(一)物体的沉浮条件
1、物体的沉与浮
演示实验:鸡蛋的沉浮 取一只新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况,向水中慢慢加些盐 ,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋怎样运动?如果再加些清水,观察到什么现象?
①鸡蛋放入清水中后,它是上浮还是下沉?
②加盐轻轻搅拌的目的是什么?
盐水溶于水后,变成盐水,密度比水的密度大;加盐会导致液体的密度的增大。
③随着不断地往水里加盐,有什么现象出现?
④为什么会有这样的现象出现?
可以对鸡蛋做受力分析:这里有两个状态:一个是鸡蛋下沉的状态,另一个是鸡蛋上浮的状态。当它下沉的时候,它只受到浮力和重力的作用;当它上浮的时候,它只受到浮力和重力的作用。在两个状态过程中,鸡蛋的重力没有发生变化,鸡蛋只受到浮力和重力,重力没有变,那么肯定是浮力的变化引起它下沉和上浮。不断加盐,导致液体的密度增大,鸡蛋所受浮力逐渐增大。当浮力小于重力时,鸡 蛋下沉; 当浮力大于重力时,鸡蛋上浮。
学生观察现象并回答。
教师引导得出搅拌的目的,一步一步让学生建立起加盐水是改变液体密度的概念。
学生观察发现,鸡蛋上浮了,有的学生很吃惊。一步一步引导学生,让他们分析出这种现象出现的原因。
学生整理自己的思路,用“=>”符号描述思维过程。
2、认识三种状态
鸡蛋所处的三种 状态:
上浮:浮力 > 重力
悬浮:浮力 = 重力(平衡)
下沉:浮力 < 重力
让学生了解三种状态。
3、生活中的下沉与上浮对于海洋生物来说,浮力非常重要,浩瀚的海洋中,许多生物用不同的方式创造沉与浮。看教材66页图10-4-3:我们来看看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的?鱼同上面的鸡蛋一样,重力没有发生变化,鱼 也只受到重力和浮力的作用,重力没有变化,而浮力变化了,鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的:鱼鳔较小时,鱼所受的浮力小于重力,鱼下沉;鱼鳔较大时,鱼所受的浮力大于重力,鱼上浮;鱼所受的浮力等于重力时,鱼将可以在水中任意的深度游动。
激发学生兴趣,引发学生思考,一步一步让学生自己解决问题。
学生整理自己的思路,用“=>”符号描述思维过程,写出鱼在哪种条件下处于下沉、上浮或悬浮三种状态,让学生写出自己的思维过程。
(二)控制沉与浮
1、潜艇
最早的潜艇用于军事侦察和袭击,现在也用于深海考察,为开发海洋、获得新资源提供信息。
潜水艇 是怎样实现上浮和下沉的?潜水艇只受到 两个力的作用——重力和 浮力,潜水艇水舱的体积是不变的(这一点与鱼鳔不同),潜艇排开水的体积不变,潜艇处于同一液体当中(即排开液体的重力相等),那么浮力是不变的,浮力不变,只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮。潜艇有两个水舱,可以用人 工的方法向水舱中压入和排出水,潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力。人工向水舱中压入水,直到重力大于浮力的时候,潜艇下沉;人工从水舱 中排出水,直到重力小于浮力的时候,潜艇上浮;当重力与浮力相等时, 潜艇悬浮。
引起学生 思考,一步一步引导学生解决问题。
学生整理自己的思路,用自己的语言来描述一下潜水艇下沉、上浮和悬浮的状态,用“=>”来表述思维过程。
学生自己整理自己的思路,并写在纸上,逻辑推理的思维再次得到强化。
2、热气球
介绍热气球,运用我们学过的知识解释热气球的沉浮原理。解释热气球为什么会升起来?假如由你来设计一个吊篮的热气球,为了使它能降回地面,你打算采用什么办法?
引起学生兴趣,以小组为单位学生进行讨论。
3、浮船打捞
介绍我国古代用浮船打捞沉落江中的万斤大铁牛的故事。
学生思考。
讨论交流:打捞中山舰
简单介绍中山舰——中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰,其排水量达780吨,长62.48m,宽8.99m,1938年在长江被日军击中,沉入19m深的江底。
与历史结合,了解到物理学科和历史的关系。
让学生自己设计打捞中山舰的方案。
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