人教版八年級(jí)物理（下冊(cè)）第十章浮力第3節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用（教學(xué)設(shè)計(jì)）課題10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用教材分析本節(jié)由“物體的浮沉條件”和“浮力的應(yīng)用”兩部分內(nèi)容構(gòu)成。本節(jié)教材是建立在第一節(jié)浮力和第二節(jié)阿基米德原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合第六章物體的密度、第八章二力平衡相關(guān)知識(shí)由學(xué)生通過觀察、分析得到物體的浮沉條件，并要求學(xué)生能運(yùn)用浮沉條件解釋生活中的相關(guān)現(xiàn)象。本節(jié)知識(shí)綜合性較強(qiáng)，難度較大，涉及應(yīng)用受力分析、力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系以及與浮力知識(shí)結(jié)合起來解決問題等。教學(xué)目標(biāo)物理觀念：知道物體的浮沉條件，了解輪船是怎樣浮在水面上的；了解浮沉的各種現(xiàn)象，規(guī)范描述各種浮沉狀態(tài)的語言。物理思維：能根據(jù)二力平衡條件和力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系描述物體的浮沉條件，并能通過改變物體所受的重力或浮力的大小，使物體在液體或氣體中處于不同的浮沉狀態(tài)。科學(xué)探究：通過探究，了解輪船、潛水艇、氣球、飛艇的浮沉原理?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：通過對(duì)輪船、潛水艇、氣球、飛艇的浮沉原理的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)的緊密聯(lián)系。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：物體在液體中下沉、懸浮和上浮時(shí)的條件教學(xué)難點(diǎn)：利用二力平衡以及浮力知識(shí)解釋輪船、潛水艇的工作原理教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)法、討論法、講授法教學(xué)準(zhǔn)備大水槽、小瓶（帶蓋，可密封）、木塊、鐵塊、燒杯、水、食鹽、雞蛋、橡皮泥、潛水艇模型?？诊嬃瞎?、彈簧測(cè)力計(jì)、溢水杯、小桶，不同的石塊、細(xì)線、水、多媒體課件教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課演示實(shí)驗(yàn)：大石塊和乒乓球同時(shí)浸沒在水中，松手后，哪個(gè)會(huì)浮起來，哪個(gè)會(huì)沉下去？請(qǐng)思考問題：為什么有的物體會(huì)上?。繛槭裁从械奈矬w會(huì)下沉？物體的浮與沉取決于什么條件？這節(jié)課我們通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)探究，引出課題：物體的浮沉條件。合作探究，推進(jìn)新課學(xué)習(xí)任務(wù)一：物體的浮沉條件演示實(shí)驗(yàn)：浮沉子的在水中的不同狀態(tài)提問：你還見到過哪些物體能夠在液體中上浮、懸浮、下沉？浸沒在液體中的物體都受浮力，為什么有的物體在液體中上浮，而有的物體可以懸浮在液體中，還有的物體在液體中卻下沉呢？小組合作任務(wù)：結(jié)合以下的問題，分析物體的浮沉條件=1\*GB3①物體受什么力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變？受什么力時(shí)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)改變？=2\*GB3②浸沒在液體中的物體受到哪幾個(gè)力的作用？師生共同分析：分析物體的浮沉條件：1、比較物體所受的重力G物和浮力F浮的關(guān)系=1\*GB3①浸沒在液體中的物體受到重力（G物）和浮力（F?。﹥蓚€(gè)力的作用。=2\*GB3②根據(jù)力的運(yùn)動(dòng)的關(guān)系分析得出：當(dāng)F?。綠物時(shí)，物體上浮漂浮F′?。紾物；當(dāng)F?。紾物時(shí)，物體懸?。划?dāng)F?。糋物時(shí)，物體下沉。2、比較物體的密度ρ物與液體的密度ρ液的關(guān)系研究條件：實(shí)心物體浸沒在液體中，受重力和浮力浮力：F浮＝ρ液gV排；重力：G＝ρ物gV物；V排＝V物當(dāng)F?。糋物時(shí)，ρ液gV排＜ρ物gV物，即ρ液＜ρ物，物體下沉當(dāng)F?。綠物時(shí)，ρ液gV排＞ρ物gV物，即ρ液＞ρ物，物體上浮當(dāng)F?。紾物時(shí)，ρ液gV排＝ρ物gV物，即ρ液＝ρ物，物體懸浮學(xué)生實(shí)驗(yàn)：完成課本第57頁“想想做做”鹽水浮雞蛋思考問題：為什么雞蛋在清水中下沉而在濃鹽水中能夠懸浮、漂浮？（從力的關(guān)系和密度的關(guān)系回答問）【及時(shí)反饋1】1．在家庭實(shí)驗(yàn)中，小明用同一水平桌面上三個(gè)完全相同的杯子，裝入配制好的不同密度的鹽水，雞蛋在三杯液體中呈現(xiàn)出如圖三種狀態(tài)，已知三個(gè)杯中放入雞蛋后的液面相平，三種情況下，各物理量間的關(guān)系正確的是（雞蛋質(zhì)量不變）（）A．三圖中液體的密度ρ甲＞ρ乙＞ρ丙 B．同一雞蛋受到的浮力F甲＜F乙＜F丙 C．三容器對(duì)桌面的壓力F甲'＜F乙'＝F丙' D．容器底受到液體的壓強(qiáng)p甲＜p乙＜p丙【解答】解：由圖可知，雞蛋在甲、乙、丙杯中分別處于下沉、懸浮、漂浮狀態(tài)，A、根據(jù)浮沉條件可知：物體下沉?xí)rρ甲＜ρ物，物體懸浮時(shí)ρ乙＝ρ物，物體漂浮時(shí)ρ丙＞ρ物，所以ρ甲＜ρ乙＜ρ丙，故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)浮沉條件可知：物體下沉?xí)rF甲?。糋物，物體懸浮時(shí)F乙?。紾物，物體漂浮時(shí)F丙?。紾物，所以F甲＜F乙＝F丙，故B錯(cuò)誤；C、由圖可知：甲、乙、丙，三種情況下杯子里的液體的體積V甲＝V乙＜V丙，則根據(jù)G＝mg＝ρVg可知：G甲＜G乙＜G丙，由于雞蛋和容器是相同的，根據(jù)F＝G液+G雞蛋+G容器可知：容器對(duì)桌面的壓力F甲′＜F乙′＜F丙′，故C錯(cuò)誤；D、由圖可知：甲、乙、丙，三種情況下杯子里的液體深度相同，根據(jù)p＝ρgh可知：p甲＜p乙＜p丙，故D正確。故選：D。學(xué)習(xí)任務(wù)二：物體浮沉條件的應(yīng)用學(xué)生實(shí)驗(yàn)：完成課本第58頁“想想做做”（1）把橡皮泥直接放入水中，橡皮泥在水下沉。問：為什么？（橡皮泥的密度比水大）（2）討論：怎樣讓橡皮泥漂浮在水面上？（指導(dǎo)學(xué)生把橡皮泥做成小船，并裝載“貨物”）（3）為什么把橡皮泥做成小船就能使它漂浮在水面？（做成“空心”，增大了可利用浮力）問題：輪船是用鋼鐵制成的，鋼鐵的密度大于水，怎樣用沉重而堅(jiān)硬的鋼鐵制成可以承載那么多貨物的船呢？師生共同分析：1、輪船（1）工作原理：將鋼鐵做制成空心的輪船，可以排開更多的水，漂浮在水面上。（2）排水量（m排）：輪船滿載時(shí)排開水的質(zhì)量：F?。絤排g而F浮＝G∴m船＋m貨＝m排老師：潛水艇能潛入水下航行，進(jìn)行偵察和襲擊，是一種很重要的軍事艦艇，它是怎樣實(shí)現(xiàn)上浮和下潛的呢？演示實(shí)驗(yàn)：演示潛水艇在水中上浮和下潛的過程師生共同分析：2、潛水艇工作原理：靠改變自身重力上浮和下潛。模擬潛水艇：用注射器向密封的瓶?jī)?nèi)打起，將瓶?jī)?nèi)的水排出，瓶向上浮起演示實(shí)驗(yàn)：釋放一個(gè)氦氣球，氣球上浮至天花板?，F(xiàn)場(chǎng)吹一個(gè)氣球，扎緊口并松手，氣球降至地面。問題：這兩個(gè)氣球都受浮力嗎？為什么一個(gè)上浮，另一個(gè)下降呢？教師：介紹熱氣球和飛艇的發(fā)展歷程師生共同分析：3、氣球與飛艇內(nèi)部充有小于空氣密度的氣體工作原理：靠空氣浮力升空教師介紹密度計(jì)的構(gòu)造4、密度計(jì)（1）工作原理：密度計(jì)是利用物體的漂浮條件原理制成的，放在一般液體中都處于漂浮狀態(tài)。（2）特點(diǎn)：浸入的越深，密度越小?？潭忍攸c(diǎn)：上大下小，刻度不均勻【及時(shí)反饋2】2．為震懾臺(tái)獨(dú)分子，中國(guó)人民解放軍在2022年8月4日12時(shí)至7日12時(shí)進(jìn)行重要軍事演訓(xùn)行動(dòng)，并組織實(shí)彈射擊。如圖為兩艘055型萬噸（滿載排水量達(dá)上萬噸）遠(yuǎn)洋導(dǎo)彈驅(qū)逐艦正在海上航行。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．驅(qū)逐艦受到的浮力方向始終豎直向上 B．驅(qū)逐艦滿載時(shí)的總質(zhì)量達(dá)上萬噸 C．發(fā)射導(dǎo)彈后，驅(qū)逐艦會(huì)上浮一些 D．發(fā)射導(dǎo)彈后，驅(qū)逐艦所受浮力不變【解答】解：A、驅(qū)逐艦所受浮力的方向是豎直向上，故A正確；B、滿載時(shí)的排水量指的是滿載時(shí)驅(qū)逐艦排開水的質(zhì)量，根據(jù)漂浮條件和阿基米德原理得F?。紾船＝G排，由G＝mg知m船＝m排，由于滿載排水量達(dá)上萬噸，所以滿載時(shí)的總質(zhì)量也達(dá)上萬噸，故B正確；CD、原來驅(qū)逐艦處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力等于總重力，發(fā)射導(dǎo)彈后，重力變小，此時(shí)的浮力大于重力，故驅(qū)逐艦會(huì)上浮一些，最后驅(qū)逐艦仍處于漂浮狀態(tài)，因總重力變小，所以靜止時(shí)驅(qū)逐艦所受浮力變小，故C正確，D錯(cuò)誤。故選：D?；貞浾n堂，進(jìn)行小結(jié)結(jié)合板書，進(jìn)行本節(jié)課小結(jié)，最后進(jìn)行課堂檢測(cè)觀看、聆聽、思考、猜想提出自己的觀點(diǎn)參與演示、觀察、思考討論，交流思考分類辨析探究密度對(duì)浮沉條件的影響做好筆記完成“想想做做”，回答問題。完成“想想做做”，回答問題。分析、討論觀看、思考并回答問題。閱讀、實(shí)驗(yàn)、討論并回答問題聯(lián)系實(shí)際從生活走向物理，激發(fā)學(xué)生求知欲初步形成下沉、上浮、懸浮等概念通過復(fù)習(xí)運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，學(xué)習(xí)物體的浮沉條件體驗(yàn)物體浮沉狀態(tài)與浮沉條件的關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)遷移過度到解釋生活中應(yīng)用浮力的現(xiàn)象解釋學(xué)習(xí)潛水艇上浮和下潛的原理。學(xué)習(xí)氣球、飛艇利用空氣浮力有關(guān)內(nèi)容。課堂檢測(cè)1．如圖所示，兩個(gè)質(zhì)量相等的實(shí)心球A、B靜止在水中，則（）A．兩球受到的浮力不等，A球受到的浮力大 B．兩球的密度不等，A球的密度大 C．B球的體積一定小于A球 D．B球的體積可能大于A球【解答】解：A、A漂浮，浮力等于重力，B懸浮，浮力等于重力，又因?yàn)锳、B的質(zhì)量相等，所以重力相等，可知A、B所受的浮力相等，故A錯(cuò)誤；BCD、由A知，A、B受到的浮力相等，由F浮＝ρ水gV排可知，A、B排開水的體積相等，因?yàn)锳沒有完全浸沒，B完全浸沒，所以A球的體積大于B球的體積，又因?yàn)閷?shí)心球A、B的質(zhì)量相同，由ρ＝得A球的密度小于B球的密度，故BD錯(cuò)誤，C正確。故選：C。2．兩相同的容器中裝有體積相等的兩種液體，靜止放置在水平桌面上。將同種材料制作的實(shí)心物體A、B分別放入兩容器中，靜止時(shí)兩液面等高，如圖所示，則（）A．A的重力小于B的重力 B．A受的浮力等于B受到的浮力 C．兩容器底部所受液體壓強(qiáng)相等 D．甲杯對(duì)桌面的壓力大于乙杯對(duì)桌面的壓力【解答】解：A、甲、乙兩相同的容器中裝有體積相等的兩種液體，將實(shí)心物體A、B分別放入兩容器中，靜止時(shí)液面等高，則甲液體與A排開液體的體積之和等于乙液體與B排開液體的體積之和，由圖可知，A漂浮，排開液體的體積小于物體的體積，B懸浮，排開液體的體積等于物體的體積，所以A的體積大于B的體積，實(shí)心物體A、B由同種材料制作，則密度相等，根據(jù)ρ＝可知，A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，根據(jù)G＝mg可知，A的重力大于B的重力。故A錯(cuò)誤；B、由圖可知，A漂浮，受到的浮力等于其重力，B懸浮，受到的浮力等于其重力，因?yàn)锳的重力大于B的重力，所以A受的浮力大于B受到的浮力，故B錯(cuò)誤；CD、由圖可知，A漂浮，A的密度小于甲液體的密度，B懸浮，B的密度等于乙液體的密度，實(shí)心物體A、B由同種材料制作，則密度相等，所以，甲杯中液體的密度大于乙杯中液體的密度；甲杯中液體的密度大于乙杯中液體的密度，靜止時(shí)液面等高，根據(jù)p＝ρ液gh可知，甲容器底部所受液體壓強(qiáng)大于乙容器底部所受液體壓強(qiáng)。故C錯(cuò)誤；根據(jù)m＝ρV可知，甲液體的質(zhì)量大于乙液體的質(zhì)量，根據(jù)G＝mg可知，甲液體的重力大于乙液體的重力，因容器對(duì)桌面的壓力等于容器、液體和物體的重力之和，所以，甲杯對(duì)桌面的壓力大于乙杯對(duì)桌面的壓力，故D正確。故選：D。3．同一支密度計(jì)分別放在甲、乙兩種不同的液體中，靜止后如圖所示，密度計(jì)受到的浮力分別為F甲、F乙，液體的密度分別為ρ甲、ρ乙，則（）A．F甲＝F乙，ρ甲＞ρ乙 B．F甲＝F乙，ρ甲＝ρ乙 C．F甲＜F乙，ρ甲＝ρ乙 D．F甲＞F乙，ρ甲＝ρ乙【解答】解：由圖可知，密度計(jì)在甲、乙液體中處于漂浮狀態(tài)，由于同一支密度計(jì)的重力不變，所以密度計(jì)在兩種液體中所受的浮力相等，即F甲＝F乙；由于甲中密度計(jì)排開液體的體積小于乙中排開液體的體積，所以根據(jù)F浮＝ρgV排可知，甲液體的密度大于乙液體的密度，即ρ甲＞ρ乙，故A正確、BCD錯(cuò)誤。故選：A。4．4月12日中國(guó)南海海上閱兵前夕，一艘潛水艇由長(zhǎng)江入海口某潛水艇基地在水下潛行一直駛向南海海域，則在這一過程中該潛水艇所受浮力和重力大小將（）A．都減小 B．都增大 C．重力減小，浮力增大 D．重力增大，浮力減小【解答】解：潛水艇在江水中和海水中潛行時(shí)都處于懸浮狀態(tài)，浮力等于重力；潛水艇浸沒在水中，排開水的體積不變，海水的密度大，由F?。溅岩篻V排可知，潛水艇在海水中潛行時(shí)所受的浮力大于在江水中潛行時(shí)所受的浮力；由二力平衡條件可知，潛水艇在海水中潛行時(shí)所受的重力大于在江水中潛行時(shí)所受的重力。故選：B。5．潛水艇的艇殼是用高強(qiáng)度的特種鋼板制造，最大下潛深度可達(dá)350m.潛水艇的總體積為1.5×103m3，艇內(nèi)兩側(cè)有水艙，潛水艇截面如圖所示.通過向水艙中充水或從水艙中向外排水來改變潛水艇的自重，從而使其下沉或上浮.已知海水密度為1.03×103kg/m3，g取10N/kg.（1）水艙未充海水時(shí)，潛水艇總重力為9.27×106N，此時(shí)，漂浮在海面的潛水艇排開海水的體積是多少？（2）為使?jié)撍耆珴撊胨兄辽賾?yīng)向水艙充入海水的重力是多少？（3）潛水艇的艇殼用抗壓的高強(qiáng)度特種鋼板制造的原因是什么？【解答】解：（1）潛水艇漂浮在海面上，則受到浮力：F浮＝G＝9.27×106N根據(jù)F?。溅押Ｋ甮V排可得，潛水艇排開海水的體積：V排＝＝＝900m3；（2）潛水艇完全潛入水中時(shí)，V排′＝V總＝1.5×103m3，則受到浮力：F浮′＝ρ海水gV排′＝1.03×103kg/m3×10N/kg×1.5×103m3＝1.545×107N，根據(jù)懸浮條件可知：F浮′＝G艇+G海水，所以，向水艙充入海水的重力G海水＝F浮′﹣G艇＝1.545×107N﹣9.27×106N＝6.18×106N；（3）因液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨深度的增大而增大，所以，為了使?jié)撍г谏钏幠艹惺芨蟮乃畨海び酶邚?qiáng)度的特種鋼板制造。答：（1）漂浮在海面的潛水艇排開海水的體積是900m3；（2）為使?jié)撍耆珴撊牒Ｋ校辽賾?yīng)向水艙充入海水的重力是6.18×106N；（3）潛水艇的艇殼用高強(qiáng)度的特種鋼板制造的原因是為了使?jié)撍г谏钏幠艹惺芨蟮乃畨骸０鍟O(shè)計(jì)10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用（一）物體的浮沉條件當(dāng)F浮＞G物時(shí)，物體上浮漂浮時(shí)F′?。紾物；當(dāng)F?。紾物時(shí)，物體懸??；當(dāng)F?。糋物時(shí)，物體下沉。當(dāng)ρ液＞ρ物時(shí)，物體上浮（漂浮時(shí)ρ液＞ρ物）；當(dāng)ρ液＝ρ物時(shí)，物體懸浮；當(dāng)ρ液＜ρ物時(shí)