§10～3 物体的浮沉条件及应用
设计思想 本节内容主要是通过学生观察、实验和生活实例展现，让学生经历了“问题—思考—逻辑推理—结论”的过程，很好地体现了新课标让学生体验 知识的形成、在发展过程中主动获取知识的精神，培养了学生的逻辑推理能力，为解决实际问题打下基础。同时通过边思索边学习的方法，激发学生的学习兴趣。 八年级的学生已经有一定的力学基础，在浮力以及阿基米德原理学习的基础上，物体的浮沉条件及应用难度较大，对一部分待转化生可能有难 度，所以在探究自学后应注意纠正或者指导。 教材分析 学情分析 本节是在学习了阿基米德原理，认识了浮力产生原因的基础上，从知识应用的角度学习物体浮沉的条件。本节知识综合性较强，难度较大，涉及应用受力分析、力和运动的关系以及与浮力知识结合起来解决问题等。 本节由“物体的浮沉条件”和“浮力的应用”两部分内构成。教学 的重点是，能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件，并能运用物体的浮沉条件说明生产生活中的一些现象。教科书以轮船、潜水艇、气球、飞艇为实例，让学生了解他们如何通过改变浮力或重力的大小实现浮沉。教学中，应注意引导学生运用浮力的知识解释生产生活中常见的现象。 教学目 知识与技能 1．知识与技能 （1）物体浮沉的条件，知道浮力的应用 标 过程与方法 2．过程与方法： （1） 通过观察、分析、了解轮船是怎样浮在水面的； （2） 通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。 情感态度与价值观 1. 经历“问题—思考—探究分析—结论”的实践过程，提高学生的主动探究的意识； 2. 3. 在分析实验现象过程中培养学生严谨的科学态度； 通过让学生分析，培养学生对问题的分析能力。 教学重点难 点 教学方 法 使用器 材 课 时 重点：物体浮沉的条件，知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理； 难点：理解改变物体所受的重力与浮力的关系，能增大可利用的浮力。 实验探究法、讨论法、分析对比法 多媒体课件 1 课时
教学过程设计
教学 环节 一、引入 新课 教师活动 学生 活动 设计意图 ● 教学流程： 从学生已学观察、的知识和上节课（一）新课引入 [演示]：1．出示铁块和蜡块让学生观察
思考、的问题入手， 引交流 出本节课的课题符合学生的认知特点，使学生有，
发现它们体积相等。2．将体积相同的铁块和蜡 块同时浸没在水中后松手。 亲切感， 乐于探究。 [现象]：铁块沉入杯底而蜡块上浮最终浮 在水面。 [提问]：1．浸没在水中的铁块、蜡块（松 手后）各受到什么力？ （浮力、重力） 2. 铁块和蜡块受到的浮力相等吗？ （相等。因为 V 排相等，根据阿基米德原理可知浮力相等。） 3. 既然铁块和蜡块受到的 F 浮相同，为什 么松手后铁块沉底而蜡块上浮？ 液体中，物体的浮沉取决于什么呢？ [讲解]：物体的浮沉条件： 分析蜡块：松手后，浸没在水中的蜡块所受到的F 浮＞G 蜡，所以蜡块上浮。当蜡块逐渐露出水面，V 排减小，浮力减小，当 F 浮= G 物 时，蜡块最终漂浮在水面。即：F 浮＞G 物上浮， 最终漂浮。 分析铁块：松手后，浸没在水中的铁块所 ， 受到的F 浮＜G 铁，铁块下沉。到达容器底部后G 铁和F 支，三力平衡，静止在容铁块受到 F 浮、器底，我们说铁块沉底。即：F 浮＜G 物下沉， 最终沉底。 若一个物体浸没在水中，松手后 F 浮=G 物， 受力平衡，物体的运动状态不变，我们说物体 悬浮在液体中。即：F 浮=G 物，最终悬浮。 总结：通过上述分析，我们知道浸在液体 。 中物体的浮沉取决于物体所受 F 浮与G 物的关系 二、探究 新知 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 通过教师的 新课讲解，推动 课堂进程。 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 观察、 学生通过 课 老的“空心”办法，可以增大漂浮物体可利用的 交流、 堂交流， 对知识 回答 有了更深刻的认 识。 浮力。 [质疑]：密度比水大的下沉的物体有没有 听讲、思考、 办法让它上浮或漂浮呢？ 交流 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 [演示]： ， 潜水艇能潜入水下航行，进行侦查和袭ft 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 是一种很重要的军事舰艇。它是怎么工作的呢？ ， V 浮是否变化？（塑料管形变很小，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 利用例子的练习、讲解推进课程， 思考、 使教学进程层层 化？ 原理：ρ 气＜ρ 空气，（即利用密度小于空气交流 递进，同时纠正 学生出现的问题。 的气体，通过改变气囊里气体的质量来改变自 身体积从而改变所受浮力的大小来实现升降 学生练习巩固 练习、 思考、交流 的。）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。 练习、思考、交 流 讨论 三、巩固 1、铁钉在水中下沉，是因为受到的浮力＿＿＿重力， 练习 在完全沉没下沉过程中，铁钉受到的浮力 (均选填“变大”“变小”或“不变”) 2、漂浮在水面上的皮球，用手将其慢慢压入水中的过程中，皮球受到的浮力将＿＿＿，施加的压力将 ＿＿＿＿。（均选填“变大”“变小”或“不变”） 3、悬浮在液体中的物体受到的浮力与重力的关系是F 浮 G 物 ，那么液体的密度和物体密度会有什 思考、 回答 么 关系呢？ρ 液 “小于”） 4、密度计是用来测量＿＿＿＿＿＿的仪器，同一支密度计分别放置在甲、乙两种液体里均静止不动， 则密度计在两种液体中所受的浮力 F 甲＿＿F 乙。两种液体的密度 ρ 甲＿＿ρ 乙。（选填“＞”“＜”或 “＝”） 5、中央电视台于 2001 年 6 月 3 日在云南抚仙湖第一次现场直播了水下考古过程。这次水下考古使用了我国科学家自行设计制造的现代化“鱼鹰一号”深潜器(原理与潜水艇相同)，它的下潜和上浮是靠 改变＿＿＿＿来实现的；深潜器在水面下下潜过程中，受到水的浮力 ＿＿＿。 ρ 物（均选填“大于”“等于”或 四、课堂 小结 1. 物体的浮沉条件： 思考、 学生通过课回答、堂小结， 学生查交流 漏补缺， 使知识更具系统性。 F 浮＞G 物 上浮 最终漂浮 ρ 液 ＞ρ 物 F 浮 ＝G 物 悬浮 ρ 液 ＝ρ 物 F 浮＜G 物 下沉 最终沉底 ρ 液 ＜ρ 物 2. 通过调节物体受到的 F 浮或G 物，可以调 节物体的浮沉。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. 潜水艇：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。 五、知识 思考题： 延展 思考、 练习 创设问题情景，置疑引新。 (将设计方案写在作业本上) 六、布置 作业 教材：配套练习册 板 书 设 计
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