沪科版2020年春物理八年级下册第九章第3节 物体的浮与沉教案.docx
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1、第三节 物体的浮与沉教案教学目标1、知道物体的浮沉条件,能应用浮沉条件解决一些简单的问题。2、知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球、轮船的工作原理。3、经历探究物体浮沉条件的过程,培养学生分析概括能力。4、通过对浮沉条件的应用,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。5、通过对密度计、潜水艇、热气球和盐水选种等的浮沉原理的学习,体验科学、技术、社会的紧密联系。教学重点正确理解物体的浮沉条件,知道物体下沉、悬浮、漂浮的原理。教学难点结合物体的密度、液体密度理解浮沉条件及密度计、潜水艇、热气球、轮船的工作原理。课时安排3课时课前准备课件第一课时 物体的浮沉条件教学过程回顾思考1.物体受平衡力作用时
2、,处于_或匀速直线运动状态。2.浸在液体和气体中的物体都受到浮力的作用,浮力的方向_。3.阿基米德原理公式:_。导入新课演示实验将小木块、乒乓球、小铁块浸没在水中,小木块、乒乓球上浮,小铁块下沉。师:通过刚才的实验,还有书上给我们展示的两幅图景,对于以上这些现象,你们想提出什么问题?(生:有的物体为什么会上浮?有的物体为什么会下沉?物体的浮与沉取决于什么?)提出问题:物体浮沉的条件是什么?(学生做出假设:1.和浮力有关;2.和重力有关;3.和浮力、重力都有关。)【教师点拨】物体上浮或下沉是运动状态的改变,而只有力才能改变物体的运动状态,因此,我们主要分析物体所受的力:重力和浮力。讲授新课物体的
3、浮沉条件1.实验探究根据课本178页实验探究,通过分析变量与实验现象总结出物体浮沉的条件。实验序号实验方法观察玻璃瓶运动情况玻璃瓶受力情况分析1把拧紧盖子的空玻璃瓶浸没于水中,然后松手2把装满水并拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中,然后松手学根据实验现象填写表格实验序号实验方法观察玻璃瓶运动情况玻璃瓶受力情况分析1把拧紧盖子的空玻璃瓶浸没于水中,然后松手上浮,且玻璃瓶有一部分露出水面浮力和重力2把装满水并拧紧盖子的玻璃瓶浸没于水中,然后松手下沉,玻璃瓶沉入水底浮力和重力【教师点拨】根据力和运动的关系:玻璃瓶上浮,浮力大于重力;玻璃瓶下沉,浮力小于重力。师:同学们能不能设法使玻璃瓶既不上浮,也不下沉,静
4、止在水中,也就是悬浮在水中。生:可以,玻璃瓶中装部分水,使浮力等于重力。2.物体浮沉时,浮力与重力的关系教师引导学生分析:浮沉情况下沉悬浮上浮漂浮受力图示浮沉条件物体浸在液体中,其浮沉取决于它受到的浮力和重力的大小关系。当浮力小于重力时,物体就下沉。当浮力等于重力时,物体漂浮或者悬浮。当浮力大于重力时,物体就上浮。【教师点拨】物体的上浮与下沉都是动态过程,处于不平衡状态。我们把物体静止在水面下的某一深度,叫做悬浮。而物体浮在水面上,称漂浮。漂浮、悬浮、沉底都是静态的,处于平衡状态。3.物体浮沉条件的实质演示实验:在透明盛液筒里放一些温水,将鸡蛋放入水中,鸡蛋下沉,不断地往水中加入食盐,鸡蛋慢慢
5、浮上来,最后漂浮在液面上,这是为什么?浮沉情况下沉悬浮上浮浮沉条件4.公式推导根据阿基米德原理和重力,当物体漂浮时,根据二力平衡条件可知,因为漂浮时物体部分浸没在液体中,所以,由此可知。同理,可推导上浮、下沉和悬浮时密度的关系。5.生活中的现象人在死海里漂浮,悠闲地阅读。-人的密度小于死海湖水的密度。分层的鸡尾酒液体的密度小,就漂浮在上层,密度最大的就沉到最下层。课堂小结浮沉条件浸没在液体中的物体,其浮沉主要取决于它所受到的浮力和重力的大小:当浮力大于重力时,物体上浮;当浮力小于重力时,物体下沉;当浮力等于重力时,物体处于悬浮或漂浮状态。当堂达标1.用手将一重为5 N的物体全部压入水中,物体排
6、开的水重8 N,此时物体受到的浮力为_N,放手后物体将_(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”),待物体静止时所受浮力为_N,排开水的体积是_。答案:8 上浮 5 2.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示,两次牙膏袋的质量和的大小关系是_;两次排开水的体积和的大小关系是_;两次所受的浮力和的大小关系是_。 甲 乙答案: 3.一小球所受的重力为5 N、体积为。将它浸没在水中时,所受的浮力大小为_N(取),浮力的方向是_。放开手后,小球将_(选填“上浮”“下沉”或“悬浮”)。答案:5 竖直向上 悬浮4.质量为200 g的物体,浸入盛满水的容器中,溢出1
7、20 g的水,则此物体将( )A.浮在水面上 B.悬浮在水中C.沉到容器底部 D.无法判定答案:C板书设计第一课时 物体的浮沉条件物体的浮沉条件(1) 上浮(上浮后最终漂浮)(2) 下沉(3) 悬浮或漂浮第二课时 浮沉条件的应用教学过程导入新课三国时期,孔明曾放出一种“会飞”的灯笼,后人称其为“孔明灯”,“孔明灯”为什么点燃后能升空?讲授新课1.密度计阅读课本179页“密度计”的文字介绍并观察图9-18,了解密度计的结构和用途,完成下面的问题:(1)密度计是用来测量液体密度的工具,它是应用了漂浮的条件,即:=。密度计在使用过程中所受到的浮力是不变的。(选填“变化”或“不变”)(2)你认为密度计
8、应怎样读数?图9-18中密度计的读数是:1.45g/cm3,并结合小组内的密度计(注意轻拿轻放,不要埙坏),看一看密度计上的刻度有什么特点?你能试着解释其中的原因吗?密度计刻度的特点:(1)刻度值是“上小下大”同一支密度计,漂浮在不同的液体中,所受到的浮力相等(等于它的自重),但排开液体的体积不同。根据,可知,液体密度越大,密度计浸入的体积越小,故刻度上小下大。(2)刻度线的间隔是不均匀的。(3)密度计上所标的数值是被测液体的密度与水的密度的比值。2.盐水选种(1)为什么干瘪、虫蛀的种子会上浮直至漂浮,而饱满的种子会沉到容器底呢?干瘪、虫蛀的种子的密度小于盐水的密度,所以会上浮直至漂浮;饱满的
9、种子的密度大于盐水的密度,所以会沉到容器底部。(2)盐水选种要将种子放入浓度适宜的盐水中,盐水的浓度过大或过小会出现什么情况?盐水的浓度过大,会使得所有的种子都上浮,盐水的浓度过小会使得部分干瘪、虫蛀的种子也下沉。3.潜水艇阅读课本180页图9-20及相关文字,用潜水艇模型模拟上浮和下潜的过程,了解潜水艇的浮沉原理:潜水艇是通过改变自身重力来实现上浮和下潜的。4.热气球阅读课本180页相关内容,结合图9-21和图9-22,了解热气球的结构组成和升降的原理,并能简述热气球的升降过程。热气球是利用热气球内部空气受热膨胀,热空气的密度小于外部空气的密度,实现在空气中上升。飞艇、气球是利用充入密度比空
10、气小的氦气、氢气,实现在空气中上升。5.轮船演示实验课本179页迷你实验室2,球状的橡皮泥下沉,而船状的橡皮泥漂浮在水面上,这是因为橡皮泥做成船状,增加了浮力。轮船的工作原理与此类似。轮船是利用漂浮原理,即采用空心的方法来增大可以利用的浮力,使其漂浮在水面上的。轮船的大小通常用排水量来表示。想一想:一艘装满货物的轮船从河里驶向海里,它受到的浮力将如何变化?因轮船漂浮,F娴? =G鑸? ,所以浮力大小不变,总等于轮船的重力。回扣开头的问题孔明灯上升的主要原因是:灯笼内的热空气密度小于灯笼外的空气密度,导致灯笼受到的浮力大于灯笼的重力,所以灯笼会上升。课堂小结浮沉条件的应用1.密度计:漂浮条件,。
11、2.潜水艇:通过改变自身重力来实现上浮和下沉。3.热气球:通过改变热气球内气体的温度从而改变气体的密度来实现上升和下降。4.盐水选种:物体密度与液体密度比较。当堂达标1.停在海里的小游艇总重,它受到的浮力大小为_N;它排开海水的体积为_(海水的密度,g取10 Nkg)。答案: 22.密度计是用来测量液体密度的仪器,测量时漂浮在被测液体中。如图所示,用同一支密度计分别测量甲、乙两种液体的密度,则密度计在两种液体里受到的浮力大小_,两种液体的密度_。(均选填“”“”或“”) 甲 乙答案: 3.已潜入海水中的潜水艇,在继续往深海下潜的过程中,它受到的( )A.重力增大,浮力增大 B.重力和浮力都不变
12、C.重力增大,浮力不变 D.重力不变,浮力增大答案:C4.轮船从内河航行到大海时,船将( )A.下沉一点 B.上浮一点 C.不变 D.无法判定答案:B5.关于浮沉条件的应用,下列说法中正确的是( )A.潜水艇上浮过程中受到的浮力变大B.气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度C.密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大D.密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关答案:B6.物理小组制作的潜水艇模型如图所示。通过胶管A从烧瓶中吸气和向烧瓶中吹气,就可使烧瓶下沉、上浮或悬浮。当烧瓶处于如图所示的悬浮状态时,若从A管吸气,烧瓶将会( )A.下沉,它受到的浮力不变 B.下沉,它受到的浮力减小C.
13、上浮,它受到的浮力增大 D.上浮,它受到的浮力不变答案:A板书设计第二课时 浮沉条件的应用1.密度计2.盐水选种3.潜水艇4.热气球第三课时 浮力和压强综合计算(习题课)教学过程题型一 浮力的四种计算方法1.称重法测浮力:。2.阿基米德原理:。3.根据物体的状态计算(悬浮或者漂浮):(平衡力)。4.压力差法:。例1 如图所示,当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为5.0 N;当物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为3.5 N。从弹簧测力计上取下物体将其缓慢地放入水中(容器足够大,水足够多),则物体静止时受到的浮力为( )A.9.0 NB.8.5
14、NC.8.0 ND.7.5 N解析:本题考查浮力公式和密度公式的应用,难度较大。根据题意得,联立组成方程组,解得,所以物体的密度为,则,物体漂浮,。答案:C例2 (2019济宁)小明用同一物体进行了以下实验。实验中,保持物体处于静止状态,弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息,求:(g取10N/kg)(1)物体的质量;(2)物体在水中受到的浮力;(3)某液体的密度。 解析:(1)由左边图可知物体重力,利用求其质量。(2)由左边、中间两图(称重法测浮力)得出物体在水中受到的浮力。(3)利用阿基米德原理求物体排开水的体积,即物体的体积;由中间、右边两图(称重法测浮力)得出物体浸没在某液体中受到的
15、浮力,再利用阿基米德原理求某液体的密度。解:(1)由图可知,物体的重力G=F1=5.4N,物体的质量;(2)物体在水中受到的浮力;(3)物体全部浸没在水中,故,由,解得,当物体全部浸没在某液体中时受到的浮力,则某液体的密度:。【跟踪训练】1.(2019眉山)有甲、乙两个溢水杯,甲溢水杯盛满酒精,乙溢水杯盛满某种液体,将一个不吸水的小球轻轻放入甲溢水杯中,小球浸没在酒精中,溢出酒精的质量是80g;将小球从甲溢水杯中取出擦干,轻轻放入乙溢水杯中,溢出液体的质量是80g,小球露出液面体积与浸入液体中体积之比为1:4。已知,下列说法中正确的是(C)A.小球静止于甲溢水杯的底部 B.小球的体积是C.液体
16、的密度是 D.小球的密度是2.小明同学对一个金属块进行了两次测量:第一次如图甲所示,用细线系住金属块挂在弹簧测力计上,弹簧测力计的读数为2.7 N。第二次如图乙所示,让金属块浸没在盛水的杯子中,这时弹簧测力计的读数为1.7 N。(g取10 N/kg) 甲 乙(1)求金属块在水中受到的浮力。(2)求金属块的体积。(3)通过进一步计算,结合下表所列的“某些金属的密度”,说明金属块是何种金属。金铜铁铝解:(1)(2)因为金属块浸没水中,所以(3)由查密度表可知:此金属块是铝。题型二 浮沉条件的应用1.比较重力和浮力的关系判断浮沉(1) 上浮(上浮后最终漂浮)(2) 下沉(3) 悬浮或漂浮2.根据密度
17、大小比较判断沉浮(1) 上浮(上浮后最终漂浮)(2) 下沉(3) 悬浮3.应用(1)密度计:密度计受到的浮力等于密度计的重力。(2)潜水艇原理:改变潜水艇的总重力。(3)热气球原理:改变气袋内气体的密度。例3 (2019福建)如图所示,气球下面用细线悬挂一石块,它们恰好悬浮在水中。已知石块与气球的总重力为,则气球受到的浮力_(选填“”“”或“”);若水温升高,石块将_(选填“上浮”“下沉”或“保持悬浮”)。解析:气球和石块整体悬浮,根据物体的浮沉条件可以判断,所以;水温升高,气体膨胀,气球排开液体的体积变大,浮力也会变大,导致整体浮力大于重力,所以石块会上浮。答案: 上浮例4 (2019苏州)
18、2019年4月23日,中国人民海军成立70周年阅兵仪式在黄海举行。(1)两并排行驶的舰艇编队间距较远(如图所示),这是因为若靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致压强很_,压力差会使舰艇发生碰撞;(2)在仪式上,我国研制的新型核潜艇浮出水面接受检阅,它是通过减小所受_(选填“重力”或“浮力”)实现上浮的;(3)901综合补给舰也一起亮相,该舰的满载排水量约为40000t,它满载时所受的浮力约为_N。(g取10N/kg)解析:(1)流体的流速越大,流体的压强越小;若两并排行驶的舰艇靠得过近,彼此间海水流速会很大,导致舰艇间的压强很小,向内的压力差会使舰艇发生碰撞,所以两并排行驶的舰艇编队间距较远。
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