第十章 第三节 浮沉条件及应用
学习目标
1．知识与技能
知道物体的浮沉条件；
知道浮力的应用
2．过程与方法
通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的；
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
初步认识科学技术对社会发展的影响。
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。
教学方法：实验探究法、演示讲授法
教学用具：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、多媒体课件。
学习过程
一、复习巩固
1.浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它________________________.这就是著名的阿基米德原理.用公式表示为F浮=_______=__________.
2.当物体浸没在液体中时,它排开液体的体积等于_________________.即V排=V物
3.当物体漂浮在液面上时,它排开液体的体积等于_________________________.
二、创设情境
[演示]：出示铁块和木块让学生观察发现它们体积相等。将体积相同的铁块和木块同时浸没在水中后松手。
[现象]：铁块沉入杯底而木块上浮最终浮在水面。
[提问]：为什么松手后铁块沉底而木块上浮？液体中，物体的浮沉取决于什么呢？
三、自主学习，合作探究   四、展示汇报
【自学指导】当把物体浸没在液体中时,物体受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力的作用,如图甲所示,是物体浸没在液体中时的受力情况.



当F浮>G物时,物体受到非平衡力的作用,物体上浮,会露出液面一部分体积,最终漂浮在液面上,如图乙所示.漂浮时:F浮=G物
当F浮=G物时,这两个力相互抵消,物体保持原来的静止状态,会悬浮在原来的位置,如图丙所示.悬浮时:F浮=G物
当F浮<G物时,物体受到非平衡力的作用,物体下沉,最终沉在底部,并受底部的支持力,如图丁所示.沉到底部时:F浮<G物
另外:物体的重力G物可表示为:G物=ρ物gV物,排开液体的重力G排可表示为G排=ρ液gV排,
又因F浮=G排,所以F浮=ρ液gV排,当物体浸没在液体中时,V物=V排,所以:
当F浮>G物时,即ρ液gV排>ρ物gV物,可得出ρ液>ρ物时,物体上浮,最终漂
浮在液面上.
当F浮=G物时,即ρ液gV排=ρ物gV物,可得出ρ液=ρ物时,物体悬浮在液体中.
当F浮<G物时,即ρ液gV排<ρ物gV物,可得出ρ液<ρ物时,物体下沉,最终沉在底部.
总结以上可以归纳得出物体浮沉的条件是:浸没在液体中的物体,(1)若G物<F浮或ρ物<ρ液,物体上浮.(2)若G物=F浮或ρ物=ρ液,物体悬浮.(3)若G物>F浮或ρ物>ρ液,物体下沉.
【自学指导】阅读课本上的内容,并回答下列问题:
从浮力的角度看,轮船采用了_______法增大浮力,从而使轮船漂浮在水面上.这种办法的好处是:比同体积的实心体重力______(填“大”或“小”),而且还可以使排开的水_____,所以受到的浮力比同体积的实心体受到的浮力_______(填“大”或“小”).
轮船的大小通常用________来表示.排水量就是轮船________时排开水的_________.如果一艘轮船,它的排水量是1×104t,在密度为1×103kg/m3的河水中航行,根据物体漂浮的条件(F浮=G物),它满载时排开河水的体积是___________m3,如果在密度为1.03×103kg/m3的海水中,所
排开的海水的体积比河水的体积______(填“大”或“小”),如果从河流驶入大海,它将_______一些(填“上浮”或“下沉”).
潜水艇两侧有______,向水舱中冲水时,潜水艇的重力逐渐_______,当潜水艇的重力等于它排开的水重力(即浮力)时,潜水艇可以_______在水中,当用压缩空气将水舱内的水排出一部分时,潜水艇的重力_______,从而使重力______浮力,而上浮.所以潜水艇是通过改变______________来实现上浮和下沉的.
气球里的气体密度_______空气的密度,这样在它的重力小于它排开的同体积的空气的重力(即浮力),所以能浮在漂浮在空中.当气球里的气体体积减小时,它排开空气的体
积减小,所受到的浮力减小,所以可以降到地面上.飞艇内冲入的也是密度较小的气体,也是通过改变自身的体积来改变浮力,从而实现上升和降落.
典型例题
例1.潜水艇在海水里匀速上浮过程中(未露出水面),下面说法中正确的是(    )
A 浮力变大,重力小于浮力     B 浮力不变,重力小于浮力
C 浮力不变,重
力等于浮力     D 浮力和重力同时变小,但浮力和重力始终相等
例2.一艘轮船满载时排开水的质量是2×107kg,船的自重是7×107N,它最多能装多少千克的货物?当它满载时,它浸入水中的体积是多少立方米?.(g=10N/kg)






拓展提升
1.煮饺子时你会发现这样的现象:把包好的饺子放入锅中,饺子会沉到底部,但过一会饺子会全部浮到水面上来,请你利用浮力的知识解释这一现象.


2.轮船的排水量是指轮船所排开水的质量.一艘轮船空载时排水为2600t,满载时排水量为5800t.则轮船自身的质量多大?该轮船最多
能装货物的质量是多少千克?

课后记：