浮力的应用（教案）

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1、浮力的应用一、教学目标1 知识与技能方面的要求：知道生活中浮力的应用；理解物体的浮沉条件；会对浸在液体中的物体进行受力分析。2 过程和方法方面的要求：在教学过程中引导学生构建物理情景；会根据物体的浮沉条件解决相关问题；掌握解决综合性浮力问题的一般方法。3 情感态度和价值观：让学生应用本节知识解决些日常生活中各种有趣的问题，开拓了学生思路，激发学生学习物理，探讨科学的兴趣。通过介绍我国古代在浮力方面的广泛应用激发学生的爱国热忱和民族自豪感。二、重点难点分析：1 重点：掌握解决综合性浮力问题的一般方法。2 难点：会对浸在液体中的物体进行受力分析。三、教学过程设计新课引入：前面我们已经对浮力产生的原

2、因和阿基米德原理进行了复习，并且也得到了物体浮沉条件，现在我们再来回顾一下物体浮沉条件（看屏幕）生活经验告诉我们，将密度较小的物体放入水中，例如将一块木头投入水中，它可以漂浮在水面上。而将密度较大的物体放入水中，它将下沉至沉底。请同学们思考，物体的浮沉和密度有什么关系呢？学生回答：教师总结：当物液时，物体将下沉至沉底。教学过程：下面我们针对物体在液体中的几种状态进行力和密度的分析。（请同学们看屏幕）投影打出1浮沉条件：状态漂浮悬浮沉底上浮下沉力的关系F浮=G物F浮=G物F浮G物F浮物液=物液物液物我们知道当物体的密度小于液体密度时，物体可以漂浮在液面上，根据这一点人们很早就在实际生活中加以应用

3、，比如（请同学们看屏幕）正是由于大型帆船的出现，促进了海上贸易的发展，拉近了各大洲之间的距离，给世界各地的经济繁荣提供了方便，但是由于木制帆船并不十分坚固，于是人们开始思考能否用钢铁来制造船只，其答案是肯定的。但是根据浮沉条件和密度的关系知道，如果将铁直接放入水中它将下沉至沉底，这就形成了一对矛盾。请同学们讨论采用什么办法可以使钢铁造的船只漂浮在水面上。采用空心的方法，人们利用这种方法用钢铁造成了轮船。（请同学们看屏幕）同学们能不能根据轮船的排水量来计算轮船满载时所受的浮力呢？试试看。我们通常把漂浮或悬浮的物体称为浮体，有关浮体的问题称为浮体问题。这是有关浮力计算的一大类问题，同学们回忆对于这

4、类问题我们应怎么处理?请看下面的例题。（投影）2 浮体问题例1：将体积为100 cm3的冰块放入水中,求冰块静止时受到的浮力是多大? (g=10N/Kg)错误解法：略【分析】解浮力问题非常重要的是要明确物体的状态。比如：飘浮、悬浮、沉底、浸没、浸在，对于这些词语我们要求同学们在审题时能够有充分的重视，并且用笔作出标记，切勿在不明物体状态的情况下盲目求解。对于本题，状态并没有直接说明，我们需要进行判断：因为冰水，根据浮沉条件可知冰块在水面上处于漂浮状态（确定状态）；根据浮体的受力特点可知：F浮=G物（受力分析和平衡方程）；代入公式即可求解。已知：V冰=100cm3=104m3，冰=0.9103k

5、g/ m3，水=1.0103kg/ m3 求：F浮解：因为冰水，所以冰块静止时漂浮在水面上。 所以F浮=G物=物gV物=0.9103kg/ m310N/Kg104m3=0.9N答：冰块静止时受到的浮力是0.9N。例2：某正方体木块的体积为V,密度为0.6103kg/m3,将其放入水中静止后,求木块露出水面体积是总体积的几分之几?【分析】本题中的已知物理量甚少，状态也不明确，但是状态可以由密度关系判断。只要能够判断出物体是浮体，根据浮体的受力特点F浮=G物代入公式F浮=液gV排，G物=物gV物即可求解。已知：V，木=0.6103kg/ m3，水=1.0103kg/ m3 求：V露/V物 解：因为

6、木水，所以木块静止时漂浮在水面上。 所以 F浮=G物 代入公式有：液gV排=物gV物 约分后得： 所以 代入数据解得：答：木块露出水面体积是总体积的2/5总结：漂浮在液面上的物体：练习：1、某长方体木块放入水中,静止时露出水面部分的高度为4厘米,若木块的总高度为10厘米,则木块的密度是_ kg/ m3。2、将一个物体放入水中，漂浮时露出水面部分的体积是它总体积的3/5。把它放入某种液体中漂浮时，则物体有一半的体积露出液面。则：（1）物体的密度是_ kg/ m3 （2）某液体的密度_ kg/ m3。浮体问题也属于二力平衡问题，但是，浸在液体中的物体难道都只受两个力的作用吗？3 物体A在液体中处于

7、同一直线上三力平衡时的情况请同学们分别对上述图中物体A进行受力分析，并写出其平衡方程。（找同学演板）教师投影打出： 在解一些综合性的浮力计算题时，很重要的就是会进行受力分析并列出力的平衡式，然后将式中的F浮、GA展开成F浮=液gV排，GA=AgVA,再将已知量分别代入式中列方程或方程组解出所求的未知量。例1：密度为0.6103kg/m3, 体积为100cm3的木块漂浮在水面上,需用多大压力才能使之完全浸没在水中?(g=10N/kg)【分析】在本题中的物理场景较为复杂，物体的受力情况也较为复杂。因此解题时除了建立物理场景以外，必须对研究对象作出受力分析，建立平衡方程。已知：木=0.6103kg/

8、 m3，V木=100cm3=104m3，水=1.0103kg/ m3，g=10N/kg 求：F压 解：受力分析如图所示：F浮=G物+F压 其中： F浮=水gV排=1.0103kg/ m310N/kg104m3=1N G物=物gV物=0.6103kg/ m310N/kg104m3=0.6N 因为F浮=G物+F压所以F压=F浮G物=1N0.6N=0.4N 答：需要0.4N的压力才能使之完全浸没在水中。 练习：1、体积为V的物块漂浮在密度为液的液面上。要使物块浸没在液体中且保持静止，需要施加一个竖直向下的、大小为物块重力的1/4的压力。求：（1）物块的密度（2）物块的质量2、一个木块的体积是5dm3

9、。用绳系在容器的底部，向容器内注水，当木块有1/5的体积露出水面时，绳子对木块的拉力有多大？（木块的密度为0.6103kg/m3）方法指导：构建物理场景 状态判断 受力分析 列出平衡方程 代入公式求解现在我们已经知道了有关液体产生浮力的应用，那么是否只有液体才能产生浮力呢？气体能否产生浮力呢？答案是肯定的！事实上，人们不仅知道气体也能产生浮力，而且还对气体产生的浮力加以了应用。下面请同学们看一个短片。请同学们考虑一个问题：蒙戈尔费兄弟为什么将热空气装进袋子里就能使气球升空，如果将普通的空气装进袋子里可以吗？（请通过受力分析来解释）我们能不能用其它的气体代替热空气？用什么气体比较合适呢？4张石友第 4 页2023/5/28