4 浮与沉国家获奖教案

第一节

物体的浮与沉

一、

教学目标

1、知识与技能

了解改变物体浮沉的有效方法。

知道浸在液体中的物体的浮沉是由它受到的浮力和重力共同决定的。

2、过程与方法

通过探究了解控制物体浮沉的方法，并能用控制变量法对所提出的方法进行分析，进一步建立理性的推论。

通过探究和分析，理解物体浮沉的条件，并通过交流与合作得到其结论。

3、情感、态度与价值观

通过阅读，了解物体浮沉条件在科学研究和生产中的应用，并激发爱国主义的激情和努力学习、科技强国的思想。

二、

引入新课

同学们都知道木块、树叶能够漂浮在水面上，铁块、铜块会沉到水底，但是用钢铁做的轮船却能够漂浮在水面上，钢铁的潜水艇却能够在水中自由的上浮和下潜呢？物体的浮与沉究竟是由什么因素来决定的呢？今天我们来学习新的一节：物体的浮与沉。

三、

新课部分

1、活动 10.1怎样使物体上浮或下沉

教师：请同学们推测这些物体当它们放入水中后会是怎样的状态。

（物品有挤扁了的牙膏皮、空的塑料小瓶、生鸡蛋）

学生：进行推测。

教师：进行演示后提问。用怎样的方法可以使原来沉下去的物体浮上来，使浮在水面上的物体沉下去呢？（还能提供的器材有：盐、小硬币、玻璃杯）

学生：讨论2分钟后上讲台进行演示。（要求在操作时进行语言表达）

学生①：将挤扁的牙膏皮捏成空心状就可以漂浮在水面上。

学生演示时教师追问：在捏成空心状的过程中，牙膏皮有哪个物理量发生的变化？哪个物理量没有变化？

学生答：体积变大了，而重力没有变化。

教师此时指出牙膏皮体积在变大后可以排开更多的水，即增大了V排，也就增大了浮力。

学生②：在水中不断加盐，可以使鸡蛋浮起。

学生在演示时教师追问：在加盐的过程中，哪个物理量发生了变化？哪个物理量没有变化？

学生答：水的密度增大了，而鸡蛋的重力没有改变。

教师此时指出水中加盐后，液体的密度增加了，也就增加了浮力。而鸡蛋的重力不变。

学生③：在小瓶中不断加入小硬币会使小瓶沉入水底。

学生在演示时教师追问：在加硬币的过程中，小瓶的哪个物理量发生了变化？

学生答：小瓶的重力增加了，而在浸没的过程中浮力没有变化。

教师：综合起来看，在这些方法中分别改变了哪些力的大小？是怎样改变的？

学生：改变了物体所受的重力和浮力。在液体的密度不变时，改变排开液体的体积；或者在排开液体的体积不变时，改变液体的密度都可以改变浮力。

教师：可见改变物体的重力和浮力的关系就可以改变物体的浮与沉。

2、活动10.2 探究物体的浮沉条件

教师：那么在物体上浮和下沉时，重力和浮力之间会存在怎样的关系呢？

教师：要求学生阅读活动内容，回答议一议中的问题。

学生：阅读并进行讨论2分钟。

教师：怎样测量物体所受的重力？

学生①答：用弹簧测力计直接测量即可。

教师：怎样利用所给的器材和配重物使小瓶上浮下沉和漂浮。

学生②答：在小瓶中分别装入不同的配重物或小硬币就可使小瓶上浮下沉和漂浮。即改变小瓶的重力和浮力的关系。

教师：怎样利用所给的器材测量和计算物体上浮下沉和漂浮时受到的浮力？

学生③：⑴在量筒中倒入适量的水，记下水面到达的刻度V1。

⑵将小瓶放入水中使其处于上浮下沉或漂浮状态，再记下水面到达的刻度V2 ⑶则V排=V2-V1，F浮=ρ水g（V2-V1）。

⑷对于上浮时要使小瓶保持浸没状态，可用一根针将瓶子按入水中。

教师：将所得到的数据填写在下表中

物体的状态

下沉

上浮（浸没）

漂浮

重力/N 0.8 0.3 0.3 浮力/N V1/ml 50 50 50 V2/ml 90 90 80 浮力/N 0.4 0.4 0.3 重力所浮力的关系

F浮G F浮=G

要求学生完成表格中数据的填写。和结论的填充。

教师：补充悬浮的条件再板书物体的浮沉条件结论，

如果物体在浸没时浮力和重力相等，物体即不上浮也不下沉，可以停在液体内任何深度的地方，人们把这种状态叫悬浮。

则物体的浮沉条件可以归纳为：

当物体浸没时：如G>F浮，则物体下沉。

如G

如G=F浮，则物体悬浮。

当物体部分浸没时，如G=F浮，则物体漂浮。

3、判断物体浮沉的另一种方法。

教师：比较物体重力和浮力来判断物体的浮沉是判断浮沉的基本方法。在实际问题的处理中，根据重力和浮力的关系我们还可以推导出另一种判断浮沉的方法。

现在我们把这种方法推导如下。

对实心的物体而言：G=mg=ρ物gV物

根据阿基米德原理可得：F浮=ρ液gV排

对于浸没的物体而言：V物=V排

①

若ρ液<ρ物,则F浮

②

若ρ液=ρ物,则F浮=G,物体悬浮在液体中任何深度的地方。

③

若ρ液>ρ物,则F浮>G，物体上浮。

④上浮稳定后处于漂浮状态，这时F浮=G 教师：可见判断物体的浮沉可用两种方法，比较物体的重力和浮力，比较物体的密度和液体的密度。

4、生活

物理

社会 打捞中山舰和高空探测气球

⑴指出打捞沉船的原理：将装水的浮筒沉入水底绑在船体两侧，用高压气体将浮筒

内的水排出，减小浮筒的重力，当浮力大小重力时，沉船就可以上浮了。

⑵气球的升空原理：将气球内充上密度比空气小的气体，如氦气，氢气、热空气，则这些气体的重力就小于同体积的空气的重力，即气球的重力小于气球所受的浮力，气球就会升空了。