10.3 物体浮沉条件及应用

一、教学目标    

★ 知识与技能 

     （1）能对处于液体中的物体做受力分析，通过对物体受力分析得知其运动状态。   

（2）清楚物体上浮、下沉是一种过程，漂浮、悬浮是物体在液体中处于静止的状态。      （3）知道判断物体浮沉条件的方法：比较物体所受浮力与重力的大小。 

（4）能用浮力去解决生活中的问题，解释日常生活中的现象。    

★ 过程与方法 

     （5）通过观察实验，认识浮沉现象，理解浮沉条件的应用。    

★ 情感、态度与价值观 

     （6）以极度热情参与课堂，提高学习的自信心。通过收集、交流关于浮沉条件在生活中的应用，体验科学、技术与社会的密切联系。 

二、教学重点 

物体的浮沉条件是分析各种浮沉现象的基础，所以通过实验观察、认识物体的浮沉现象及探究物体的浮沉条件是本节课教学的重点。

 三、教学难点 

        要弄清浮沉条件，关键是对浸没在液体中的物体进行受力分析。本节课要运用阿基米德原理分析

鸡蛋在盐水中受到的浮力的变化，并比较浮力和重力的大小，要应用浮沉条件去解释轮船、潜水艇、飞艇和气球的原理，需要较强的思维能力，因此是本节教学的难点。

 四、教具 

鸡蛋、盐、纯净水、透明盛液筒、橡皮泥、密度计、塑料瓶、试管

五、新课 

1、情景引入（约2-3分钟）
用浮沉子“小鱼”上下游动游动，激发学生的学习兴趣，引出本节课的内容。

2、视频展示：万吨巨轮浮在海面上，它受到浮力的作用了吗？ 

3、实验感知：实心的铁块，放到水面上后，它将怎样？ 

4、设疑：用钢铁铸造的万吨巨轮能够浮在水面，而小铁块却会沉入底？物体的沉与浮于什么相关呢？ 

让学生讨论，针对回答点拨。

 1、漂浮、悬浮、下沉 

演示实验：将三个乒乓球浸没在水中（一个充满橡皮泥；一个有部分橡皮泥，用蜡封住；一个中空），松手后出现什么现象？分析讨论

问：浸在水中的物体受到

那几个力的作用？他们的施力物体是谁？ 

一个物体在受到两个或两个以上的力的作用时，它的运动状态由它们

共同决定。 

⑴当浮F=G时，它受到平衡力的作用，将处在什状态？ 

⑵当浮F＞G时，它受到非平衡力的作用，将处在什么状态？ 

⑶当浮F＜G时，它受到非平衡力的作用，将处在什么状态？ 

点拨1：

  悬浮： 物体完全进入液体中，可以静止在液体内部任意地方。其体积等于物体排开液体的体积。 

漂浮：物体静止在液体表面上其体积大于物体排开液体的体积。 

教师总结：物体的沉浮条件      物体的沉浮可以通过改变自身重力来实现。

浸在液体中的乒乓球1所受重力大于浮力，所以下沉，到达容器底部后，受到浮力，重力，还有支持力的共同作用，我们说物体沉底。这时候浮力还是小于重力。      

浸在液体中的球2松手后，受力平衡，运动状态不发生改变，我们就说物体悬浮在液体中。其重力等于浮力。 而   球3，在松手后，受到浮力大于重力，所以上浮，当球3逐渐露出液面V排减小浮力减小，减小到当浮力等于重力时，

达到受力平衡，最终漂浮在水面上。 

总结如下： 状态 漂浮 浮F=G 过程 上浮 浮F＞G 状态 悬浮 浮F=G 过程 下沉 浮F＜G 状态 沉底 浮F＜G 很明了，越是空心的乓乓球，它浸没在水中，所受浮力越大。从浮力的角度把物体做成空心的办法增大漂浮物体的可利用的浮力。

2.浮力与液体密度

          首先测定两份液体的种类，通过密度计来测定液体的密度，分开哪份是盐水，那份是清水。把鸡蛋完全浸在清水里，释放，观察实验现象；然后把鸡蛋完全浸在盐水里，释放，观察鸡蛋的沉浮现象。提问这是为什么呢？带着疑问进行推导验证。 由二力平衡知识。 

漂浮：  G浮=F      上浮：  G ＜浮F 

悬浮：  G浮F  下沉： G＞浮F  沉底：  G=浮F

F 根据以上重力与浮力关系，结合阿基米德定律，推导出密度关系为： 

漂浮： G浮F     ƿ物 ＜ ƿ液  

上浮：G ＜浮F      ƿ物 ＜ ƿ液  

悬浮： G浮F      ƿ物 = ƿ液  

下沉：G＞浮F       ƿ物 ＞ ƿ液  

沉底： G=浮F  ƿ物 = ƿ液  

浸没在有液体中的物体，如果它的密度小于液体的密度，物体上浮；如果它的密度等于液体的密度，物体可以悬浮在液体内；如果它的密度大于液体的密度，物体下沉。 

所以在刚才的实验里，我们知道当鸡蛋的密度大于液体的密度时，鸡蛋下沉，最后要沉底；当鸡蛋等于液体的密度时，鸡蛋悬浮；当鸡蛋的密度小于液体的密度时，鸡蛋上浮，最终达到漂浮的状态。 

     人们正是根据这个原理，在用盐水选种时，把漂浮的种子清除掉，保留下沉的饱满种子。 

     在刚才的实验中，我们用到了测量液体密度的仪器，叫密度计，其实密度计的原理利用得就是物体的漂浮原理。所以，今天给大家布置一个小任务，那就是自己设计制作一个密度计。

 2.浮力的应用 

人类从远古时代就开始利用浮力了，最初可能是抱住或骑在一段树干上顺水漂流，这是人类最早的航行方式。后来人们发明了船，它能承载更多的人或物。 轮船 

轮船是用钢铁制造的，钢铁的密度远大于水，怎样用沉重而坚硬的钢铁制成可以承载那么多货物的船呢？ 

实验： 用橡皮泥捏成船状放在水面上，虽然它受到重力没变，但排开的水较多，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。 

轮船就是根据这个实验制成的。轮船的大小通常用排水量来表示。排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。例如一艘轮船的排水量是510t，表示此船满载时，货物质量和船身质量之和为510t。

 3.听话章鱼的解密

当手按压瓶子，使瓶子上方气压增大，把水压入章鱼， 章鱼重力大于浮力，所以章鱼下沉。