第六節(jié)浮力的應(yīng)用 設(shè)計(jì)
一、設(shè)計(jì)思路
本節(jié)內(nèi)容是在對(duì)浮力已有一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步了解浮力在實(shí)際生活中的應(yīng)用。同學(xué)們已了解浸在液體中的物體都受浮力，但為什么有的物體在液體中下沉，有的物體能浮在液面上呢？由此引入對(duì)物體沉浮條的分析。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)放在液體中的物體進(jìn)行受力分析，抓住比較重力和浮力的大小關(guān)系，通過(guò)二力合成的知識(shí)，討論得出物體在什么條下下沉、上浮、懸浮或漂浮。在理解物體的沉浮條的基礎(chǔ)上，分析實(shí)際生活中的應(yīng)用并推廣在氣體中的應(yīng)用。
本節(jié)內(nèi)容較多地用到了受力分析和力的平衡的知識(shí)，教師在教學(xué)中要注意引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題、分析問(wèn)題，通過(guò)分析、推理去解決問(wèn)題。
二、教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1.理解物體的沉浮條。
2.知道浮力的應(yīng)用。
3.了解浮力的產(chǎn)生條。
能力目標(biāo)
1.通過(guò)分析物體的沉浮條，具有一定的分析和推理能力。
2.通過(guò)收集、交流關(guān)于浮力應(yīng)用的資料，了解浮力應(yīng)用的社會(huì)價(jià)值，具有初步的收集信息的能力和初步的分析概括能力。
德育目標(biāo)
初步建立應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的意識(shí)，有將科學(xué)服務(wù)于人類、振興中華的使命感和責(zé)任感。
三、教學(xué)重點(diǎn)
物體的沉浮條及浮力的利用。
四、教學(xué)難點(diǎn)
物體的沉浮條。
五、教學(xué)方法
分析討論法：通過(guò)對(duì)以前知識(shí)的再應(yīng)用，分析浮力產(chǎn)生的原因，利用重力和浮力的關(guān)系討論物體的沉浮條及沉浮條在實(shí)際中的應(yīng)用。
六、教具準(zhǔn)備
木塊、燒杯、水、蠟燭、投影儀。
七、時(shí)安排
1時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
（一）引入新
[師]船可以浮在水面上，潛水艇能潛入水下，節(jié)日放飛的氣球可以升到空中，魚(yú)兒能夠輕盈地在水中上下自由地移動(dòng)，這些都是和浮力有關(guān)系的，到底有什么樣的關(guān)系呢？
（二）新教學(xué)
1.物體的沉浮
[想想議議]
[師]我們已經(jīng)知道浸入液體的物體都要受到浮力的作用，但是為什么有的物體要上浮，有的物體卻要下沉呢？請(qǐng)同學(xué)們討論。
[生]力是物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化的原因。浸入液體中的物體同時(shí)受到重力和浮力的作用。因此，物體如何運(yùn)動(dòng)是由重力和浮力的合力決定的。
[生]如果浮力小于重力，物體就會(huì)下沉；如果浮力等于重力，物體就會(huì)靜止在液體中；如果浮力大于重力，物體就會(huì)上浮，最后浮力等于重力時(shí)，物體漂在液面。
[投影]
G>F 合力豎直向下，物體下沉。
G=F 合力為零，物體處于平衡狀態(tài)，可以留在液體內(nèi)任一位置，懸浮在液體中。
G<F 合力豎直向上，物體上浮。（浮出液面后，浮力減小，直到G=F，合力為零，物體處于平衡狀態(tài)，停留在液面上即漂浮）
[生]漂浮和懸浮時(shí)，都是浮力等于重力。兩種情況有什么不同嗎？
[生]漂浮和懸浮時(shí)物體所受合力為零，都處于平衡狀態(tài)。懸浮是物體全部浸入液體，是物體在液體內(nèi)部的平衡狀態(tài)；漂浮是物體浮在液面上，部分浸入液體，是物體在液面的平衡狀態(tài)。
[師]同學(xué)們分析得非常好。在后大家還可以繼續(xù)探討物體在液體中下沉、懸浮、上浮及漂浮時(shí)，物體的密度與液體的密度的關(guān)系。阿基米德原理不僅適用于液體，而且還適用于氣體。人們正是利用了物體的沉浮條才有了現(xiàn)在用鋼鐵做成的輪船和潛水艇，才有了熱氣球和飛艇。請(qǐng)同學(xué)們關(guān)注教材P84的四幅圖，了解浮力的應(yīng)用。討論一下它們是如何調(diào)節(jié)重力和浮力實(shí)現(xiàn)浮沉的，潛水艇及飛艇的工作原理是什么？
（學(xué)生活動(dòng)，教師巡視并參與討論）
[投影]浮力的應(yīng)用
⑴輪船在水上航行成漂浮狀態(tài)。航行時(shí)船體排開(kāi)的水的重力（即水面以下部分船體積德水）等于輪船所受浮力的大小，常用“排水量”表示載貨時(shí)輪船的總重力。如：最大排水量為1萬(wàn)噸的輪船，并不代表能裝1萬(wàn)噸的貨物而是船體和貨物總計(jì)1萬(wàn)噸。對(duì)于一條船講，自重是定值，因此設(shè)計(jì)時(shí)的排水量扣除自重，就是最大載貨量。
⑵潛艇為了能升、降自如，必須使浮力大小不等于重力。潛艇在水下時(shí)，由于艇殼不能任意變大或變小，因此浮力是不變的。要想控制上浮、下沉就只有控制自重。潛艇兩側(cè)都有水箱，與高壓艙相連，高壓氣作用時(shí)就能將水從水艙內(nèi)排出，減輕潛艇重力至小于浮力時(shí)潛艇就上�。蝗舾×Υ笮〉扔谥亓�時(shí)潛艇可在水面上保持靜止，即懸浮；關(guān)閉高壓氣艙使進(jìn)水口打開(kāi)，在水壓作用下水艙進(jìn)水，自重增大到大于浮力時(shí)，潛艇開(kāi)始下沉。
⑶氣球和飛艇是漂浮在空中的，內(nèi)部所充氣體密度必須小于空氣密度，一般充有氫氣和氦氣。充氣時(shí)體積增大，排開(kāi)空氣，重力增大浮力也增大。當(dāng)浮力增大到大于重力時(shí)，氣球或飛艇就上升；反之，排出一部分氫氣或氦氣是，氣球或飛艇就下降，因此，它們是通過(guò)改變浮力實(shí)現(xiàn)上升、下降的。要指出的是，有一種熱氣球只要停止加熱，氣球體積就會(huì)縮小而減小浮力，將回地面。
⑷核潛艇
核潛艇是以核能為動(dòng)力的潛水艇。世界上第一艘潛艇是美國(guó)的“?魚(yú)”號(hào)和幾艘常規(guī)潛艇一起參加反潛艦隊(duì)演習(xí)，反潛艦隊(duì)友航空母艦和驅(qū)逐艦組成。在演習(xí)中，常規(guī)潛艇常常被發(fā)現(xiàn)，而核潛艇則很難被發(fā)現(xiàn)，即使被發(fā)現(xiàn)，核潛艇的高速度也可以使之?dāng)[脫追擊。由于核潛艇的續(xù)航力大，用不著浮出水面，因而能避免空中襲擊。
[師]同學(xué)們還了解生活中有哪些現(xiàn)象可以用浮力的知識(shí)解釋嗎？
[生]過(guò)年時(shí)常吃的餃子和正月十五吃的湯圓，在生的下鍋后都是沉在鍋底的，然而煮熟以后就會(huì)一個(gè)個(gè)浮到水面上。這就和浮力有關(guān)系。
[生]小時(shí)候玩的吹泡泡也和浮力有關(guān)系。從習(xí)慣吹出去的一串串泡總是先上升然后下降。
[師]同學(xué)們互相討論一下能解釋得具體些嗎？
[生]生餃子比較密實(shí)，密度比水大，放入水中時(shí)重力大于浮力，餃子就會(huì)沉在鍋底。餃子入鍋后隨著水溫的升高，餃子餡和皮吸飽了熱水以后會(huì)逐漸膨脹起，浮力大于重力，餃子就會(huì)浮起。所以看上去熟餃子比生餃子要大。
[生]吹泡泡時(shí)，在開(kāi)始的時(shí)間里，肥皂泡是從嘴里吹出的熱空氣，肥皂膜把它與外界隔開(kāi)，形成里外兩個(gè)區(qū)域，里面的熱空氣溫度大于外部空氣的溫度，此時(shí)把肥皂泡內(nèi)的空氣密度小于外部的空氣密度。根據(jù)阿基米德原理，浮力大于重力，因此上升。在上升的過(guò)程中，內(nèi)外氣體發(fā)生熱交換，因熱膨脹冷縮，肥皂泡體積減小，浮力變小而重力不變，重力大于浮力，肥皂泡就會(huì)下降。
2.浮力產(chǎn)生的原因
[師]通過(guò)同學(xué)們的努力我們知道了什么是浮力，了解了浮力的應(yīng)用，但是浮力是怎么產(chǎn)生的呢？
[生]我認(rèn)為是物體放進(jìn)液體中時(shí)，物體對(duì)液體有壓力，力的作用是相互的，液體對(duì)物體也會(huì)產(chǎn)生壓力，這就是浮力。
[生]我認(rèn)為是液體有壓強(qiáng)，液體壓強(qiáng)作用在浸入液體中的物體的表面就有壓力，這就是液體對(duì)物體的作用力即浮力。
[演示]
將正方體木塊浸沒(méi)在水中，放手后木塊豎直上浮。
[師]木塊在水中時(shí)個(gè)個(gè)面各個(gè)方向都有水的壓強(qiáng)，受水的壓力，為什么木塊不向前后或左右運(yùn)動(dòng)而要向上運(yùn)動(dòng)呢？大家討論。
[生]液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)是在液體中同一深度液體向各個(gè)方向壓強(qiáng)相等。因木塊左右、前后對(duì)應(yīng)部位在同一深度，受到的壓力大小相等、方向相反、互相平衡，所以木塊不會(huì)向前后或左右運(yùn)動(dòng)。
[生]浸沒(méi)水中的木塊上下表面所在的深度不同，水對(duì)上下表面的壓強(qiáng)不同，液體的壓強(qiáng)隨著液體深度的增加而增大，因此木塊上下表面的壓力差就是水對(duì)木塊上下表面受到的水的向上的浮力。
[生]浮力是由周?chē)�液體對(duì)物體向上和向下的壓力差產(chǎn)生的，浮力的方向總是豎直向上。
[投影]浮力消失了嗎？
1874年8月的一天，在大西洋亞速爾群島的西南方，有一艘深�？疾鞚撏�，為研究海底礦產(chǎn)資的分布，正在向深處下潛，艙內(nèi)的考察人員被海底迷人的景色陶醉了，致使下潛速度過(guò)大，船體猛然撞到海底，陷入海底的沉積物中了。船員把潛艇水艙中的水全部排出，企圖上浮。奇怪的是，潛艇絲毫不動(dòng)，像被海底“吸”住一樣。這是為什么？難道浮力真的消失了嗎？怎么辦？你能替他們想出擺脫困境的辦法嗎？
[師]為了回答這個(gè)問(wèn)題，我們做下面的小實(shí)驗(yàn)，你一定會(huì)從中受到啟發(fā)。
[演示]如圖所示，找一個(gè)底面很平的容器，讓一個(gè)蠟燭頭緊貼在容器底部，再往容器里倒水，蠟燭頭并不會(huì)浮起；輕輕地把蠟燭頭撥倒，它立刻就會(huì)浮起。

[師]這樣的現(xiàn)象該如何解釋呢？為什么將蠟燭緊貼在容器底部時(shí)，蠟燭不會(huì)上浮，這時(shí)它受浮力作用嗎？
[生]蠟燭緊貼容器底部時(shí)，蠟燭的下底面沒(méi)有誰(shuí)，因此不會(huì)受水向上的作用力但上面受水向下的作用力，所以蠟燭和容器底部密合時(shí)只有水對(duì)它向下的壓力，沒(méi)有浮力，因此不會(huì)上浮。
可見(jiàn)，當(dāng)物體與容器底部緊密接觸時(shí)，兩個(gè)接觸面間就沒(méi)有液體滲入，物體的下表面不再受液體對(duì)它向上的壓強(qiáng)，液體對(duì)它就失去了向上托的力，浮力當(dāng)然隨之消失了。
現(xiàn)在，你能提出為潛艇擺脫困境的措施了嗎？
[投影]
練習(xí)1.如圖⑴，將完全相同的兩物體A、B浸沒(méi)在水中，情況如圖，則他們上下表面受到水的壓力差FA和FB相比，F(xiàn)A______FB。

練習(xí)2.如圖⑵，長(zhǎng)為l的木條直立在水面上，地面積為S，木條密度為 ，則木條下表面受到的水的壓強(qiáng)是多少？
當(dāng)學(xué)生充分討論后，教師引導(dǎo)學(xué)生分析：從圖⑴中可知A、B兩物同處于懸浮狀態(tài)，所以 ，因兩物體完全相同，GA=GB，因此FA=FB。練習(xí)2中因上表面在水面上，因此上表面不受水的壓力，水對(duì)木條下表面的壓力即水對(duì)木條的浮力。又因?yàn)槟緱l漂浮， 所以，木條下表面受到的水的壓強(qiáng)是 。
九、小結(jié)
本節(jié)主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容：
1.物體的沉浮條。
2.浮力的應(yīng)用。
十、板書(shū)設(shè)計(jì)



本文來(lái)自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/chusan/36458.html

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