【教学目标】
1、观察物体上浮、下沉的现象,寻求使物体上浮与下沉的方法。
2、探究、理解物体的浮沉条件。
3、经历探究物体浮沉的过程,培养学生观察、动手实验、分析和概括的能力。
4、通过探究性学习,培养学生的科学素质和团队合作精神。
【重点】
理解物体的浮沉条件和改变物体浮沉的方法。
【难点】
通过实验探究物体的浮沉条件。
引入:
师:将一乒乓球浸没于水中,松手,乒乓球会怎么样?
生:上浮。
师:很好。乒乓球往上运动的过程称作上浮,最后物体静止在水面上,称作漂浮。
师:大家在看,将一重物浸没在水中,松手,该重物会怎么样?
生:下沉。
师:把重物往下运动最终静止在水底的这一过程称作下沉。那么,大家通过浮力的学习,应该知道上浮的物体受几个力的作用?
生:2个,重力和浮力。
师:那么下沉的物体呢?
生:也受2个力的作用。
师:乒乓球和重物都受到重力和浮力,那么为什么一个会上浮?一个会下沉?
生:上浮时是重力小于浮力;下沉时重力大于浮力。
师:有同学说上浮时是重力大于浮力;下沉时重力小于浮力,如果我们想证明,应该怎么做?
生:测量。
师:对,我们可以测量出重力和浮力,然后进行比较。
探究物体的浮沉条件:
师:我给同学们提供的器材有:弹簧测力计、天平、量筒、溢水杯、玻璃瓶配重物、水……
你能想到几种方法测出或计算出物体的重力的大小呢?
生:①可以直接用弹簧测力计测出重力;②可以用天平称出物体的质量,然后根据G=mg求出物体的重力。
……
师:那么你又有几种方法测出浮力的大小?
生:①用弹簧测力计测出物体在空气中的重力,然后将物体浸入水中,测出拉力;②用溢水杯,再测出溢出水的体积。然后根据阿基米德原理求出浮力;③在量筒中倒入适量的水V1,在将重物放入水中,记下此时液面到达的刻度V2,V2–V1=V排,然后根据阿基米德原理求出浮力;……
师:很好!大家的想法很多也很正确。下面我们就来探究物体在不同状态下的重力、浮力。我们首先研究下沉。(出示石块)你选择哪种方法测出重力、浮力?
生:我选择用弹簧测力计测出重力和浮力。(简单)
师:很好!下面大家动手实验,并把实验结果填入表格一当中。
表格一:
物体的状态 | 重力/N | 浮力/N | 重力和浮力的关系 |
下沉 |
师:下面请同学们交流一下你们实验的数据:重力多大、浮力多大?
学生汇报:教师记录
师:通过同学们的数据,你能总结出物体下沉时的条件吗?
生:当重力大于浮力时,下沉。
师:下面我们接着探究,(出示玻璃瓶)如何测出它的重力?那又如何测出它的浮力呢?还能不能用弹簧测力计测量呢?
生:不能。
师:这时候你又会选择如何测浮力呢?
生:在量筒中倒入适量的水V1,在将重物放入水中,记下此时液面到达的刻度V2,V2–V1=V排,然后根据阿基米德原理求出浮力。
师:(教师演示)漂浮很简单,那要测玻璃瓶上浮时的V排,而且要浸没,怎么测量呢?
生:用针或者笔尖将瓶子按入水底。
师:再提醒大家一点,为了测量重力更加准确,在每次测重力时都要把瓶子擦干净。下面大家开始实验,并把实验数据记入学案的表格二中。
物体的状态 | 重力/N | 浮力/N | 重力和浮力的关系 | ||
V1/ml | V2/ml | 浮力/N | |||
上浮(浸没) | |||||
漂浮 |
学生实验:
师:下面请同学们交流一下你们实验的数据:重力多大、浮力多大?
学生汇报:教师记录
师:通过同学们的数据,你能总结出物体上浮、漂浮的条件吗?
生:重力小于浮力,物体上浮;重力等于浮力,物体漂浮。
师:物体在液体当中,除了上浮、漂浮和下沉之外,还有别的浮沉情况吗?
演示实验:鸡蛋悬浮于盐水中
师:现在鸡蛋浮在水面上没有?沉到水底没有?
生:没有。
师:现在鸡蛋悬在液体当中,称作悬浮。请问鸡蛋此时的重力和浮力关系如何?
学生:相等。
归纳总结:
当物体浸没时:如G>F浮,则物体下沉。
如G<F浮,则物体上浮。
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。
反馈练习:
1、一个重为0.5N的土豆浸没在装满水的烧杯中溢出了0.4N的水,则土豆在水中( )
A.下沉
B.悬浮
C.上浮
D.以上都有可能
2、用力的示意图画出图中三个球静止时的受力情况。
第2题图 第三题图
3、如图所示,甲、乙、丙三球静止在水中,它们受到的浮力分别是F甲、F乙、F丙,则:
(1)若三球体积相等,则它们的浮力的大小关系是_______________。
(2)若三球质量相等,则它们的浮力的大小关系是_______________。
4、把重5N,体积为6×10-4m3的物体投入水中,如不计水的阻力,当物体静止时,下列说法正确的是( )
A.物体漂浮,F浮=6N
B.物体悬浮,F浮=5N
C.物体漂浮,F浮=5N
D.物体沉在水底,F浮=6N
浮沉应用:
通过实验我们知道改变物体的浮力或者重力的大小,就可以使原来下沉的物体漂浮,也可以使原来漂浮的物体下沉。其实在我们的生活、生产中,也有很多这样的例子。
1、轮船
师:轮船是如何实现漂浮的?
生:通过增大排开水的体积从而增大浮力。
2、教师演示:潜水艇的浮沉
师:潜水艇是通过改变什么来控制物体的浮沉?
生:通过改变自身的重力来实现浮沉。
3、高空探测气球(氢气或氦气)
师:探测气球又是如何实现浮沉的?
生:改变自身的重力。
师:要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,可采用什么办法?
生:可以放出一些气体,减小排开空气的体积,减小浮力。
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