观赏鱼直接放入家里的 鱼缸中。若不计塑料袋的自重，那么这个装着水和鱼的塑料袋在鱼缸的水中所 处的状态是 ----------------------------（ ） A．悬浮在水中 B．漂浮在水面 C．下沉到缸底 D．先悬浮，后下沉 2.完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化 情况------（ ） A.浮力不断变大，但小于重力。 B.浮力不变，但浮力大于重力。 C.浮力先大于重力，后小于重力。 D.浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至静止时，浮力才等于重力。 3.如图所示两个密度计 a、b，a 密度计最上部刻线为 1，而 b 密度计最下部刻 线为 1．若要测定酒精的密度，则应该使用密度计（ ） A．a B．b C．任意一个 D．都不好用 4.有甲、乙、丙三个物体，其密度分别为： ρ甲 = 0.85 克 /厘米 3； ρ乙 = 1.05 克 / 厘米 3；ρ丙 = 1.25 克 / 厘 米 3。现将它们放在密度为 1.05 克 / 厘米 3 的液体中。图 1-32 是这三个物 体在液体中的四个可能的位置。请为这三个物体选择合适的位置。 培优 扶差 作业 1.作业本 1.3 水的浮力（第 4 课时） 板书 设计 1.3 水的浮力（第 4 课时） 教学 反思