《物體浮沉條件的應用》教案多媒體課件、大試管、鉆有兩個小孔的橡皮塞、短玻璃管、軟膠管、注射器、鐵絲、水槽、水、氦氣球、普通氣球。一、情景導入多媒體播放視頻《浮沉子的制作》。(視頻詳見教學課件)物體浮沉條件在生活中其實有很多應用，視頻中的制作浮沉子就是其中的應用之一，那么除了制作浮沉子還有哪些應用呢？今天就讓我們一起來學習物體浮沉條件的應用。二、合作探究“空心法”增大浮力eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒體展示))如圖甲所示，木頭漂浮在水面上，從密度角度來講，是因為木頭的密度小于水的密度。如果將其挖成空心，則其自身重力變小，可載貨物重力增加。后來人們發明了船(如圖乙所示)，就是利用“空心法”來增大浮力的。如圖丙所示為紀念鄭和下西洋600周年發行的郵票，1405年鄭和下西洋時乘坐的木船，長約147m，是當時世界上最大的木船。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))輪船eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒體展示))橡皮泥的密度大于水的密度，直接將實心橡皮泥放入水中，它會下沉。如果將橡皮泥做成小船狀，橡皮泥所受的重力不變，但是排開水的體積增加，故受到的浮力增大，所以就能夠承載更多的重物漂浮在水面上，如圖所示。輪船就是根據這個道理制造的。eq\o(\s\up7(),\s\do5(知識延伸))排水量：輪船的大小通常用排水量來表示。排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質量。潛水艇eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示實驗))如圖所示，取一支大試管，用一個鉆有兩個小孔的橡皮塞塞緊管口，在兩個小孔中各插入一根短玻璃管，并在玻璃管上分別接上一根長度適當的軟膠管，其中一根膠管和注射器相連，另一根膠管只需當試管水平浮在水面時，管口能沒入水面以下即可。為使試管能水平浮在水面，可在試管的底部繞幾圈鐵絲，作為配重，使它平衡。將試管放入大玻璃水槽內，使它水平浮于水面。用注射器從試管中抽氣，試管內的水就增多，試管下沉；往試管內壓氣，試管內的水就減少，試管上浮。eq\o(\s\up7(),\s\do5(歸納總結))當注射器從試管中抽氣時，試管內的水增多，此時試管的總重力增加，當其受到的重力大于浮力時，便會下沉；當其受到的重力等于浮力時，便會懸浮在水中；當注射器向試管中壓氣時，試管內的水減少，此時試管的總重力減小，當其受到的重力小于浮力時，便會上浮。因此試管能夠上浮或下沉是依靠改變自身的重力來實現的。潛水艇就是根據這個道理制造的。氣球和飛艇eq\o(\s\up7(),\s\do5(演示實驗))釋放一個氦氣球，氦氣球上浮至天花板?，F場吹一個氣球，扎緊口并松手，氣球降至地面。eq\o(\s\up7(),\s\do5(提出問題))兩個氣球都受浮力嗎？為什么一個上浮，另一個下降呢？如何才能讓氣球浮在空中？eq\o(\s\up7(),\s\do5(多媒體展示))如圖甲、乙所示，節日放飛的氣球、攜帶氣象儀的高空探測氣球，里面充的是密度小于空氣的氣體，例如氦氣或氫氣等。如圖丙所示，體育、娛樂活動用的熱氣球，充的是被燃燒器加熱而體積膨脹的熱空氣。為了能定向航行而不隨風飄蕩，人們還制成了飛艇：在大氣囊下面裝了帶螺旋槳的發動機和載人、裝貨的吊籃，如圖丁所示。eq\o(\s\up7(),\s\do5(甲))eq\o(\s\up7(),\s\do5(乙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丙))eq\o(\s\up7(),\s\do5(丁))eq\o(\s\up7(),\s\do5(歸納總結))氣球和飛艇的升降原理：利用里面充的氣體的密度小于空氣的密度，產生的浮力大于自身的重力來升空；利用減小浮力來下降。第3節物體的浮沉條件及應用第2課時物體浮沉條件的應用eq\a\vs4\al(浮沉條件,的應用)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(輪船\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(空心法：目的是增大可以利用的浮力,排水量)),\a\vs4\al(潛水艇：原理是改變自身重力實現上浮和下潛),氣球和飛艇：原理是ρ充氣<ρ空氣))完成對應課時內容。本節課的教學是圍繞著“密度大的物體是如何實現漂浮或懸浮”這個問題進行的。上節課由阿基米德原理公式的變形得到物體浮沉與密度的關系之后，這節課提出如何利用物體浮沉條件制作其他物品，學生自然會想到減小密度的方法。通過對密度公式的分析得出輪船和潛艇的浮沉原理。這樣的安排，使探究點之間過渡自然，層層遞進，利于學生接受。據此得到“空心”這一實現密度大的物體漂浮或懸浮的重要方法，最后我們還共同探討了氣球和飛艇的升降原理，更好地培養了學生學習知識的能力，提高了動手的能力。課后·知能演練基礎鞏固1.小京洗水果時,發現體積較小的柑橘漂浮在水面上,而體積較大的杧果卻沉在水底,如圖所示。下列說法正確的是()A.柑橘的密度大于杧果的密度B.柑橘受到的浮力等于杧果受到的浮力C.柑橘受到的浮力大于它受到的重力D.柑橘受到的重力小于杧果受到的重力2.如圖所示,A、B、C三個體積相同的小球,放在液體中靜止,它們受到的浮力大小分別為FA、FB、FC,則()A.FA>FB>FC B.FA<FB<FCC.FA=FB>FC D.FA=FB<FC3.2024年5月1日8時許,我國第三艘航空母艦福建艦從上海江南造船廠碼頭解纜啟航,赴相關海域開展首次航行試驗。如圖所示,當航母從長江內港被拖曳船拖入海洋時()A.艦體略上浮,受到浮力不變B.艦體略上浮,受到浮力變大C.艦體略下沉,受到浮力不變D.艦體略下沉,受到浮力變大4.在一次訓練中,某潛水艇從長江基地潛行進入東海,該潛水艇在江水中懸浮時受到的浮力是F1,在東海中懸浮時受到的浮力是F2,已知江水密度小于海水密度,則()A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1<F2 D.無法判斷5.物理實踐活動中,小明自制了一個體積為50cm3的潛水艇模型,如圖所示。下列說法正確的是()A.潛水艇模型懸浮在水中時受到的浮力為5NB.潛水艇模型是通過改變所受的浮力實現浮沉的C.將注射器向左推,圖中懸浮的潛水艇模型上浮D.潛水艇模型在水面下下潛的過程中受到的浮力增大6.一密度為0.6×103kg/m3、體積為2.5dm3的木塊,放入水中靜止后,木塊受到的浮力是N。要使這個木塊浸沒在水中,必須對它施加N的壓力。(g取10N/kg)

能力提升7.如圖所示,將同一支密度計先后放入甲、乙兩個盛有不同液體的容器中,若兩容器內的液體密度分別為ρ甲、ρ乙,密度計受到的浮力分別為F甲、F乙,則下列大小關系正確的是()A.ρ甲<ρ乙,F甲=F乙 B.ρ甲<ρ乙,F甲>F乙C.ρ甲=ρ乙,F甲>F乙 D.ρ甲>ρ乙,F甲=F乙8.現有甲、乙、丙三個實心小球,測得其質量—體積圖像如圖所示(g取10N/kg)。已知水的密度為1g/cm3,下列說法正確的是()A.丙球靜止時將在水中漂浮B.浸沒時丙球所受的浮力大小為0.03NC.甲球的密度小于丙球的密度D.乙球靜止時將在水中漂浮9.放在同一水平桌面上的甲、乙兩個相同的容器盛有質量相等的不同液體,現將兩個相同的物塊分別放入兩容器中,靜止時兩物塊所處的位置如圖所示。下列說法正確的是()A.甲容器中的物塊受到的浮力較大B.乙容器中的物塊受到的浮力較大C.甲容器對水平桌面的壓強較大D.兩個容器底部受到的液體壓強相等10.如圖所示,質量為120g的柑橘漂浮在水面上,有110的體積露出水面,g(1)柑橘受到的浮力大小是多少?(2)柑橘的密度是多少?思維拓展11.(2024·北京中考)(多選)圖甲為一彩球“溫度計”,其密閉玻璃容器內裝有一種特殊液體,隨著溫度升高,這種液體的密度會減小。液體中有5個掛有溫度標牌的彩球,彩球的體積(包括標牌)相等,其熱脹冷縮可以忽略。當有彩球懸浮時,懸浮的彩球標牌上的溫度值就是所測得的當前環境溫度。圖乙為這個溫度計的示意圖,編號為4的彩球標牌所標溫度值為22℃,相鄰編號的彩球標牌上的溫度值間隔為2℃。下列說法正確的是()A.彩球4在22℃時所受浮力大于18℃時所受浮力B.當環境溫度處于該溫度計可測得的最低溫度時,5個彩球均漂浮C.若有2個彩球漂浮,3個彩球沉底,則環境溫度t滿足24℃<t<26℃D.要增大該溫度計能測得的最高溫度,可增加一個與彩球1體積相等、質量更小的彩球參考答案【課后·知能演練】1.D2.C3.A4.C5.C6.15107.A8.D9.D10.(1)1.2N(2)900kg/m3解析(1)由于柑橘漂浮在水面上,根據物體浮沉條件,柑橘受到的浮力F浮等于其重力G,所以浮力為F浮=G=mg=120×10-3kg×10N/kg=1.2N。(2)根據阿基米德原理可知,柑橘排開水的體積為V排=F浮ρ水g=1.2N1×1柑橘110的體積露出水面,那么柑橘在水中的體積就是總體積的9因此,柑橘的總體積為V=V排910=109V排=109×1.2×10-4m3=4由公式ρ=m得柑橘的密度為ρ=mV=120×1011.CD解析由題意知,液體的溫度升高時,其密度變小,原來懸浮的小球因液體的溫度升高而下沉,4號彩球標牌所標溫度值為22℃,則5號、3號、2號、1號彩球應標20℃、24℃、26℃、28℃。22℃大于18℃,液體在22℃時密度小,等于4號彩球的密度,4號彩球懸浮,浮力等于重力;18℃時液體密度大于4號彩球的密度,4號彩球漂浮,浮力等于重力,所以4號彩球在22℃時所受浮力等于18℃時所受浮力,故A錯誤。由于液體的密度隨著環境溫度的降低會增大,有更多的彩球能漂浮,所以當環境溫度處于該