[阿基米德原理的应用]

《阿基米德原理的应用》

田林三中 徐荣

一、 教学目标:

1、 知识技能:

(1) 知道阿基米德原理在日常生活中的应用

(2) 初步学会密度计的工作原理

2、 过程与方法

(1) 经历实验演示,明白密度计的正确使用方法

(2) 运用类比的方法解释空气中的物体也受到浮力的作用

3、 情感态度与价值观

(1) 体验阿基米德物理应用过程激发学习兴趣、提高观察和想象力

二、 教学难点与重点:

重点:阿基米德原理的应用

难点:物体在空气中受到浮力

三、 教学准备:PPT 、水槽、烧杯、盐水、密度计

四、 教学课时:1课时

五、 教学流程:

六、 教学设计思路:

1、 复习:提问学生物体漂浮在液面上的条件是什么?浮力=重力

物体沉与浮的条件:当物体完全浸没在液体中

F浮﹥G 物体上浮 F浮=G 物体悬浮 F浮﹤G 物体下沉

2、 新课引入:阿基米德原理的应用

(1)潜水艇

在军事上运用非常广泛,它能够在海中灵活上浮和下沉,那么潜水艇的上浮和下沉是怎样实现的呢?靠的是改变自身重力来实现的。那么如何改变它自身的重力呢?靠的是压缩空气排出水舱中的水或向水舱中充水来实现。当排出水时,潜水艇的重力减少,而充水时,潜水艇的重力增大。即:增加重力,当重力﹥浮力时,会潜入水中;减少重力,当重力﹤浮力,会浮出水面。

潜水艇靠改变自身重力实现潜水和上浮。

(2)密度计

先考虑一道例题,船从河里开到海里时,是沉下去一点呢还是浮起来一点呢?为什么?让学生小组讨论分析此题,并提问学生。因为船在河里和海里都是浮体,都有F浮=G船,F海浮=F河浮= G船,由上式可知ρ河gV河排=ρ海gV海排,因为ρ河<ρ海,所以必有V河排>V海排。所以在海中船排水量较少,因此在海中船是上浮一点。

取出两杯外观一样的盐水和淡水,不能用口尝,现只有一个装有少量沙子的试管,利用这个试管把这两杯水区分开来。引导学生思考,利用上面一道例题的思路来解决该问题。让学生分小组讨论,并回答此问题。只要把装有沙子的试管放入两个烧杯中,排开水体积大的即试管下沉多的是淡水,而排开水体积小的即试管下沉少的是淡水。提问如果试管放在酒精里会如何?排开水的体积更大。人们就利用这个道理制成一个测量液体密度的仪器——密度计。阅读书上密度计的使用。

因为密度计的重力是一个定值,浮在液体中时受到的浮力F浮=ρ液gV排=ρ液gSh深 也是一个定值,等于重力,所以把它放在密度教大的液体中,它排开的液体较少,玻璃管浸入液面下的深度就小些;把它放入密度较小的液体中,它排开的液体较多,玻璃管浸入液面下的深度就大些。根据浸入深度就可以测出液体的密度。玻璃管上的刻度值有的是标被测液体的密度与水的密度的比值,如果读数是1.3,表示被测液体密度是水密度的1.3倍,即ρ液=1.3ρ水。并且密度计的刻度是上小下大,那么密度计在被测液体中完全下沉还能否测出液体的密度?为什么?不能,因为密度计工作原理就是F浮=G,一旦它在被测液体中完全下沉就没有这个关系了,所以不能测出液体的密度。

(3)气球和气艇

气体和液体一样,对浸没在它里面的物体也会产生浮力。请学生思考气球和飞艇是如何升入高空的?为什么升高到一定高度就要停止不再上升了?给学生部分时间考虑。只要F浮﹥G,就会上升,那么该如何实现F浮﹥G呢?可以给气艇充气,只要所充气体ρ气=ρ空气,即ρ空气gV排﹥(ρ气gV排+G)=G艇,气艇会上升。因此气艇内所充的应该是密度小于空气的气体。由于高度越高,ρ空气越小,当升到一定高度时,F浮=G艇就不再上升,停留在这个高度。因此在一般的情况下,常见的气艇内充的是氦气气体。

3、 巩固训练

(1)密度计是测量 的仪器,将它放到水中,液面所对刻度为1.00,若将它放到盐水中,液面所对刻度位于1.00的 (填“上方”或“下方”)。

(2)一木块放入水中,有3分之1的体积露出水面,若上面放上质量是500克的物体时,木块恰好全浸没,则木块的总体积是 米,这个木块的密度约是 。

(3)量筒中盛有200毫升的水,将质量为50克的物体放在量筒内,水面上升到250毫升处,这个物体在量筒中的情况是 ( )

A.一定悬浮在水中 B.一定漂浮在水面

C.一定沉在水底 D.可能是悬浮,也可能是漂浮

(4)将铝,铁,铜制成的三个实心金属球,用细线拴好,分别挂在三只完全相同的弹簧秤下,将三个金属球都浸没在水中,此时三只弹簧秤的示数相同,现在将三个金属球提出水面(ρ,则 ( ) 铜>ρ铁>ρ铝)3

A.挂着铝球的弹簧秤示数最小 B.挂着铁球的弹簧秤示数最小

C.挂着铜球的弹簧秤示数最小 D.三个弹簧秤的示数相同

(5)棱长为8厘米的正方形铁块,投入盛有汞的容器中,汞的深度为3厘米,则铁块受到浮力是多大?(ρ33

汞=13.6*10千克/米,g取10牛/千克)

(6)已知某金属的密度为ρ,若给你一盆水和一个弹簧秤,如何鉴别出用该金属做的球是否是空心的?说说你的做法和道理。


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