备 课 本

课题：水的浮力 课型：

教

学

目

标 认知目标：理解阿基米德原理及数学表达式能力目标 能力目标：能用力和运动的关系推导出物体在液体中浮沉的条件，并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。 情感目标：感受科学探究的乐趣和成功的喜悦。 教学重点：阿基米德原理及其应用 教学难点：阿基米德原理及其应用 教学准备： 教 学 设 计 　　备 注 　　　　　　　　　　　　　　第三、四课时

（一）引入

你知道俄罗斯"库尔斯克号"核潜艇和"泰坦尼克号"沉船事件吗？假如把打捞沉船的任务交给你，你将采取什么措施？

打捞沉船与物体的沉浮有关，今天我们就亲自来探究影响物体浮沉的条件。

（二）新课学习

三、物体浮沉的条件

（实验）展示装不同质量沙子的乒乓球在水中的浮沉状态。学生观察乒乓球的浮沉情况。

（提问）为什么同样都在水中，3只球会出现三种不同的结果呢？

（学生猜测原因）

（分析）3只乒乓球受到的浮力大小相等，现在处于不同的状态，原因是3只乒乓球内部

装的沙子不一样多，即3只乒乓球受到的重力不同。从而得出物体的浮沉就是决定于浮力

重力这两个力的大小。

（在此基础上引导学生利用力和运动的关系，导出物体在液体中的浮沉的条件）

浸没在液体中的物体： F浮>G，物体将在液体中下沉至底；

F浮

F浮=G，物体将在液体中悬浮；

（提问）那么，树叶会浮在水面上，石头却要沉入水底。你能不能根据树叶、石头和水的密度大小关系，猜测物体在液体中的浮沉跟物质密度之间的关系呢？

（学生推导用物质密度的关系表达的浮沉条件）

实心且密度均匀的的物体：当ρ物>ρ液时，G>F浮，物体将在液体中下沉至底；

　　　　　　　　　　　当ρ物<ρ液时，G

　　　　　　　　　　　当ρ物=ρ液时，G=F浮，物体将悬浮在液体中。

（讨论）悬浮和漂浮的异同点

（讨论）

1．煮汤圆或饺子时，当汤圆或饺子刚放入水中时，会沉入锅底，而当汤圆或饺子煮熟时，则会浮出水面。这是为什么？

2．你可能在电视里见过油轮被撞、触礁或海洋采油装置泄漏后，石油污染海洋的情景，泄漏到大海的石油为什么都是漂浮在水面，而不会沉入水底呢？

（提问）你还能列举利用物体浮沉的条件来解释生活中的大量有关浮沉事件吗？

（学生举例回答）

四、物体浮沉条件的应用

　　人类利用浮力从远古时代就开始了，最初可能从抓住漂浮的树木免于灭顶之灾得到启示，而抱住或骑在一段树干上顺水漂流。这是人类最早的航行，利用了密度小于水的木材受到的浮力。

后来人们发现，把树干挖空成为独木舟，不但乘坐舒适，还能承载更多的人和物。从浮力利用的角度看这是个了不起的进步：采用"空心"的办法增大可以利用的浮力。即使最现代化的轮船，也保持着这种古老的办法。

（提问）你能举出生活中有哪些利用物体浮沉的例子吗？

（学生举例说明）

1．密度计

（实验）图1－50模拟密度计的实验

（讨论）密度计的用途、构造、原理、刻度特点

探究密度计的原理、刻度特点：

（1）密度计（利用橡皮泥和一小段吸管），要求：使自制密度计能竖直地漂浮在液体中

（2）自制的密度计放入清水中，盐水中、酒精中，观察自制密度计浸入液体中的深度，你有什么发现？

结论：密度计是用来测量液体密度的仪器，它是利用漂浮条件工作的。当密度计漂浮在不同的液体中时，若液体密度小，则密度计浸入液体的体积大；若液体密度大，则密度计浸入液体的体积小。

2．轮船

（提问）我们知道铁块在水中会下沉，轮船的船壳都是用钢板制造的，为什么能漂浮在水面上？

（实验）轮船模拟实验

（讨论）轮船的工作原理

结论：与橡皮泥类似，用钢板制成的轮船，可以排开更多的水，获得更大的浮力，从而能够漂浮在水面上。

3．潜水艇

（介绍潜水艇）潜水艇能潜入水下航行，进行侦察和袭击，是一种很重要的军用舰艇。

（提问）采用什么方法可以使潜水艇下潜、悬浮在水中或浮出水面？

（实验）潜水艇浮沉的模拟实验

（讨论）潜水艇的工作原理

"下潜"：向潜水艇水舱中充水，潜水艇逐渐加重，潜水艇重大于它受到的浮力，就逐渐潜入水中。

"悬浮"：当水舱中保留一定量的水时，潜水艇重等于浮力，潜水艇可以悬浮在水中。

"浮出水面"：用压缩空气将水舱中的水排出一部分，潜水艇变轻，潜水艇重小于它受到的浮力，从而浮出水面。

潜水艇在实际航行时，上浮和下沉过程还要开动推进器，用以加速。

结论：潜水艇的下潜和上浮是靠改变自身重来实现的。

（阅读）轮船载重线

4．气球和气艇

（提问）其体内充的是什么气体？这种气体的密度比空气的密度大还是小？它为什么能够升空？节日气球、热气球、飞艇能不能无限制升空？若要它下降，可采取什么方法？

（分析）节日气球或携带气象仪器的高空探测气球里充的是氢气或氦气；热气球充的是被燃烧器烧热而体积膨胀的热空气；飞艇中充的是氢气或氦气。这些气体的密度比空气的密度小。由于气球或飞艇的总重小于气囊排开的空气重，即重力小于浮力，气球和飞艇就能上升。当上升到一定高度，由于越高空气密度越小，它受到的浮力变小，浮力等于重力时，它就不再上升，停留在这个高度。请你想一想，如果这是个载人的带吊篮的气球，为了使乘客返回地面，你打算采用什么办法？（改变气囊中的气体量(放气或充气)、

结论：气球和气艇是靠通过改变自身的体积，从而改变浮力来实现升降的。

5．盐水选种。

通过改变液体的密度来改变浮力的大小，从而使不良种子上浮，最终漂浮。

6．测定人体血液的密度。

通过改变液体密度来改变浮力的大小，使血液在同密度相等的硫酸铜溶液中悬浮。

7．打捞沉船

　在沉船下部用结实的钢带将其托住，在钢带的两端固定浮筒，现在浮筒中注满水，使筒沉到船附近与钢带结合，然后排出筒中水，水的浮力就把筒和船一起推向水面。