人教版八年级物理下册 10.3《浮力的应用》教案 (10)

第三节物体的沉浮条件及应用

●教学目标

1．知识与技能

（1）知道物体的浮沉条件；

（2）知道浮力的应用

2．过程与方法：

（1）通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的；

（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．情感态度与价值观

（1）初步认识科学技术对社会发展的影响。

（2）初步建立应用科学知识的意识。

●教学重点：知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。

●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。

●教学仪器：烧杯、水、体积相同的蜡块和铁块、两个铁罐子、沙子、潜水艇模型、热气球模型。

●教学流程：

（一）新课引入

[演示]：1．出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相等。2．将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手。

[现象]：铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面。

[提问]：1．浸没在水中的铁块、蜡块（松手后）各受到什么力？

（浮力、重力）

2．铁块和蜡块受到的浮力相等吗？（相等。因为V排相等，根据阿基米德原理可知浮力相等。）

3．既然铁块和蜡块受到的F浮相同，为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮？

液体中，物体的浮沉取决于什么呢？

[讲解]：物体的浮沉条件：

分析蜡块：松手后，浸没在水中的蜡块所受到的F浮＞G蜡，所以蜡块上浮。当蜡块逐渐露出水面，V排减小，浮力减小，当F浮= G物时，蜡块最终漂浮在水面。即：F浮＞G物上浮，最终漂浮。

分析铁块：松手后，浸没在水中的铁块所受到的F浮＜G铁，铁块下沉。到达容器底部后，铁块受到F浮、G铁和F支，三力平衡，静止在容器底，我们说铁块沉底。即：F浮＜G物下沉，最终沉底。

若一个物体浸没在水中，松手后F浮=G物，受力平衡，物体的运动状态不变，我们说物体悬浮在液体中。即：F浮=G物，最终悬浮。

总结：通过上述分析，我们知道浸在液体中物体的浮沉取决于物体所受F浮与G物的关系。

（二）进行新课

1．讨论：

（1）木材能漂浮在水面，其原因是什么？

（2）把一根木头挖成空心，做成独木舟后，其重力怎么变化？它可载货物的多少怎么变化？重力变小，可以装载的货物变多。

[指出]：从浮力的角度看，把物体做成空心的办法，增大了可利用的浮力，而且这种古老的“空心”办法，可以增大漂浮物体可利用的浮力。

[质疑]：密度比水大的下沉的物体有没有办法让它上浮或漂浮呢？

2．实验：

两个外形相同的铁罐子，一个空心，一个装满沙；同时按入水中，松手后实心的下沉，空心的上浮最终漂浮。

[质疑]：（1）铁的密度大于水的密度，空心的铁罐子为什么能漂浮呢？可能

是因为什么呢？

（因为它是空心的，F浮＞G物，所以能上浮，最终能漂浮。）

（2）要想让实心的铁罐子也漂浮，可以怎么办呢？（把沙取出来，变成空心的。）（3）大家的想法是如何调节的铁罐子的浮沉的呢？（F浮不变，挖空使G物变小，当F浮＞G物，铁罐子自然就浮起来了。）

[指出]：上述实验告诉我们采用“空心”的办法，不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力，还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。

3．应用

·轮船

（1）原理：采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。

（2）排水量：满载时，船排开的水的质量。即：排水量＝m船+m货

[质疑]：1．轮船从河水驶入海里，它的重力变不变？它受到的浮力变大、变小还是不变？（不变，始终漂浮）

2．它排开的液体的质量变不变？（不变）

3．它排开的液体的体积变不变？（变，ρ海水＞ρ水，所以V排海水＜V排水）

4．它是沉下一些，还是浮起一些？（V排变小了，所以上浮一些）

[强调]：同一条船在河里和海里时，所受浮力相同，但它排开的河水和海水的体积不同。因此，它的吃水深度不同。

·潜水艇

[演示]：

潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭击，是一种很重要的军事舰艇。它是怎么工作的呢？我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇。请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气。

现象：吸气时，水逐渐进入管中，管子下沉；吹气时，管中的水被排出，管子上浮；

[质疑]：（1）小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化？（塑料管形变很小，V排基本不变，所以可以认为F浮不变）。

（2）那它是怎样上浮或下沉的呢？

（吹气时，水从管子中排出，重力变小，F浮＞G物，所以上浮；吸气时，水进入管子，重力变大，F浮＜G物，所以下沉）

[讲解]：潜水艇两侧有水舱，当水舱中充水时，潜水艇加重，就逐渐潜入水中；当水舱充水使艇重等于同体积水重时，潜水艇就可悬浮在水中；当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，就可上浮了。

潜水艇：

原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。

[强调]：潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。

·气球和飞艇

[演示]：“热气球”的实验。

[质疑]：酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化？

原理：ρ气＜ρ空气，（即利用密度小于空气的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自身体积从而改变所受浮力的大小来实现升降的。）使它受到的F浮＞G物而升空。

[讨论]：要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，你们能想出什么办法？要使热气球落回地面，有什么办法？（放气或停止加热）

·其他应用

密度计、盐水选种等。

附：板书设计

（一）物体的浮沉条件：

F浮＞G物上浮最终漂浮ρ液＞ρ物

F浮＝G物悬浮ρ液＝ρ物

F浮＜G物下沉最终沉底ρ液＜ρ物

（二）通过调节物体受到的F浮或G物，可以调节物体的浮沉。

（三）应用

1．轮船：把物体作为“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。

2．潜水艇：依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。

3．气球和飞艇：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。

第三节物体的浮沉条件及应用

1课时新授课

【教学目标】

知识与技能

1．知道物体的浮沉条件。

2．知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。

3．通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产与生活中的应用。

过程与方法

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。

情感、态度与价值观

1．通过观察和实验，使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想，培养学生与他人交流与合作的精神。

2．通过联系生活实际，使学生体会到物理知识在生活中的价值。

【教学重难点】

重点：探究物体的浮沉条件及浮力的应用。

难点：探究物体的浮沉条件及浮力的应用。

【教学准备】或【实验准备】

教师用：多媒体课件、橙子、土豆、西红柿、塑料袋。

学生用：烧杯、水、盐、牙膏皮、西红柿、纸杯、气球、铁钉、小瓶、泡沫、酒精灯、塑料袋。

【教学过程】

主要教学过程

教学内容教师活动学生活动

一、创设情景，

引入新课

【播放视频】“中国海上大阅兵”

提出问题：为什么钢铁做成的轮船能浮在水面上？钢铁做

成的潜水艇能在水中上浮和下潜呢？

引出课题：物体的浮沉条件及其应用

(设计意图：激发学生的学习兴趣和爱国情怀。)

学生观看视频：了解浮沉情况不同的浮力的应用，并思考问题。

二、合作探究，建构知识

（一）物体浮沉条件1．【演示实验】

（1）水槽中的瓶子处于什么状态？

（2）【猜一猜】一个大橙子和一个小西红柿同时放入水

中，会出现什么情况呢？

【想一想】是什么原因呢？

由此可知物体的浮沉可仅由所受的浮力决定的吗？

（3）把一个大土豆和刚才的橙子同时放入水中放手后如

观察、回答：悬浮。

猜测：橙子下沉，小西

红柿上浮。

观察发现：橙子上浮，

小西红柿下沉。

1.探究用F浮和G物的关系判断物体的浮沉

2、探究用ρ物与ρ液的关系判断物体的浮沉

3. 探究改变物右图。

【议一议】为什么土豆排开水的体积比橙子大，它反下沉

了呢？到底物体的浮沉取决于什么呢？

（设计意图：通过学生猜测和亲身感受引起认知冲

突，激发学生探究欲望。）

2．【受力分析】

请分析浸没在水中的上浮的橙子、悬浮的瓶子、下沉

的西红柿受力情况。

3．【归纳总结】师生共同总结物体的浮沉条件：比较浮力

与物质重力的关系

上浮F浮>G物漂浮F浮= G物

悬浮F浮= G物

下沉F浮< G物

【做一做】请将泡沫、木块、牙膏皮、小瓶、小西红柿、

铁块放入水中，上浮的物体有哪些，下沉的有哪些？并分

别放入两个烧杯中。

4．【自主分析与交流】一个实心物体浸没在液体中，你能

否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作

出判断？

【总结】上浮F浮 > G物ρ物 < ρ液

漂浮F浮 = G物ρ物 < ρ液

悬浮F浮= G物ρ物 = ρ液

下沉F浮< G物ρ物 > ρ液

【想一想】漂浮与悬浮有什么共同点与不同？

5．【设置跟踪练习】

把铁块放在水中时，铁块会；放在水银中

时铁块会；最终。

6．【实验探究、合作研讨】

【思维升华】—探究改变物体浮沉状态的方法

请利用桌上器材（气球、铁钉、注射器、纸杯等）改

小组讨论交流：橙子体

积大，V排就大，所受浮

力就大。

讨论交流：土豆V排大，

浮力大，其重力也大，

得出物体的浮沉应该有

F浮和G物共同决定的。

受力分析并交流：橙子

受到的浮力大于重力、

西红柿受到的浮力小于

重力、瓶子受到的浮力

等于重力。

（设计意图：通过学生

自主受力分析、归纳总

结浮沉条件，有利于学

生对知识的理解，同时

提升了学生的能力。）

动手实验观察并分类。

小组合作自主分析：

G物=m物g=ρ物gV物

F浮=ρ液g V排

根据浮力与重力的关系得

出物体密度与液体密度之

间的关系。

比较漂浮与悬浮的异同

点。共同点：在平衡力的

作用下静止不动；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。密

度关系也不同。

学以致用：解决问题巩

固新知。

小组讨论后再动手实

践。

展示成果：

（1）把牙膏皮做成船型

体的浮沉状态

的方法

变两烧杯中的物体的浮沉状态。

【引导总结】——改变物体的浮沉状态的方法 1．改

变浮力：改变V排、改变ρ液

2．改变重力

3．同时改变浮力和重力

现象释疑：为什么汤圆刚入锅时沉底的，煮熟了就浮到水面上了？

（设计意图：通过学生自主探究改变浮沉条件的方法，既为下面浮沉条件的应用作铺垫，又锻炼了学生的思

维。）（空心），就能浮在水面上，而且还能装载小西红柿。

（2）铁块放在纸杯里、或吹大的气球里。

（3）在烧杯里加适量的盐，鸡蛋会浮起来。(4)在泡沫上穿几颗钉子，泡沫就沉下去了。

(5)用注射器抽小西红柿中的汁水。

……

分析、解答：汤圆熟了时变成空心的，增大排开液体的体积，从而增大浮力。

（二）物体沉浮条件应用

1．轮船

工作原理

排水量

过渡：你能举出生活中应用这些改变浮沉条件的方法

的事物吗?

1．轮船

【以问求答】用密度比水大的钢铁制成的轮船是却

能浮在水面上，为什么?

利用学生展示的漂浮在水面的牙膏皮，可以把它看成

一个小船，大家能不能说出轮船工作原理是什么？

【引导总结】——轮船的工作原理：采用“空心”的

办法增大排开液体体积增大可以利用的浮力，使船漂浮在

水面。

【演示实验】标记水到牙膏

皮的位置为1，然后向里加入一

个小西红柿标记水到牙膏皮的位

置为2, 然后再向里加入一个小

西红柿标记水到牙膏皮的位置为

3……牙膏皮小船下沉到水底。

【问题导学、自主学习】看

来船还有一个运载能力的问题，实际是用什么来衡量船的

运载能力的？——引出排水量，追问：什么是排水量？

【跟踪典例剖析】一艘轮船排水量为2×10 4t。请问

它排开水的重力是多少?除此之外我们还可以计算出哪些

物理量来？总结：

搜集实例：轮船、潜水

艇、气球……

思考回答。

观察实验。

回答：排水量。

自主学习、回答问题：

轮船的大小是按排水量

来区分的，排水量是轮

船满载时的排开水的质

量（m排），它等于船的

质量和货物的质量之

和。

学以致用：分析解答。

2．密度计

3．潜水艇

探究潜水艇的工作原理

【演示实验】把牙膏皮小船放入密度为1.0×10 3㎏

/m3纯水中，标记水到牙膏皮的位置为S，然后再把它放入

密度为1.1×10 3㎏/m3盐水中，牙膏皮小船会有什么变

化?标记水到牙膏皮的位置为W。则W在S的____方。W、

S叫轮船的吃水线。

【想一想】一艘轮船从河里驶入海里，它受到的重

力。它受到浮力。它排开水的体

积。（填“变大”“变小”或不变）

2．密度计

【引导改装】S处可以标记为纯水的密度，W处可以

标记为盐水的密度，牙膏皮可以改装成测量什么量的装

置？这样把它改装成了密度计。

出示：密度计—可以直接测量液体密度的仪器。

【以问求答】1．工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮

力等于重力的原理制成的。

2．刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。

3．潜水艇

【合作探究】你能改变玻璃瓶的浮沉状态吗？

【播放动画】潜水艇的沉浮

（设计意图：学生通过

解决问题，提升对知识

的认识，同时锻炼运用

知识解决问题能力。）

交流、回答：会上浮一

些。

学生思考解答：不变、

不变、变小。

剖析易错点：轮船漂浮，

F浮= G物，G物不变，F浮

不变。

思考回答：测量液体密

度。

观察、思考、回答。

分组实验：先观察实验

器材潜水艇模型，再合

作实验。

交流方法：

1.当将注射器气体压入

玻璃瓶时，瓶内的水量

减少，瓶和瓶内的水的

重力变小， G＜F浮，球

将上浮。

2.当注射器将球内的气

体吸出时球内的水量增

多，球和球内的水的重

力变大 , G＞F浮，球下

沉。

观看课件，回答：

不变充水重轻

改变自身重力

4．气球和飞艇5．应用拓展

【问题导学】潜水艇在水下行驶过程中，它受到的浮

力大小，下潜时向水舱中，潜水艇逐渐变，

就逐渐潜入水中；上浮时，就用压缩空气将水舱中的水排

出一部分，使潜水艇变，从而上浮。潜水艇的潜水和

上浮是靠 __来实现的。

【总结】潜水艇的工作原理：潜水艇的上浮、下潜和

悬浮，靠改变自身的重力来实现的。

【拓展】鱼的浮沉：由潜水艇你想到什么动物，你能

说说鱼是通过什么方式来实现浮沉的？

【反馈训练】某潜水艇从水面上10m处一直下潜到

100m深的过程中，潜水艇受到水的压强将_____，浮力将

___；从长江潜行到东海浮力将____。

4．气球和飞艇

过渡：在空气中能实现浮沉吗？

【设置情境】出示一薄塑料袋，展开释放，塑料袋下

落；用嘴吹起塑料袋释放，塑料袋下落。

为什么不能升空?要想使它升空怎么办？

【模拟实验】利用塑料袋和酒精灯模拟热气球

让各小组同时释放。

【课堂奖励】把一“许愿灯”奖励送给“热气球”升

高的最高的小组。

【归纳总结】气球和飞艇工作原理：

ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。

（设计意图：通过丰富多彩的探究活动，培养学生的

动手能力、激发学习兴趣，使学生勇于探究日常用品或器

件的物理原理,具有将科

学技术应用于日常生活、

社会中的意识。）

（1）打捞沉船

介绍方法:将几个充

交流：通过鱼鳔的涨缩，

改变排开水的体积，从

而改变浮力与重力的关

系。

思考解答：变大、不变、

变大。

回答：能、气球和飞艇

能实现浮沉。

观察、思考回答：往里

充密度小的氢气或加热

里面的空气。

小组合作模拟实验：

【想想议议】

1．要使充了氦气、升到

空中的气球落回地面，可

采用什么办法？

2．要使热气球落回地面，

可采用什么办法？

交流、回答：浮筒中水

排出后重力大大减少，

浮力却没有减少，即使

拴上沉船也是

F浮>G，因此能浮上水面。

交流盐水选种的道理：饱

满种子的密度要大于盐水

的密度而下沉。

交流、回答。

【板书设计】

第三节 物体的浮沉条件及应用

一．物体的浮沉条件：

上浮F 浮＞G 物 漂浮 F 浮 = G 物

悬浮F 浮=G 物

下沉F 浮＜G 物 最终沉底 二．应用

1．轮船：把物体作为“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。

2．密度计

3．水艇：依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。

4．气球和飞艇：ρ气＜ρ空气，使它受到的F 浮＞G 物而升空。

【教学反思】

一、教案的“亮点”

1、本节课教学设计思想是源于生活、激发兴趣，创设情境、引发冲突，动手实践、体验探究，学以致用。

2．以学生自主探究为主线展开教学，实验器材充分、目的明确，能让学生通过丰富多彩的探究活动，使学生大胆实践、勇于创新，学生的创新精神和探究能力得到了锻炼，激发学生的学习积极性，能让学生在自主探究和合作交流中提升对知识的认识，真正发挥了学生的正常思维潜能，激发了学生对自然科学的探究，培养了学生探究意识、动手能力和团结协作的精神，更重要是培养了学生的创新意识。

二、教学中易出现的问题

1、由于对学生自主动手实验学习能力信心不足，仍不敢对学生全面放手，教师在学生自主探究实验活动中时时不放心,这不利于学生自主探究能力和创新能力的培养。部分学生教学的参与度不够，学生的动手能力也比较弱，要多鼓励学生，对于学生的困难，给予及时的辅导。

2、活动和实验的目的是为了帮助学生更好地理解知识，所以活动和实验要注意其有效性和可参与性，还要注意留给学生足够的思考、讨论和交流的时间，也是一堂课成功的关键。

附件1 【课堂检测】

1、排水量为一百吨的轮船在河水中航行，满载时船及所装的货物共重 N 受到河水的浮力是 N.如果河水密度为ρ水= 1.0×103kg/m3，船排开河水的体积是m3。（g=10N/Kg）

2、将一支密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，如图所

示。若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受浮力分

别为F甲、F乙，则ρ甲ρ乙F甲F乙。

3、某潜水艇从长江潜行（在水面下航行）到东海某地执行任务. 若它悬浮在江面下所受重力、浮力分别为G1、F1，悬浮在海面下所受重力、浮力分别为G2、F2，则：G1___ G2，F1___ F2（填“大于”、“等于”或“小于”）

4、下列说法正确的是（）

A.浮力等于重力，一定悬浮

B.浮力等于重力，一定漂浮

C.物体在水中上浮，在没有露出水面之前浮力不变

D.在水中匀速下沉的物体重力大于浮力

附件2【作业思考题】

1、曹冲称象运用了的方法，巧妙地测出了大象的体重。他运用的与浮力有关的知识：（1）；（2） _____。

2、如图所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上

浮、乙悬浮、丙下沉，在甲露出水面之前，关于它们所受浮力的说法正

确的是（）

A.甲受到的浮力大

B.乙受到的浮力大

C.丙受到的浮力大

D.甲、乙、丙受到的浮力一样大

3、如图所示，潜艇甲和渔船乙均由河里驶入海中。它们所受到的浮力变化情况是( ) A．甲、乙均不变

B．甲不变，乙变大

C．甲变大，乙不变

D．甲、乙均变大