初中物理粤沪版八年级下册3 研究物体的浮沉条件第1课时教案

9.3 研究物体的浮沉条件 第1课时

教学目标

【知识与技能】

1．知道物体的沉浮取决于浮力与重力的大小关系，理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用．

2．知道物体的沉浮与密度的关系．

3．了解浮沉的各种现象．

4．结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法．

【过程与方法】

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．

【情感、态度与价值观】

1．通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发兴趣和提高学生的思维方法．

2．初步建立应用科学知识的意识．

教学重难点

【重点】

物体的浮沉条件．

【难点】

综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件．

教学过程

知识点 物体的浮沉条件是什么

【自主学习】

阅读课本P94－95，完成以下问题：

物体在液体中的四种状态：漂浮、悬浮、下沉和上浮．

【合作探究】

演示物体的浮沉现象

1．将小木块浸没在水中，松手后，它将怎样运动？

答：小木块将上浮至水面．

2．将乒乓球浸没在水中，松手后，它将怎样运动？

答：乒乓球将上浮至水面．

3．将金属块浸没在水中，松手后，它将怎样运动？

答：金属块将下沉到水底．

探究一 让鸡蛋像潜艇一样浮沉

步骤一：把一个鸡蛋轻轻地放入浓盐水中，使鸡蛋处于漂浮状态（即停留在液面上，有一部分体积露出液面），如下图所示．

步骤二：然后将清水缓慢地倒入浓盐水中，并轻轻地搅拌．随着浓盐水密度的减小，鸡蛋排开液体的体积也随之增大，由漂浮状态慢慢变成悬浮状态（即鸡蛋全部浸没在水中，并可停留在液体里任何深度的地方）．

步骤三：继续倒入清水，鸡蛋下沉，如图甲所示；如再加入适量盐粒，鸡蛋重新又缓慢地上浮，如图乙所示．

1．鸡蛋在盐水中受到哪两个力的作用？

答：鸡蛋在盐水中受到重力和浮力的作用．

2．鸡蛋处于不同状态是由于哪个力发生了变化？

答：在向盐水中加水时鸡蛋受到重力不变，但由于盐水的密度减小，所以鸡蛋在盐水中受到的浮力减小．再向盐水中加盐时鸡蛋受到重力不变，但由于盐水的密度增大，所以鸡蛋在盐水中受到的浮力增大．

3．通过以上实验探究，我们可以得出什么结论？

（1）物体在液体中的沉浮取决于物体所受浮力和重力的大小．（2）通过改变重力或浮力的大小，可以改变物体的浮沉状态．（3）当F浮＞G时，物体上浮；当F浮＜G时，物体下沉；当F浮＝G时，物体处于悬浮或者漂浮状态．

4．悬浮与漂浮有何相同点和不同点？

答：相同点：都是一种静止的平衡状态，都满足F浮＝G物．不同点：（1）悬浮是指物体全部浸入液体中，这时物体所受的浮力是最大浮力，F浮＝ρ物gV物（V排＝V物）；漂浮指物体部分浸入，此时V排<V物，所受的浮力不是最大的．（2）漂浮条件是ρ液>ρ物，悬浮条件是ρ液＝ρ物．（物体为实心）

探究二 密度与物体浮沉的关系

1．上浮：由F浮>G可得：ρ液gV排>ρ物gV物，

因为V排＝V物，所以ρ液>ρ物．

2．下沉：由F浮<G可得：ρ液gV排<ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液<ρ物．

3．悬浮：由F浮＝G可得：ρ浮gV排＝ρ物gV物，因为V排＝V物，所以ρ液＝ρ物．

4．漂浮：由F浮＝G可得：ρ液gV排＝ρ物gV物，因为V排<V物，所以ρ液>ρ物．

5．总结：简单地说，浸在液体中的物体的浮和沉，取决于所受的浮力和重力的合力的情况．还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态．

探究三 对于浮沉条件的理解

1．ρ物是物体的密度（平均密度），而不是构成该物体的物质的密度．

2．由物体的沉浮情况可以判断物体重力与浮力的大小关系及物体密度与液体密度的大小关系，反过来由物体重力与浮力大小关系及物体密度与液体密度的大小关系也可以判断物体的浮沉情况．

3．求解某物体在液体中所受的浮力，首先要明确物体在液体中所处的状态，若漂浮或悬浮则浮力等于物体重力；若沉底则浮力应根据阿基米德原理求解．

探究四根据阿基米德原理和浮沉条件作出的有关推论

1．密度均匀的物体悬浮（或漂浮）在某液体中，若把物体切成大小不等的两块，则大块、小块仍都悬浮（或漂浮）．

2．漂浮在水中的冰或含有木块、蜡块等密度小于水的物体的冰，熔化成水后液面不变；若冰中含有铁块、石块等密度大于水的物体，冰熔化成水后液面下降．

3．漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体的密度就是液体密度的几分之几．

4．将漂浮物体全部浸入液体里，需加竖直向下的外力，且力的大小等于液体对物体的浮力的增量．

例题如图所示烧杯中盛有水，将一块冰放入水中，冰漂浮在水面，此时水面恰好与杯子口相平．则在冰块熔化的过程中（D）

A．将有水从烧杯中溢出

B．水面先下降后上升

C．烧杯中的水面会下降

D．水面始终与杯子口相平

解析由于冰漂浮于水面上，则F浮＝G冰，即ρ水gV排＝G冰…①，又因冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，G水＝G冰，即ρ水gV水＝G冰…②，由①②可得：ρ水gV排＝ρ水gV水，所以，V排＝V水，即冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积．所以，不会有水从烧杯中溢出，杯中水面也不会下降，始终与杯子口相平．

【教师点拨】

条件分析法：当影响浮力大小的两个因素都不相同时，不能根据单个影响因素来比较所受浮力的大小，这时可以先由浮沉条件分析出不同情况下的浮力与物体自身重力之间的大小关系，再比较浮力的大小．

【跟进训练】

1．如图所示，A、B两物体静止在水中，下列说法正确的是（C）

A．两物体受到的浮力一定相等

B．两物体受到的浮力不等，A物体受到的浮力大

C．两物体的密度不等，B物体的密度大

D．两物体的重力不等，B物体的重力大

2．重为15N的物体，浸没于装满水的容器中后，溢出了5×10－4m3的水．则此物体是（B）

A．浮在水面上B．沉到水底

C．悬浮在水中D．以上几种情况都有可能

3．质量相等的实心铝球和铁球放在水中，铁球受的浮力<铝球受的浮力；若把它们都放在水银中静止时，则铁球受的浮力＝铝球受的浮力．（均选填“＞”“＜”或“＝”）

课堂小结