第五節(jié) 水的浮力

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1、科學(xué) 第5節(jié)水的浮力 主備人 輔備人 教學(xué)目標(biāo)： 1、 確認(rèn)水及其他的液體對(duì)浸入其內(nèi)的物體都會(huì)產(chǎn)生浮力的作用，確認(rèn) 空氣也有浮力。 2、 能通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法，探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)，并概括出阿基米 德原理。 3、 能用測(cè)力計(jì)測(cè)量浮力，能用阿基米德原理計(jì)算浮力。 4、 能用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系推導(dǎo)出物體在液體中浮沉的條件，并會(huì)用物體 的浮沉條件解釋有關(guān)現(xiàn)象和解決簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題。 重點(diǎn)難點(diǎn)分析： 1、 物理知識(shí)得出的公式比較多，一多學(xué)生就感覺(jué)摸不到頭腦，所以， 在教學(xué)過(guò)程中對(duì)公式代表的字母含義要一直強(qiáng)調(diào)，先中文再字母的方式。 在得出阿基米德定理的時(shí)候，按照科學(xué)探究的步驟進(jìn)行滲透。 2、

2、 對(duì)于物體在水中的狀態(tài)，漂浮，懸浮，下沉等字的規(guī)范表達(dá)要強(qiáng)調(diào)。 實(shí)驗(yàn)比較多，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)思考非常重要，如實(shí)驗(yàn)的目的，為什么要這 樣做等等。 3、 密度計(jì)的原理應(yīng)該讓學(xué)生自己摸索出來(lái)，這樣對(duì)前面的知識(shí)也是種 鞏固。 教學(xué)過(guò)程： ▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽ 第1課時(shí) 課堂引入：你可能知道中國(guó)有句成語(yǔ)，叫做“水能載舟，也能亦舟”。 水為什么會(huì)表現(xiàn)出截然相反的特性？你可能也聽(tīng)說(shuō)過(guò)不少人曾經(jīng)被江河湖 海所吞沒(méi)，但在死海，人為什么又可以悠然自得地躺在水面上看報(bào)呢？ 一、浮力的存在 （一）、液體的浮力。 船能浮在水面上，但有時(shí)候確會(huì)沉入大海呢？有些人游泳

3、會(huì)淹死，而有 些人確可以在死海上看書(shū)呢？（除了游泳的技巧） 【活動(dòng)1】P19， 1、 取一個(gè)空礦泉水瓶，將瓶蓋旋緊，然后把空礦泉水瓶壓入水中，感 受空礦泉水瓶對(duì)手的作用力。 2、 將手松開(kāi)后，觀察瓶的運(yùn)動(dòng)情況。 水的浮力是水對(duì)浸入其內(nèi)的物體向上托的力。 教師個(gè)性設(shè)計(jì)欄 得出：※在水中會(huì)上浮的物體受到水的浮力。 那么在水中會(huì)下沉的物體是否也受到水匠浮力呢？ 【活動(dòng)2】p20,圖1—43, 1、 將物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。 2、 再將物體浸入水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)。 3、 比較彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變化，你能得到什么結(jié)論嗎？ 啟發(fā)學(xué)生：先用手托一下懸掛在

4、空氣中的物塊，使測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變小。 （物塊受到手對(duì)它向上的托力）；將物塊浸沒(méi)在水下，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)也變小。 （水對(duì)物塊有一個(gè)向上托的力） 這個(gè)向上托的力就是浮力， 實(shí)驗(yàn)證明：在水中會(huì)下沉的物體也受到向上的浮力。 F浮=尺巫（條件：物體在水中會(huì)下沉） 實(shí)際上，不僅是水，所有的液體都會(huì)對(duì)浸入其內(nèi)的物體產(chǎn)生一個(gè)向上的 浮力。 思考：你能從本實(shí)驗(yàn)得到測(cè)浮力的一種方法嗎？ 什么是浮力呢，液體的浮力是水對(duì)浸入其內(nèi)的物體向上托的力。 （二）、氣體的浮力。 氣體對(duì)進(jìn)入其內(nèi)的物體是否也有浮力呢？有什么事實(shí)可以說(shuō)明氣體對(duì) 物體也有浮力呢？（熱氣球、煙上升等等） 【活動(dòng)3】p20,圖1—44 如圖1

5、—44，打足了氣的球中，氣孔上插有打氣針，打氣針的另一端口 通過(guò)導(dǎo)管，橡皮塞和氣球囊連接。導(dǎo)管閥門(mén)開(kāi)始處于關(guān)閉狀態(tài)?，F(xiàn)將閥門(mén)打 開(kāi)，你將看到什么現(xiàn)象？ （杠桿左邊的質(zhì)量不變，但由于排球里的氣體壓強(qiáng)大，傳到了氣球里面， 這樣排開(kāi)大氣的體積增加了，浮力也增加了，所以杠桿失去了平衡。） 引導(dǎo)學(xué)生觀察思考，先由學(xué)生回答后教師補(bǔ)充。 事實(shí)表明，不但液體會(huì)產(chǎn)生浮力，氣體也會(huì)產(chǎn)生向上的浮力。 你能舉例說(shuō)明氣體浮力的存在嗎？ 二、阿基米德原理。 既然氣體和液體都會(huì)對(duì)浸入其內(nèi)的物體產(chǎn)生向上的浮力，但浮力的大小 究竟和哪些因素有關(guān)呢？【提出問(wèn)題】 當(dāng)人躺在浴缸的水中時(shí)，人會(huì)有什么感覺(jué)？水發(fā)生了什么變化？

6、（人會(huì) 有一種變輕了的感覺(jué)。浴缸的水面會(huì)上升。） 人為什么會(huì)變輕？水面為什么會(huì)上升？(人變輕是因?yàn)槿耸艿剿母?力。水面上升是因?yàn)槿私胨泻?，排開(kāi)了一部分水。) 那么，你認(rèn)為浮力的大小可能跟什么因素有關(guān)？ (物體所排開(kāi)水的多少)【建立假設(shè)】 【探究實(shí)驗(yàn)】P21圖1—45，將物體逐漸浸入水中時(shí)，物塊排開(kāi)水的體 積逐漸增多，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)逐漸變小，浮力逐漸增大。 結(jié)論：物體受到的浮力跟物體排開(kāi)水的多少有關(guān)，排開(kāi)的水越多，浮力 越大。 那么，如何定量的證實(shí)這個(gè)結(jié)論呢？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】 要測(cè)量浮力的大小，還要測(cè)量物體排開(kāi)水的多少(體積)。如何測(cè)？ 利用圖1—45的實(shí)驗(yàn)器材，討論：如何利

7、用這些器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？怎么樣 安排實(shí)驗(yàn)的步驟？應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)怎樣的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表？(然后交流討論，給出 實(shí)驗(yàn)步驟。) 【實(shí)驗(yàn)步驟，收集證據(jù)】 (1) 在溢杯中盛滿水，將小燒杯放在溢杯的出水口下； (2) 將物塊懸掛在測(cè)力計(jì)上，用測(cè)力計(jì)測(cè)出物塊的重G； (3) 將物塊浸沒(méi)在溢杯的水中，讀出測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F； (4) 將溢杯溢出的水注入量筒內(nèi)，測(cè)出它的體積V排水; (5)將上述數(shù)據(jù)填入下面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)登記表內(nèi)。 物塊 的重 G 物塊浸入水 中后測(cè)力計(jì) 的讀數(shù)F 物塊排開(kāi) 水的體積 V 排水 物塊受到水 的浮力 F =G-F 浮 物塊排開(kāi)的 水受到的重 力

8、 【得出結(jié)論】F^=G排水【推廣】F^=G排液 (一)阿基米德定理： 浸在液體里的物體，受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體 受到的重力，即F =G = p gV 浮 排液 液呂排液 同樣，阿基米德定理可以推廣到氣體上面。(學(xué)生描述) (二)阿基米德原理的理解和運(yùn)用。 1、對(duì)阿基米德定理這個(gè)公式的理解應(yīng)注意： (1) 公式中Q亠是液體的密度，而不是浸入液體的物體的密度。 液 (2) 公式中V排水是浸入液體時(shí)，排開(kāi)液體的體積。 排水 (3) 浮力只跟物體排開(kāi)的液體受到的重力有關(guān)，而與其他因素?zé)o直接 關(guān)系?！c物體浸入液體的深度無(wú)關(guān)：把物體壓入水中，感覺(jué)浮力變大

9、，這 時(shí)候是從水面壓入水下，當(dāng)完全浸入后，就不會(huì)感覺(jué)到更吃力了，用物塊掛 在測(cè)力計(jì)下的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)明；※與物體的形狀無(wú)關(guān)：用橡皮泥變形掛在測(cè)力計(jì) 下的實(shí)驗(yàn)來(lái)補(bǔ)充說(shuō)明。 2、用阿基米德原理進(jìn)行計(jì)算。（注意計(jì)算過(guò)程中單位要統(tǒng)一） 1.關(guān)于浸在液體里的物體所受的浮力，下列說(shuō)法中不正確的是（） A. 浮力的方向豎直向上； B. 浮力的施力物一定是水 C. 浮力的大小與排開(kāi)液體的質(zhì)量成正比； D. 實(shí)心的鐵球也能浮在液面上 2.用手將一個(gè)木球放入水中某一深度后，松開(kāi)手，木球上浮，在木球 未露出水面的時(shí)候，下列說(shuō)法中正確的是[] A.木球所受的重力、浮力都不變B.木球所受的重力不變，浮力變大

10、 C.木球所受的重力、浮力都變?。籇.木球所受的重力不變、浮力逐漸變小 3、二個(gè)體積相同的立方體a、b、c分別浮在同種液體的液面上，如圖所 示，若它們所受的浮力分別為Fa、Fb、Fc,則這三個(gè)力由小到大的順序是 V V ；物體的質(zhì)量是ma、mb、mc則這三個(gè)質(zhì)量由小到 大的順序是 V V 4、 酒精的密度是0.8x103千克/米3,把體積為500厘米3的鐵塊浸沒(méi)在 酒精中，它受到的浮力是 牛. 5、 一個(gè)體積為1000厘米3的物體浮在液面上，受到的浮力大小為4.9 牛，畫(huà)出這個(gè)物體的受力示意圖，并求出這個(gè)物體的密度，這個(gè)物體是什么 材料做的？ 三、物體沉浮條件。 討論1：浸沒(méi)液

11、體中的物體會(huì)受到液體的浮力作用，但是，有的物體會(huì) 上浮，有的物體會(huì)下沉，這是什么原因？ 演示圖1—48雞蛋在不同的鹽水中 觀察得出，一只上浮出水面，一只下沉到水底，一只懸浮在水中 問(wèn)：既然浸入液體中的物體都會(huì)受到液體向上的浮力，為什么有的物體 在液體中會(huì)上浮，有的物體在液體中會(huì)下沉，有的能夠靜止在液體內(nèi)部呢？ 原因：三只球所受到的重力不同，如果全部浸入受到水的浮力相同。根 據(jù)力和運(yùn)動(dòng)關(guān)系：（用課件演示） 浸在液體中的物體，當(dāng)它受到的浮力大于所受的重力時(shí)，物體上浮； 當(dāng)它受到的浮力小于所受的重力時(shí)，物體下沉；當(dāng)它受到的浮力等于所 受的重力時(shí)，物體懸浮在液體中。 F浮vG下沉

12、F?。? 上浮 F浮-G懸浮或漂浮 注意：上浮和下沉都是不穩(wěn)定狀態(tài)，上浮的物體最終會(huì)浮出液面，而處 于漂浮狀態(tài)，浮力等于重力；下沉的物體最終則會(huì)沉到液底處于靜止?fàn)顟B(tài)。 漂浮和懸浮時(shí)，物體都是受到兩個(gè)力而處于平衡狀態(tài)。（沉到水底：F浮+ F 支持力=G） 問(wèn)：知道了物體沉浮的條件，那你平時(shí)常見(jiàn)到哪些物體在水中會(huì)上?。?下沉？ （木頭上浮，石塊在水中下沉） 問(wèn)：你能不能根據(jù)木頭、石頭和水的密度大小關(guān)系，猜測(cè)物體在液體 中的沉浮跟物質(zhì)密度之間的關(guān)系呢？ （密度比液體小的上浮，密度比液體大的下沉） 問(wèn)：那一樣的呢？（懸浮或漂?。?閱讀23頁(yè)討論： 四、物體浮沉條件的應(yīng)用。 物體浮沉條

13、件不但可以用來(lái)解釋許多生活中的現(xiàn)象，而且在生產(chǎn)或生活 中也有許多重要的應(yīng)用。 我們已做過(guò)測(cè)量鹽水密度的實(shí)驗(yàn)。液體的密度能否用一種儀器直接進(jìn)行 測(cè)量呢？ 活動(dòng)4：第24頁(yè)圖1 — 51模擬密度計(jì)的實(shí)驗(yàn) 1、 密度計(jì) 把模擬密度計(jì)分別放入水中和鹽水中，問(wèn)：為什么將吸管放入不同的液 體中，液面所對(duì)的位置會(huì)不同？（因?yàn)椴煌囊后w密度不同，受到的浮力也 不同） 注意：密度計(jì)的下端裝有鉛丸或水銀；密度計(jì)上所標(biāo)的數(shù)值是純數(shù)，這 個(gè)純數(shù)代表被測(cè)液體的密度與水的密度的比值。（下大上小，刻度不均勻） 活動(dòng)5、第24頁(yè)圖1 — 53模擬得輪船的實(shí)驗(yàn) 2、 關(guān)于輪船 問(wèn)：捏成一團(tuán)的橡皮泥會(huì)沉入水底，而

14、做成空心的橡皮泥卻為什么會(huì)漂 浮在水面？ 做成空心的目的是調(diào)節(jié)浮力和重力的關(guān)系，即把橡皮泥做成空心，它受 到的重力沒(méi)有改變，而因?yàn)榭招牡南鹌つ嗫梢耘砰_(kāi)更多的液體，獲得更大的 浮力，從而使橡皮泥漂在液面。 輪船也是如此，Titanic的沉沒(méi)，進(jìn)水。（p25閱讀） 有多條載重線（吃水線），因?yàn)楦×Φ拇笮〔粌H與船只排開(kāi)水的體積有 關(guān)，而且和水的密度有關(guān)。 3、關(guān)于潛水艇 活動(dòng)6、第25頁(yè)圖1 — 55潛水艇浮沉的模擬的實(shí)驗(yàn) 注意觀察：當(dāng)注射器將氣體壓入玻璃球時(shí)，或?qū)⑶騼?nèi)的氣體吸出時(shí)，玻 璃球內(nèi)的水量和玻璃球沉浮的狀態(tài)。 當(dāng)注射器將氣體壓入玻璃球時(shí)，球內(nèi)的水量減少，球（和球內(nèi)的水） 受到的重力變小，一旦重力小于浮力，球?qū)⑸细。环粗?，?dāng)注射器將球內(nèi)的 氣體吸出時(shí)，球內(nèi)的水量增多，球（和球內(nèi)的水）受到的重力變大，一旦重 力大于浮力，球?qū)⑾鲁痢? 【課件演示】潛水艇的結(jié)構(gòu)和沉浮原理。 先用手托一下懸掛在空氣中的物塊，使測(cè)力計(jì)的讀數(shù)變小。（物塊受到 手對(duì)它向上的托力）；將物塊浸沒(méi)在水下，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)也變小。（水對(duì)物塊 有一個(gè)向上托的力） 小結(jié)：略 布置作業(yè)：作業(yè)本 ▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽▽ 教學(xué)反思：