(二)进行新课
1.讨论:
(1)木材能漂浮在水面,其原因是什么?
(2)把一根木头挖成空心,做成独木舟后,其重力怎么变化?它可载货物的多少怎么变化?重力变小,可以装载的货物变多。
[指出]:从浮力的角度看,把物体做成空心的办法,增大了可利用的浮力,而且这种古老的“空心”办法,可以增大漂浮物体可利用的浮力。
[质疑]:密度比水大的下沉的物体有没有办法让它上浮或漂浮呢?
2.实验:
两个外形相同的铁罐子,一个空心,一个装满沙;同时按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮。
[质疑]:(1)铁的密度大于水的密度,空心的铁罐子为什么能漂浮呢?可能是 因为什么呢?
(因为它是空心的,F浮>G物,所以能上浮,最终能漂浮。)
(2)要想让实心的铁罐子也漂浮,可以怎么办呢?
(把沙取出来,变成空心的。)
(3)大家的想法是如何调节的铁罐子的浮沉的呢?
(F浮不变,挖空使G物变小,当F浮>G物,铁罐子自然就浮起来了。)
[指出]:上述实验告诉我们采用“空心”的办法,不仅可以增大漂浮物体可利用的浮力,还可以使下沉的物体变得上浮或漂浮。
3.应用
·轮船
(1)原理:采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。
(2)排水量:满载时,船排开的水的质量。
即:排水量=m船+m货
[质疑]:1.轮船从河水驶入海里,它的重力变不变?它受到的浮力变大、变小还是不变?(不变,始终漂浮)
2.它排开的液体的质量变不变?(不变)
3.它排开的液体的体积变不变?
(变,ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排水)
4.它是沉下一些,还是浮起一些?(V排变小了,所以上浮一些)
[强调]:同一条船在河里和海里时,所受浮力相同,但它排开的河水和海水的体积不同。因此,它的吃水深度不同。
·潜水艇
[学生实验]:
潜水艇能潜入水下航行,进行侦查和袭击,是一种很重要的军事舰艇。它是怎么工作的呢?我们用打吊瓶用的小塑料管来模拟潜水艇。请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气。
现象:吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮;
[质疑]:(1)小塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?
(塑料管形变很小,V排基本不变,所以可以认为F浮不变)。
(2)那它是怎样上浮或下沉的呢?
(吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以下沉)
[讲解]:潜水艇两侧有水舱,当水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时,潜水艇变轻,就可上浮了。
潜水艇:
原理:靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
[强调]:潜水艇在浸没在水下不同深度所受浮力相同。
·气球和飞艇
[演示]:“热气球”的实验。
[质疑]:酒精燃烧后袋内空气密度怎样变化?
原理:ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。
[讨论]:要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,你们能想出什么办法?要使热气球落回地面,有什么办法?(放气或停止加热)
·其他应用
密度计、盐水选种等。
附:
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板书设计 (一)物体的浮沉条件: F浮>G物 上浮 最终漂浮 F浮=G物 悬浮 F浮<G物 下沉 最终沉底 (二)通过调节物体受到的F浮或G物,可以调节物体的浮沉。 (三)应用 1.轮船:把物体作为“空心”的办法来增大浮力,使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。 2.水艇:依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。 3.气球和飞艇:ρ气<ρ空气,使它受到的F浮>G物而升空。 |