六、浮力的应用优质课教案整理

物理（人教版）《10.3

物体的浮沉条件及应用》

教案

一、教学目标

1．知识与技能。

①知道物体的浮沉条件，知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。

②通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产、生活手社会中的应用。

2．过程和方法。

①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。

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。

3．情感、态度和价值观。

①通过我国古代劳动人民利用浮力解决问题的实例，对学生进行爱国主义的思想教育。

②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思维方法的变化与灵活水平

二、教学重点

知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。

三、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。

四、教学教具

烧杯、水、水槽、鸡蛋、盐、橡皮泥、潜水艇模型、热气球模型、多媒体课件。

教学过程

一、创设情境，引入课题

简介电影《

泰坦尼克号》

提出问题：①象泰坦尼克号这样的钢铁巨轮为什么能浮在海面上？

②当泰坦尼克号撞上冰山后为什么会沉没？

③到底什么决定了物体的沉浮？

演示：

将新鲜鸡蛋放入盛水容器中，向水中加盐，并搅拌，不断增加盐水的浓度。观察鸡蛋在容器中的位置变化。

开始因为鸡蛋的密度大于水的密度所以沉底；加盐后，盐水的密度变大，当盐水的密度大于鸡蛋的密度时，鸡蛋就会漂浮在水面上。

第十章 浮力 第3节

物体的浮沉长期保持及应用

二、进行新课

1、物体的浮沉条件

（1）浮力与重力的关系

浸没在液体中的物体，当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体在液体中向上运动称为上浮。

物体露出水面后，在上升的过程中，由于物体排开水的体积逐渐减小，浮力也逐渐减小，当F浮＝G时，合力为零，物体静止在液面上称为漂浮。

浸没在液体中的物体，当F浮＞G时，合力方向竖直向上，物体就上浮。漂浮时，物体处于平衡状态，F浮＝G。

浸没在液体中的物体，当F浮＝G时，合力为零，即二力平衡，此时物体可以停留时液体中的任何深度的地方，即：悬浮。

浸没在液体中的物体，当

F浮＜G时，合力方向竖直向下，物体就下沉。

（2）物体密度与液体密度间的关系

研究条件：实心物体浸没在液体中，受重力和浮力

浮力：F浮＝

ρ

液gV排

；

重力：G ＝

ρ

物g V物

根据浮沉条件进行比较

F浮＞

G

上浮：

ρ液＞

ρ物

漂浮：

ρ液＞

ρ物

F浮＝

G

悬浮：

ρ液＝ρ物

F浮＜

G

下沉：

ρ液＜

ρ物

（3）浮沉条件的讨论

①漂浮与悬浮有什么共同点与不同点？

共同点：在平衡力的作用下静止不动。

漂浮与悬浮在液面上的物体，浮力等于重力。

不同点：漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。

②上浮和下沉是不平衡态; 悬浮和漂浮是平衡（静止）态

③上浮、下沉和悬浮：V排=V；

漂浮：V排＜V ④空心物体运用浮沉条件时, 可以用物体的平均密度ρ物与液体密度ρ液比较

2、物体浮沉条件的应用

（1）我国古代对浮力的应用

①早在殷商之前，我国古代人民对浮力就有深入的观察，到殷商时已由制独木船发展到用木板组成大的船体，这是我国最早的木船。

②周朝以后不仅在小河上能架设浮桥，在黄河、长江这样的大河流上也多次架设过浮桥。

③我国汉代曾发明过一种做军事信号用的灯笼，灯笼能腾空而起，飞向天空。

④三国时期有“曹冲称象”。

除了以舟称物之外，以舟起重也是中国人的发明。据史籍记载，真定县僧人怀丙曾“打捞铁牛”。他创造了浮力起重法。

（2）轮船

①演示：如图，用橡皮泥做成能承载重物的小船，使它漂浮在水面上，并能装载一定量的货物。

②工作原理：

将钢铁做制成空心的轮船，可以排开更多的水，漂浮在水面上。

③排水量（m：

排）

轮船满载时排开水的质量：

F浮= m排g

而

F浮=G

∴

m船+m货= m排

④载重线

（吃水线）

⑤介绍各类轮船和舰艇

（3）潜水艇

演示

模拟潜水艇：用注射器向密封的瓶内打气，将瓶内的水排出，瓶向上浮起

工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身受到的重力来实现的。

潜水艇自重的改变取决于水舱内充水或放水的多少。

（4）气球、飞艇、孔明灯

内部充有小于空气密度的气体：最早是氢气、然后是氦气、现在一般都是热空气。

工作原理：靠空气浮力升空，通过改变自身体积来实现上升和下降的。

（5）密度计

工作原理：是利用漂浮条件来工作的。

（6）有关浮力的应用还有：

浮标与油量表、利用浮力打捞沉船、利用浮力选种

2、例题分析

例1

一艘远洋轮船从海里驶入河里，它受到的重力大小＿＿＿＿

，它受到的浮力＿＿＿＿＿

；它排开水的体积＿＿＿＿

。（填“变大”，“变小”或“不变”）

解：

轮船浮在海面上，F浮

＝G ；

它驶入河里也浮在河面上：F′浮＝

G 。

∵

G

不变，∴

F浮不变：

F浮

＝

F′浮

ρ

∵

ρ海水

g

V排＝

ρρ水

水

g V′排，

海水＞

，

∴

V排

＜

V′排

例2

重为15 N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10-4 m3的水。则此物体是（

）

A．浮在水面上

B．沉到水底

C．悬浮在水中

D．以上几种情况都有可能

解：根据阿基米德原理

F浮

＝

ρ水

gV排

33-4 3

＝1.0 ×10 kg/m

×9.8 N/kg×5×10m

＝4.9 N ＜

15 N

∵

F浮＜

G

∴物体下沉

例3

如图所示，A、B两物体静止在水中（

）

A．两物体受到的浮力一定相等

B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大

C．两物体的密度不等，B物体的密度大

D．两物体的重力不等，B物体的重力大

解：A物体漂浮，B物体悬浮。

∵

不知GA与GB的关系，

∴

不能根据F浮＝G 比较浮力的大小。

又∵

不知VA排与VB排的关系，

∴不能根据F浮

＝

ρ水

gV排比较浮力的大小。

水

A漂浮：ρA ＜

ρ水

；

B悬浮：ρB＝

ρ

∴

ρB＝

ρ水＞

ρA

，

ρB

＞

ρA

。

例4

一冰块漂浮在水面上，当冰完全熔化后，容器中的水面将如何变化？

解：冰漂浮在水面上，F浮＝

G冰

V排＝Ｆ浮Ｇm＝冰＝冰水g水g水当冰化成水后，质量不变，所以，m水＝m冰

V排＝m水水g＝m冰水冰排开水的体积等于冰化成水的体积

∴液面高度不变

三、课堂小结

1、物体的浮沉条件

浸没在液体中的物体

当F浮＜G物时，合力方向竖直向下，物体就下沉。

当F浮＝G物时，合力为零，即二力平衡，此时物体将悬浮。

当F浮＞G物时，合力方向竖直向上，物体就上浮。

当物体漂浮时，F浮＝G物。

2、浮沉条件的应用

轮船、密度计、热气球、孔明灯、潜水艇的浮沉原理、利用浮力打捞沉船、利用浮力选种等

四、布置作业