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第3节水的浮力【教学目标】1.感受浮力的存在，能用测力计测量浮力，能用阿基米得原理计算浮力。2.理解浮力的大小与哪些因素有关。3.能用二力平衡及力和运动的关系导出物体在液体中的浮沉条件，并利用其解决实际问题。【教学重难点】1.阿基米德原理。2.物体的浮沉条件及其应用。【教学过程】一、浮力的存在和测量1、液体的浮力师：船只为什么有时能浮在水面上，有时却会沉入大海呢？有些人游泳会淹死，而有些人却可以在死海上看书呢？【实验】P11：手按矿泉水瓶，感受矿泉水瓶对手的作用力。得出结论：在水中会上浮的物体受到水的浮力。【实验】将物块挂在弹簧测力计下，先用手托一下物块，使测力计的读数变小，物块受到手对它向上的托力；将物块浸没在水下，测力计的读数也变小，水对物块有一个向上托的力。得出结论：在水中会下沉的物体也受到向上的浮力。F浮＝G-F‘。条件：物体在水中会下沉。推广：所有的液体都会对浸入其内的物体产生一个向上的浮力。思考与讨论：从以上试验中你能否得出测量浮力大小的一种方法？这种方法的使用条件是什么？生：F浮＝G-F‘。条件：物体在水中会下沉2、气体的浮力。师：气体对进入其内的物体是否也有浮力呢？有什么事实可以说明气体对物体也有浮力呢？生：热气球、烟上升等等。【实验】现在状态下，打气针还没有完全插入排球的气孔，排球不会漏气。把打气针插入，气会从排球跑到气球里面，可以得出什么？杠杆左边的质量不变，但由于排球里的气体压强大，传到了气球里面，这样排开大气的体积增加了，浮力也增加了，所以杠杆失去了平衡。得出结论：气体也会产生向上的浮力。二、阿基米得原理【提出问题】师：既然气体和液体都会对浸入其内的物体产生向上的浮力，但浮力的大小究竟和哪些因素有关呢？【建立假设】师：当人躺在浴缸的水中时，人会有什么感觉？水发生了什么变化？生：人会有一种变轻了的感觉。浴缸的水面会上升师：人为什么会变轻？水面为什么会上升？生：人变轻是因为人受到水的浮力。水面上升是因为人浸入水中后，排开了一部分水。
师：那么，你认为浮力的大小可能跟什么因素有关？生：物体所排开水的多少。【实验】P12图1－17，将物体逐渐浸入水中时，物块排开水的体积逐渐增多，测力计的读数逐渐变小，浮力逐渐增大。结论：物体受到的浮力跟物体排开水的多少有关，排开的水越多，浮力越大。师：那么，如何定量的证实这个结论呢？【设计实验】要测量浮力的大小，还要测量物体排开水的多少（体积）。如何测？利用图1－18的实验器材，讨论：如何利用这些器材进行实验？怎么样安排实验的步骤？应当设计怎样的实验数据记录表？（然后交流讨论，给出实验步骤。）【实验步骤，收集证据】（1）在溢杯中盛满水，将小烧杯放在溢杯的出水口下；（2）将物块悬挂在测力计上，用测力计测出物块的重G；（3）将物块浸没在溢杯的水中，读出测力计的读数F；（4）将溢杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水;（5）将上述数据填入下面的实验数据登记表内。物块的重G物块浸入水中后测力计的读数F物块排开水的体积V排水物块受到水的浮力F浮＝G-F物块排开的水受到的重力 【得出结论】F浮＝G排水【推广】F浮＝G排液阿基米得原理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，即F浮＝G排液。[来源:Z*xx*k.Com]同样，阿基米得原理可以推广到气体上面。（学生描述）三、阿基米得原理的理解和运用1、对阿基米得原理公式的理解应注意：（1）公式中ρ液是液体的密度，而不是浸入液体的物体的密度。（2）公式中V排液是浸入液体时，排开液体的体积。（3）浮力只跟物体排开的液体受到的重力有关，而与其它因素无直接关系。※与物体浸入液体的深度无关：把物体压入水中，感觉浮力变大，这时候是从水面压入水下，当完全浸入后，就不会感觉到更吃力了，用物块挂在测力计下的实验来说明；与物体的形状无关：用橡皮泥变形挂在测力计下的实验来补充说明。四、物体的浮沉条件【创设情境】1.节日里放飞的五颜六色的气球为什么能升空？2．体育活动中使用的热气球，时而升空、时而下降，它是怎样实现上浮和下沉的呢？3．用钢铁制成的轮船为什么能在水面上航行呢？师：这些都是人们巧妙地利用了物体的浮沉条件的结果。今天我们就来一起学习：物体的浮沉条件。【新课教学】师：通过上节课的学习，同学们已经知道了:浸在水中的木块、铁块都要受到水对它们竖直向上的浮力，那么它们在水中的浮沉情况一样吗？
请同学们做下面的实验：用手把木块和铁块都浸没在水中，同时松手后，会看到什么现象呢？。我来试试：请同学们做一做师:（1）物体的上浮和下沉都是运动状态发生了改变。（2）物体运动状态改变的原因是因为受到了力的作用。（3）物体浸没在水中时，受到了哪些力的作用？（重力、浮力）（4）物体运动状态改变的过程中，是只有重力作用的结果？还是只有浮力作用的结果？还是由于重力和浮力的合力共同作用的结果？（重力、浮力的合力）物体的浮沉条件：如果F浮G，合力的方向与浮力方向相同，竖直向上，物体向上运动，称之为上浮。如果F浮=G，上浮的物体最终静止在液面上，此状态叫做漂浮。引导学生分析：小组讨论、代表发言。（1）物体在下沉过程中，在沉到水底之前，物体所受重力、浮力的大小改变了吗？二者的大小关系怎样？（2）当物体静止在水底部时，重力和浮力大小改变了吗？二者大小怎样？物体为什么会达到静止的平衡状态？（3）物体在上浮过程中，在没有露出水面之前，物体所受重力、浮力的大小改变了吗？二者大小关系怎样？（4）当露出水面之后，物体不断上升，排开水的体积越来越小，浮力F浮也减小，当减小到F浮=G，物体就静止地漂浮在水面上。（5）悬浮和漂浮都满足F浮=G，都是一种静止的平衡状态，它们之间的区别是什么？学生回答：悬浮是物体全部浸没在液体中，漂浮是物体部分浸没在液体中，它们浸入液体的体积不相等。师：根据生活经验及刚刚看到的实验现象，同学们猜想一下：把塑料块扔进水里它将如何？生：最后漂浮在水面上。师:石块扔进水里它将如何？生：石块下沉，最后沉在水底。师：吃饭时，向碗里滴几滴香油，香油将如何？生：漂浮在水面上。师：演示实验，证明学生猜想。师：你刚才猜想时，知道物体重力、浮力大小关系吗？如何判断物体的浮沉？大家猜想一下，物体的浮沉还可能与什么有关吗？是否跟密度有关？同学们用浮沉条件、阿基米德原理及重力公式进行分析，看看是否能得出物体的浮沉与物体密度和液体密度的关系？物体的浮沉条件比较重力和浮力物体浸没在液体中静止时V排=V物F浮=ρ液gV排G=ρ物gV物比较物体密度和液体密度F浮ρ物上浮
师：如果不知道重力和浮力大小的关系，可以通过比较物体的密度和液体密度之间的大小关系来判断物体的浮沉情况。这是判断物体浮沉的另一种方法，但这两种方法本质上是一致的。【跟进训练】1、关于浸在液体里的物体所受的浮力，下列说法中不正确的是（）A．浮力的方向竖直向上B．浮力的施力物一定是水C．浮力的大小与排开液体的质量成正比D．实心的铁球也能浮在液面上2、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是（）A．木球所受的重力、浮力都不变B．木球所受的重力不变，浮力变大C．木球所受的重力、浮力都变小D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小3、酒精的密度是0.8×103千克/米3，把体积为500厘米3的铁块浸没在酒精中，它受到的浮力是______牛。4、一个体积为1000厘米3的物体浮在液面上，受到的浮力大小为4.9牛，画出这个物体的受力示意图，并求出这个物体的密度，这个物体是什么材料做的？
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