第3节 物体的浮沉条件及应用 1.物理观念： （1）能描述物体的浮沉条件。 （2）并运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 2.科学思维：在得出物体浮沉条件的过程中，根据同一直线上二力合成的规则和力与运动的关系进行演绎推理，发展推理论证的能力。 3.科学探究：设计实验改变物体的浮沉状态，发展科学探究的素养及使用科学证据的意识。 4.科学态度与责任：运用物体的浮沉条件解释和解决生产生活中的一些现象和实际问题。了解我国古代和现代利用浮沉条件的科技成就，感受物理学对人类生活和社会发展的影响，激发学习科学的兴趣和探究的热情，培养民族自豪感与使命感。 1.教学重点：综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件；知道密度计、潜水艇、气象探测气球的原理。 2.教学难点：能应用浮沉条件解释和解决生产生活中的常见现象和问题。 每年元宵节，各家各户都会煮汤圆，汤圆刚放入水中的时候都沉在底部，但是汤圆煮熟之后都会漂起来，这是什么原因造成的？沉在水底的汤圆和漂在水面的汤圆都会受到浮力的作用，浮力的大小改变了吗？ 任务一 物体的浮沉条件 教师活动 学生活动 ［演示实验］（1）出示铁块和蜡块让学生观察发现它们体积相同。 （2）将体积相同的铁块和蜡块同时浸没在水中后松手。 ［提问］1.浸没在水中的铁块、蜡块（松手后）各受到什么力？ 2.浸没时铁块和蜡块受到的浮力相等吗？为什么？ 3.若铁块和蜡块受到的F浮相同，为什么松手后铁块沉底而蜡块上浮？ ［引导思考］前面我们学习了运动和力的关系，当物体受到的力为非平衡力时，物体的运动状态就要发生改变。由此可见，液体中，物体的浮沉取决于什么呢？对下图所示处于不同状态的物块进行受力分析。 [总结]将学生讨论的结果填入表格中 ［补充］物体上浮后，会有部分露出液面，V排减小，F浮也减小，直到F浮′=G时，物体保持漂浮状态；物体下沉后，最终会沉到容器底部，会受到底部提供的支持力，物体在三个力的作用下保持沉底状态。 ［提问］我们知道物体在液体中所受的浮力跟ρ液和V排有关，物体受到的重力跟物体自身的密度ρ物和体积V物有关，而物体浸没在液体中时，V排=V物。那么可否只用物体和液体的密度关系来判断物体的浮沉状态呢？ ［归纳总结］当ρ液＞ρ物时，物体会上浮；当ρ液=ρ物时，物体会悬浮；当ρ液＜ρ物时，物体会下沉。 ［想想做做］如图所示，将新鲜的鸡蛋分别浸没在盛有水和盐水的容器中，观察鸡蛋在容器中的位置。 ［观察现象］铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮在水面。 ［回答］1.浮力、重力。 2.相等。因为V排相等，排开水的重力相等，根据阿基米德原理，可知浮力相等。 3.铁块受到的重力大于浮力，蜡块受到的重力小于浮力。 ［交流讨论］1.物体的浮沉取决于物体所受重力和浮力的大小关系。 2.①当F浮＞G时，二力的合力方向向上，物体由静止开始上浮，最终处于漂浮状态，如图甲。 ②当F浮=G时，二力的合力为零，物体静止不动，保持悬浮状态，如图乙。 ③如图丙，当F浮＜G时，二力的合力方向向下，物体由静止开始下沉，最终处于沉底状态，如图丙。 ［讨论分析］利用阿基米德原理的变形式F浮=ρ液V排g和浮沉条件来分析浸没在液体中的物体的浮沉。 上浮：F浮＞G，ρ液V排g＞ρ物V物g，ρ液V排＞ρ物V物，ρ液＞ρ物（因为V排=V物）； 悬浮：F浮=G，ρ液V排g=ρ物V物g，ρ液V排=ρ物V物，ρ液=ρ物（因为V排=V物）； 下沉：F浮＜G，ρ液V排g＜ρ物V物g，ρ液V排＜ρ物V物，ρ液＜ρ物（因为V排=V物）。 ［观察现象］鸡蛋在水中沉底，在盐水中悬浮。 任务二 浮力的应用 教师活动 学生活动 ［过渡］据记载，1405年郑和下西洋时乘坐的木船长约为147m，是当时世界上最大的木船，如图甲所示；2024年5月1日，福建舰第一次海试，为 ... ...
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