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文檔簡介
浮力復習課教案?一、教學目標1.知識與技能目標學生能夠系統地回顧浮力的概念、產生原因、計算方法(阿基米德原理、稱重法等)以及物體的浮沉條件。熟練運用相關知識解決浮力的各類計算問題和實際應用問題,如判斷物體的浮沉狀態、計算浮力大小、分析物體在液體中受力情況等。2.過程與方法目標通過對浮力知識的梳理和總結,培養學生的歸納總結能力和邏輯思維能力。通過典型例題的分析和解答,引導學生掌握解題思路和方法,提高學生運用物理知識解決實際問題的能力。3.情感態度與價值觀目標培養學生嚴謹的科學態度和勇于探索的精神,激發學生學習物理的興趣。讓學生體會物理知識與生活實際的緊密聯系,增強學生運用物理知識解決實際問題的意識。
二、教學重難點1.教學重點浮力的概念、產生原因、阿基米德原理和物體的浮沉條件。浮力相關的計算,包括根據已知條件選擇合適的公式進行計算,以及受力分析在浮力問題中的應用。2.教學難點對物體浮沉條件的深入理解和靈活運用,尤其是物體在液體中處于懸浮或漂浮狀態時的受力分析和相關計算。解決綜合性較強的浮力問題,能夠將浮力知識與其他力學知識(如重力、二力平衡等)相結合,進行全面的分析和解答。
三、教學方法1.講授法:系統地講解浮力的重點知識,包括概念、原理、規律等,確保學生對基礎知識有清晰的理解。2.討論法:組織學生對一些典型的浮力問題進行討論,鼓勵學生積極思考、發表自己的見解,培養學生的合作學習能力和思維能力。3.練習法:通過適量的練習題,讓學生鞏固所學的浮力知識,提高解題能力。在練習過程中,及時反饋學生的學習情況,針對學生存在的問題進行有針對性的講解。
四、教學過程
(一)知識回顧1.浮力的概念教師引導學生回顧浮力的定義:浸在液體(或氣體)中的物體受到液體(或氣體)向上托的力叫做浮力。提問學生浮力的施力物體和受力物體分別是什么,讓學生明確浮力的施力物體是液體(或氣體),受力物體是浸在其中的物體。2.浮力的產生原因展示一個正方體浸沒在液體中的模型,分析正方體各個面受到液體的壓力情況。講解浮力產生的原因是物體上下表面受到液體的壓力差,即$F_{浮}=F_{向上}F_{向下}$。通過簡單的例子,如一塊木板漂浮在水面上,讓學生分析木板受到的浮力是如何產生的,加深對浮力產生原因的理解。3.阿基米德原理回顧阿基米德原理的內容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開液體所受的重力。公式表示為$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$。強調公式中各個物理量的含義:$\rho_{液}$是液體的密度,$g$是重力加速度,$V_{排}$是物體排開液體的體積。舉例說明如何應用阿基米德原理計算浮力,如一個石塊浸沒在水中,已知石塊的體積,求石塊受到的浮力。讓學生根據阿基米德原理公式進行計算,鞏固對原理的應用。4.物體的浮沉條件展示不同狀態下物體在液體中的浮沉情況(漂浮、懸浮、下沉),引導學生分析物體在各種狀態下的受力情況。總結物體的浮沉條件:當$F_{浮}>G$時,物體上浮,最終漂浮,此時$F_{浮}=G$。當$F_{浮}=G$時,物體懸浮。當$F_{浮}<G$時,物體下沉。通過具體的例子,如一個雞蛋放在清水中下沉,放入鹽水中漂浮,讓學生分析雞蛋在不同液體中浮沉狀態變化的原因,進一步理解物體的浮沉條件。
(二)典型例題分析1.類型一:浮力大小的計算例1:一個體積為$0.05m^{3}$的物體,浸沒在水中,求它受到的浮力。分析:已知物體浸沒在水中,$V_{排}=V_{物}=0.05m^{3}$,水的密度$\rho_{水}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$,根據阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可計算浮力。解答:$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}=1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg×0.05m^{3}=500N$。例2:用彈簧測力計稱得一石塊重$5N$,將石塊全部浸沒在水中,彈簧測力計的示數為$3N$,求石塊受到的浮力。分析:根據稱重法$F_{浮}=GF_{示}$,已知石塊的重力$G=5N$,彈簧測力計的示數$F_{示}=3N$,可求出浮力。解答:$F_{浮}=GF_{示}=5N3N=2N$。總結:計算浮力大小的方法有阿基米德原理和稱重法,要根據題目所給條件選擇合適的方法進行計算。2.類型二:物體浮沉狀態的判斷例3:一個質量為$0.6kg$的木塊,放入水中靜止時,有$\frac{3}{5}$的體積露出水面,求木塊的密度和木塊受到的浮力。分析:因為木塊漂浮,所以$F_{浮}=G$,根據$G=mg$可求出木塊的重力,進而得到浮力。再根據阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$,可求出木塊排開水的體積,結合已知條件求出木塊的體積,最后根據$\rho=\frac{m}{V}$求出木塊的密度。解答:木塊的重力$G=mg=0.6kg×10N/kg=6N$。因為木塊漂浮,所以$F_{浮}=G=6N$。由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可得,$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{6N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=6×10^{4}m^{3}$。已知有$\frac{3}{5}$的體積露出水面,則$V_{排}=(1\frac{3}{5})V_{木}$,所以$V_{木}=\frac{V_{排}}{1\frac{3}{5}}=\frac{6×10^{4}m^{3}}{\frac{2}{5}}=1.5×10^{3}m^{3}$。木塊的密度$\rho_{木}=\frac{m}{V_{木}}=\frac{0.6kg}{1.5×10^{3}m^{3}}=0.4×10^{3}kg/m^{3}$。例4:一個實心小球,質量為$0.4kg$,體積為$5×10^{4}m^{3}$,將它放入水中,靜止時小球受到的浮力是多大?($g$取$10N/kg$)分析:先根據$\rho=\frac{m}{V}$求出小球的密度,與水的密度比較,判斷小球在水中的浮沉狀態,再根據浮沉狀態計算浮力。解答:小球的密度$\rho_{球}=\frac{m}{V}=\frac{0.4kg}{5×10^{4}m^{3}}=0.8×10^{3}kg/m^{3}$。因為$\rho_{球}<\rho_{水}$,所以小球在水中漂浮,$F_{浮}=G=mg=0.4kg×10N/kg=4N$。總結:判斷物體的浮沉狀態,可以通過比較物體的密度與液體的密度來進行。當$\rho_{物}<\rho_{液}$時,物體漂浮;當$\rho_{物}=\rho_{液}$時,物體懸浮;當$\rho_{物}>\rho_{液}$時,物體下沉。然后根據物體的浮沉狀態確定浮力的大小。3.類型三:綜合應用例5:如圖所示,一個底面積為$S=200cm^{2}$的圓柱形容器,裝有適量的水。將一個質量為$m=0.6kg$的物體A放入水中,物體A漂浮在水面上,此時水面上升了$h=3cm$。求:物體A受到的浮力。物體A的密度。若將物體A放入另一種液體中,物體A有$\frac{1}{5}$的體積露出液面,求這種液體的密度。分析:對于(1),根據物體漂浮時$F_{浮}=G$可求出浮力。對于(2),根據阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$求出物體A排開水的體積,再結合物體漂浮時$V_{排}$與$V_{物}$的關系求出物體A的體積,最后根據$\rho=\frac{m}{V}$求出物體A的密度。對于(3),根據物體在另一種液體中漂浮時$F_{浮}=G$,以及阿基米德原理$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,結合已知條件求出液體的密度。解答:物體A受到的浮力$F_{浮}=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N$。由$F_{浮}=\rho_{水}gV_{排}$可得,$V_{排}=\frac{F_{浮}}{\rho_{水}g}=\frac{6N}{1.0×10^{3}kg/m^{3}×10N/kg}=6×10^{4}m^{3}$。因為物體A漂浮,所以$V_{排}=(1\frac{1}{5})V_{物}$,則$V_{物}=\frac{V_{排}}{1\frac{1}{5}}=\frac{6×10^{4}m^{3}}{\frac{4}{5}}=7.5×10^{4}m^{3}$。物體A的密度$\rho_{A}=\frac{m}{V_{物}}=\frac{0.6kg}{7.5×10^{4}m^{3}}=0.8×10^{3}kg/m^{3}$。物體A在另一種液體中漂浮,$F_{浮}=G=6N$,此時$V_{排液}=(1\frac{1}{5})V_{物}=6×10^{4}m^{3}$。由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排液}$可得,$\rho_{液}=\frac{F_{浮}}{gV_{排液}}=\frac{6N}{10N/kg×6×10^{4}m^{3}}=1.0×10^{3}kg/m^{3}$。例6:如圖所示,一個邊長為$a=10cm$的正方體木塊,放入底面積為$S=150cm^{2}$、高為$h=20cm$的圓柱形容器中,木塊底部距容器底部的距離為$b=5cm$,向容器中緩慢倒入某種液體,當液體深度為$H=15cm$時,木塊剛好漂浮。求:木塊的重力。液體的密度。分析:對于(1),先求出木塊排開液體的體積,根據阿基米德原理求出木塊受到的浮力,因為木塊漂浮,所以浮力等于重力。對于(2),根據木塊漂浮時浮力等于重力,結合阿基米德原理公式求出液體的密度。解答:木塊排開液體的體積$V_{排}=a^{2}(Hb)=(0.1m)^{2}×(0.15m0.05m)=1×10^{3}m^{3}$。木塊受到的浮力$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$,此時木塊漂浮,$F_{浮}=G$。由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可得,$G=F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$。當液體深度為$H=15cm$時,木塊剛好漂浮,此時木塊排開液體的體積為$V_{排}=a^{2}(Hb)$,代入數據可得:$G=\rho_{液}gV_{排}=\rho_{液}×10N/kg×1×10^{3}m^{3}$。又因為木塊的邊長為$a=10cm$,所以木塊的體積$V=a^{3}=(0.1m)^{3}=1×10^{3}m^{3}$,木塊的重力$G=mg=\rho_{木}gV$。設液體的密度為$\rho_{液}$,當木塊漂浮時,$F_{浮}=G$,即$\rho_{液}gV_{排}=\rho_{木}gV$,可得:$\rho_{液}=\frac{\rho_{木}V}{V_{排}}$。木塊的重力$G=mg=\rho_{木}gV=\rho_{木}×10N/kg×1×10^{3}m^{3}$。由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可得,$G=F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}=\rho_{液}×10N/kg×1×10^{3}m^{3}$,所以$\rho_{液}=\frac{G}{gV_{排}}$。先求出木塊排開液體的體積$V_{排}=a^{2}(Hb)=(0.1m)^{2}×(0.15m0.05m)=1×10^{3}m^{3}$。假設木塊的密度為$\rho_{木}$,木塊的重力$G=mg=\rho_{木}gV=\rho_{木}×10N/kg×1×10^{3}m^{3}$。因為木塊漂浮,所以$F_{浮}=G$,即$\rho_{液}gV_{排}=\rho_{木}gV$,則$\rho_{液}=\frac{\rho_{木}V}{V_{排}}$。由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可得,$G=F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}=\rho_{液}×10N/kg×1×10^{3}m^{3}$,所以$\rho_{液}=\frac{G}{gV_{排}}$。先求出木塊排開液體的體積$V_{排}=a^{2}(Hb)=(0.1m)^{2}×(0.15m0.05m)=1×10^{3}m^{3}$。因為木塊漂浮,所以$F_{浮}=G$,即$\rho_{液}gV_{排}=\rho_{木}gV$,則$\rho_{液}=\frac{\rho_{木}V}{V_{排}}$。由$F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}$可得,$G=F_{浮}=\rho_{液}gV_{排}=\rho_{液}×10N/kg×1×10^{3}m^{3}$,所以$\rho_{液
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