师：同学们好，今天我们一起来学习物体的浮与沉。老师先带来一条听话的小章鱼，咱们看看它有多听话。（演示小章鱼上浮下沉）小章鱼能实现上浮和下沉，这是怎么做到的呢？学完今天的内容，大家就明白啦。同学们想想，什么情况下物体会上浮，什么情况下会下沉呢？有的同学可能觉得浮力大就上浮，浮力小就下沉，真是这样吗？我们来看个实验。（展示乒乓球和瓶子浸没在水中）乒乓球和瓶子都浸没在水中，大家说哪个受到的浮力更大呢？根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$，$\rho_{液}g$一定，瓶子排开水的体积更大，所以瓶子受到的浮力更大。那最终结果如何呢？大家看，受到浮力大的瓶子反而下沉了，这说明什么？说明物体的浮沉，可不只和浮力有关。还有哪个力会影响物体的浮沉呢？（展示密封性较好、装有不同量沙子的小桶在水中呈现不同状态的照片）这张照片能给大家什么启发？对，还受到重力的影响。看来物体的浮与沉，是由浮力和重力共同决定的。

　　大家看这个水球，它在水中是什么状态？它能静止浸没在水中，而且能静止在水中任何位置。一个物体如果能浸没且静止在液体中的任何地方，我们把这种状态叫做悬浮。物体静止，处于平衡状态，受到的是平衡力，哪两个力平衡呢？对，浮力和重力平衡，也就是说$F_{浮}=G$。当物体浸没时，如果$F_{浮}=G$，物体就是悬浮状态。那物体浸没时，如果$F_{浮}G$，同学们再分析一下，物体当然也不会静止，它会怎么运动？对，向上运动。（播放上浮的木块视频）看，上浮的木块，它受到的浮力大于自身重力。当它一部分露出水面，排开水的体积变小，浮力也随之减小，直到$F_{浮}=G$时，它就静止在水面了。物体浸没时，如果$F_{浮}>G$，物体会上浮，最后会露出水面。在露出水面过程中，它排开水的体积减小，浮力减小。浮力原本大于$G$，随着浮力减小，最后等于$G$，这时又受到平衡力，处于平衡状态，最后静止漂浮在水面上。所以上浮的最终结果是漂浮，漂浮时$F_{浮}=G$。原来物体的浮与沉，是由浮力和重力的大小关系决定的。在浸没前提下，如果$F_{浮}>G$，物体会上浮直至漂浮；如果$F_{浮}=G$，物体会悬浮，能静止在液体中任何地方；如果$F_{浮}

　　我们知道了物体的浮与沉由浮力和重力大小关系决定，那怎么改变物体的浮与沉呢？比如怎样使沉在水底的鸡蛋浮起来？大家都知道人在海水中会下沉，但在死海却能漂浮在海面上，为什么呢？因为死海含盐浓度大，海水密度大。同学们有启发了吗？我们在水里加盐试试。（演示加盐使鸡蛋浮起来）看，鸡蛋浮起来了。根据阿基米德原理，$V_{排}$不变的情况下，如果增大$\rho_{液}$，是不是就增大了浮力？这次我们就是通过增大$\rho_{液}$增大浮力，改变了浮力和重力的大小关系，从而改变了物体的浮沉。那怎样使沉在水底的药膏皮浮起来呢？（展示空瘪沉在水底的药膏皮）除了改变$\rho_{液}$，还有其他办法吗？（用注射器给药膏皮充入气体，药膏皮鼓起来后放入水中，浮起来了）看，我们给药膏皮充入气体，它体积增大，变成空心结构，浸没在水中就浮起来了。根据阿基米德原理，$\rho_{液}$不变时，如果增大$V_{排}$，是不是也增大了浮力，改变了浮力和重力的大小关系，也就改变了浮沉。那怎样使浮在水面的空瓶沉下去呢？（展示漂浮的空瓶和足量沙子）空瓶原本漂浮在水面，现在给它提供足量沙子，你们准备怎么做？在瓶内灌满沙子后，哪个力变大了？对，重力变大了，这样是不是就改变了浮力和重力的大小关系？综上所述，要改变物体的浮沉，只要改变浮力和重力的大小关系就行。改变浮力大小，可以改变$\rho_{液}$或者$V_{排}$。

　　我们知道了物体的浮沉条件，也会改变物体浮沉了，那如何应用物体的浮沉原理呢？来看几个实例。橡皮泥沉在水底，怎么让它浮起来？可以把橡皮泥做成空心状，增大排水体积。铁制成的船体是空心的，增大体积也就增大了所受浮力，所以能浮在水面上。钢板会沉到水底，用钢板做的船为什么能浮在水面？也是用到空心结构，空心结构增大了自身体积，在水中增大了$V_{排}$，增大了浮力，从而能漂浮在水面上。潜水艇是如何实现浮沉的呢？（展示潜水艇模型）看，水进入瓶中，小瓶重力增加就下沉；瓶中的水排出，自身重量减少就上浮。控制小瓶的进水和排水，改变小瓶总重量，就能实现水中的上浮和下沉。潜水艇也是类似原理，它是军舰的一种，靠平底两侧水舱的冲水和排水来控制浮沉。潜水艇水舱充满水时，$F_{浮}=G$，悬浮在水中，可以停留在水中任何位置，靠推进器前进。当用压缩空气把水舱中的水排出一部分时，潜水艇重力减小，因为$F_{浮}>G$就上浮。潜水艇露出水面，浮力因进入水中体积减小而减小。当$F_{浮}$又等于$G$时，就像船一样浮在水面上了。所以潜水艇是通过改变自重来实现浮沉的。

　　物体在空气中也受到浮力，飞艇和热气球是如何升空的呢？（播放相关视频）给气球充入空气，因为气球本身有重力，所以没升入空中。冲入密度小于空气的氢气，使它们重力小于所受浮力，就升空了。氦气密度比空气小，且不燃烧更安全，所以飞艇中充入的是氦气，装上推进器就能在空中飞行。用液化石油气给热气球中的空气加热，空气密度变小，当气球充满热空气时，重力小于所受浮力，就能飞上高空。原来它们都是充入密度较小的气体，体积一定时，重力更小，$G

　　现在我们回头看看课堂一开始的小章鱼，它为什么这么听话？（播放小章鱼相关视频）大家仔细观察这个小瓶，它里面水面的变化。它其实是一个小瓶倒扣在大瓶里面，挤压大瓶，小瓶里面水面是上升还是下降？松开大瓶呢？小瓶里面水面上升，意味着水被挤入小瓶，小瓶自身重量增加，$G>F_{浮}$就会下沉。所以捏大瓶时，水压入小瓶，小瓶重量变大，大于浮力就下沉；松开大瓶，水被压出小瓶，小瓶重力减小，$G

　　通过今天的学习，大家知道物体在液体中有几种状态了吗？知道物体的浮沉条件了吗？会改变物体的浮沉吗？会运用浮沉条件解释生产生活中的一些现象吗？最后补充一下漂浮的应用。物体漂浮时，$F_{浮}=G$，只要重力不变，浮力就不变。也就是说物体如果漂浮在不同液体中，重力不变，受到的浮力就不变。根据阿基米德原理，$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$，如果浮力不变，$\rho_{液}$和$V_{排}$就成反比。根据这个原理，可以制成液体密度计。（展示液体密度计结构）这是液体密度计，它是一根空心玻璃管，底部有重物，能让空心玻璃管在液体中竖直漂浮，上端有刻度。当液面到达哪个刻度，就能读出对应的液体密度。怎么使用呢？假如液体密度计在甲、乙两种液体中，在甲液体中它浸入得更深，$V_{排}$更大；在乙液体中浸入得浅一些，$V_{排}$小。根据漂浮原理，它在甲乙两种液体中受到的浮力一样，都等于重力，重力不变，浮力就不变。根据浮力不变，$\rho_{液}$和$V_{排}$成反比，甲中$V_{排}$更大，所以甲液体的密度更小，即$\rho_{甲}<\rho_{乙}$。（播放液体密度计使用视频）利用浮力原理做成的密度计可以测量液体密度，靠下端重锤总是直立漂浮在液体中，密度计重力不变，漂浮时$G=F_{浮}$也不变。如果液体密度大，$V_{排}$就小，密度计进入液体部分小，液面在密度计上指示的位置就靠近下端。

　　我们知道漂浮原理$F_{浮}=G$，根据阿基米德原理$F_{浮}=G_{排}$，同一个物体浮力一定，所以$G=G_{排}$，继续推导可得$m=m_{排}$，漂浮物体的质量等于它排开液体的质量。这样一来，轮船的质量是不是就可以用排水量来表示了呢？好，下面是今天的作业。

　　今天的课就到这里，同学们再见。