人教版（2024）八年級下冊物理第十章《浮力》教案（共4課時）

第第頁人教版（2024）八年級下冊物理第十章《浮力》教案（共4課時）第1節(jié)浮力教學目標物理觀念:認識浮力,了解浮力的方向和產(chǎn)生原因;通過實驗探究知道影響浮力大小的因素?？茖W思維:通過觀察,認識浮力的存在;經(jīng)歷推理過程,了解浮力產(chǎn)生的原因?？茖W探究:通過實驗探究知道影響浮力大小的因素;學會使用彈簧測力計測量浮力;經(jīng)歷通過實驗收集證據(jù),形成合理的解釋,并與其他同學相互交流、完善結(jié)論的科學探究過程,系統(tǒng)地培養(yǎng)學生的科學探究能力?？茖W態(tài)度與責任:認識浮力,體會物理概念之間的聯(lián)系,建立科學的世界觀;根據(jù)實驗現(xiàn)象提出猜想、表達觀點,并通過探究收集證據(jù)、加以論證,培養(yǎng)學生科學論證的科學思維。教學重難點教學重點:探究影響浮力大小的因素,“稱重法”測浮力。教學難點:運用實驗和分析的方法得出浮力產(chǎn)生的原因。教學準備教師準備:教學課件、大量筒、乒乓球、大水槽、彈簧測力計、剪掉底的透明塑料瓶、粘著紅線的乒乓球、燒杯。學生準備:彈簧測力計、細線、鐵塊、拴著細線的石塊、大水槽、空礦泉水瓶、水、鹽水。教學過程教學環(huán)節(jié)設計意圖一、創(chuàng)設情境導入新課1.首先將乒乓球放在大量筒中,問同學們:“除了將乒乓球倒出來,用什么方法能把乒乓球從量筒中取出來呢?”學生上臺進行演示,向大量筒中加入適量水,取出乒乓球。2.課件展示:冰山漂浮在海面上;鴨子、輪船漂在水面上;人漂在死海海面上;熱氣球載著重物飛上高空等引導學生思考:以上物體在液體或氣體為什么能漂浮或升空呢?學生:液體或氣體對物體有一個向上的力。教師:這個力是浮力,這節(jié)課我們學習“浮力”。通過播放神奇的死海、生活中的浮力圖片,以教師設問的方式引入浮力,能夠貼近學生的思維實際,使學生從生活中的浮力現(xiàn)象走向物理二、新課講解探究新知探究點一浮力(一)浮力的方向演示實驗1:將一乒乓球按入水中,松手后,乒乓球浮出水面,最后漂浮在水面上。討論以下問題:水中上浮的乒乓球和浮在水面上的乒乓球受幾個力的作用?施力物體是什么?力的方向怎樣?學生:乒乓球受到重力作用,施力物體是地球,方向是豎直向上。學生:乒乓球從水中由靜止上浮,說明它還在水中受到與重力方向相反即豎直向上的力,這個力就是浮力,它的施力物體是水。學生:浮上來的乒乓球最終靜止在水面,處于平衡狀態(tài),說明它在豎直方向上受到的是平衡力,這時它受到的重力與浮力是一對平衡力,所以我們得出浮在水面上的物體受到的浮力的方向豎直向上,力的大小等于物體的重力。演示實驗2:找一段較粗的紅線,將其兩端分別固定在乒乓球和燒杯的底部,將水注入燒杯,直到將乒乓球浸沒,觀察紅線的狀態(tài)。將燒杯的一端墊高,再次觀察紅線的狀態(tài)。分析兩種情況下乒乓球的受力情況,應用二力平衡知識得出浮力的方向與重力方向相反,即浮力方向總是“豎直向上”的討論以下問題:1.乒乓球受到了哪些力?2.本實驗說明了什么?學生:乒乓球受到豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力。學生:本實驗說明浮力的方向是豎直向上的。歸納總結(jié):浸在液體中的物體受到向上的力,這個力叫作浮力。(二)測量浮力的大小過渡:力的要素除了方向、作用點外還有大小,之前我們學習重力時,用彈簧測力計測量重力,那么又如何利用彈簧測力計來測量浮力大小呢?學生活動:1.用彈簧測力計掛著鐵塊,讀出示數(shù),然后用手托住鐵塊?？吹绞裁船F(xiàn)象?(彈簧測力計的示數(shù)變小了)2.分析鐵塊受力情況,手對鐵塊的托力多大?學生思考后小組討論。學生:鐵塊受到重力、拉力和托力,托力大小等于鐵塊的重力與拉力(彈簧測力計的示數(shù))之差。教師:通過剛才的實驗,當我們把鐵塊放入水中時,鐵塊受到豎直向上的浮力,這個浮力相當于剛才實驗中我們對鐵塊豎直向上的托力,我們?nèi)绾螠y量物體浸在液體中受到的浮力?學生:用彈簧測力計懸掛鐵塊,測量出鐵塊的重力G,然后鐵塊浸沒在水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F,鐵塊受到的浮力F浮=G-F。學生實驗1:測量鐵塊在水中受到的浮力,體驗用稱重法測量浮力。演示實驗3:把石塊放入水中,石塊下沉,一直沉到燒杯底。教師:下沉的石塊受到浮力嗎?請同學們討論并自己利用桌上的實驗器材設計實驗驗證自己的想法。教師巡回指導。學生:將石塊掛在彈簧測力計下測出石塊在空氣中的重力,然后將彈簧測力計懸掛著石塊浸入水中,讓石塊全部或部分浸入水中,直到達到平衡。如果彈簧測力計的示數(shù)不變,說明石塊不受浮力;如果示數(shù)變小,說明受到向上的浮力;如果示數(shù)變大,說明受到了水對它向下的力。學生:用彈簧測力計吊著石塊浸入水中時,彈簧測力計的示數(shù)變小了,說明石塊在水中受到了水對它豎直向上的浮力的作用。探究點二決定浮力大小的因素學生實驗2:在大水槽中裝半槽水,用手將空礦泉水瓶慢慢壓入水中,在空礦泉水瓶浸沒前,體會空礦泉水瓶所受浮力及其變化。教師:浮力的大小可能與哪些因素有關?請同學們根據(jù)剛才的體驗和生活中的經(jīng)驗提出猜想?并說出猜想的依據(jù)。學生利用之前學習的二力平衡知識解決現(xiàn)在的新問題,層層遞進的方式,讓學生掌握稱重法測浮力學生結(jié)合體驗猜想,訓練學生合理猜想,有根據(jù)地猜想,有依據(jù)推理問題的能力學生:可能與瓶子浸在水里的體積有關,因為剛才瓶子全部壓入比一半壓入要費力,浮力更大,說明與浸入水中的體積有關。學生:可能與瓶子浸入水中的深度有關,因為瓶子往下壓,深度增加,更費力。學生:可能與物體的密度有關,因為乒乓球和鋼球的密度不同,乒乓球在水里漂浮,鋼球在水里沉底。學生:可能與液體的密度有關,因為人可以躺在死海里看書。教師:實驗中運用的科學研究方法是什么?學生:控制變量法。教師:首先全體小組來探究是否和物體浸沒在液體中的深度有關。如何設計實驗?學生:控制液體的密度相同,所以液體都是水,控制物體浸在液體中的體積相同,讓物體都是浸沒狀態(tài),控制物體的密度相同,選擇同一物體。教師:如何設計該實驗?小組討論,設計實驗方案。學生:先用彈簧測力計測出鐵塊的重力,然后將鐵塊浸沒在水中,讀出彈簧測力計的示數(shù),再改變鐵塊浸沒的深度,讀出彈簧測力計的示數(shù)。學生分小組進行實驗,實驗過程中分工明確,記錄數(shù)據(jù)同時也要注意實驗過程中出現(xiàn)的問題。學生:分析數(shù)據(jù)可知,物體所受浮力的大小和浸沒在液體中的深度無關。另外3個猜想,為了節(jié)省時間,3個猜想的探究實驗同時進行,每2~3個小組進行一個猜想探究實驗。分組實驗完成后,各小組派代表匯報本組的實驗操作、分析數(shù)據(jù)的過程,以及得到的實驗結(jié)論。教師在合理性和規(guī)范性上給予指導,對小組合作探究的過程給出評價。最后師生一起歸納、總結(jié),得出結(jié)論。師生共同歸納分析:物體在液體中所受浮力的大小,跟物體的密度、物體的體積、浸沒的深度等無關,跟浸在液體中的體積、液體的密度有關。探究點三浮力產(chǎn)生的原因過渡:浮力是怎么產(chǎn)生的呢?帶著問題我們來看一段視頻。學生:浮力是由于液體對物體下表面的壓力大于上表面的壓力,也就是物體上下表面受到液體的壓力差。演示實驗4:取一只去底的透明塑料瓶,瓶口直徑略小于乒乓球直徑。將乒乓球放入瓶中,保持瓶口朝下。向塑料瓶中注水,觀察乒乓球的狀態(tài)。用手堵住瓶口,觀察乒乓球的狀態(tài)。教師:你看到了什么現(xiàn)象?為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象?小組討論解釋這個現(xiàn)象。學生:乙圖實驗中,乒乓球靜止不動,這是因為乒乓球只受到水給它向下的壓力。在圖丙實驗中,乒乓球向上運動,這是由于乒乓球下面積滿了水,乒乓球既受到水對它向下的壓力,又受到水對它向上的壓力,并且向上的壓力大于向下的壓力。培養(yǎng)學生設計實驗的能力、分析概括能力通過演示實驗,加深對浮力產(chǎn)生原因的理解如圖所示,我們研究浸沒在液體中的長方體的受力情況。長方體兩個相對的側(cè)面所受液體的壓力相互平衡,物體水平方向所受力的合力為0。長方體上、下表面所處的深度分別記為h1、h2,h2>h1,因此,液體對長方體下表面的壓強要大于液體對上表面的壓強。長方體上、下表面的受力面積相同,所以,液體對長方體向上的壓力F2大于液體對它向下的壓力F1。歸納:浮力產(chǎn)生的原因是物體上下表面受到液體的壓力不同(壓力差)。三、歸納概括課堂小結(jié)學生總結(jié)本節(jié)所學知識,教師課件展示。培養(yǎng)學生歸納總結(jié)的意識和能力板書設計第1節(jié)浮力1.方向:豎直向上(與重力方向相反)。2.測量:彈簧測力計F浮=G-F(稱重法)。3.產(chǎn)生原因:物體上下表面受到液體的壓力差,F浮=F向上-F向下。4.影響因素:(1)浸在液體中的體積(排開液體的體積);(2)液體的密度。作業(yè)設計利用彈簧測力計、橡皮泥等探究浮力大小是否與物體的形狀、質(zhì)量有關,請設計實驗進行驗證。參考答案:(1)探究浮力大小是否與物體的質(zhì)量有關器材:燒杯、水、細線、彈簧測力計、體積相同但質(zhì)量不同的兩小球A和B。步驟:①用細線分別拴上小球A和小球B,懸掛在彈簧測力計下,分別測出二者的重力G1和G2。②將小球A和小球B分別緩慢地浸沒在水中,分別讀出彈簧測力計的示數(shù)F1和F2。③比較G1-F1和G2-F2的大小,若不相等,說明所受浮力與物體的質(zhì)量有關;反之,則證明有關。(2)探究浮力大小與物體的形狀是否有關器材:燒杯、水、細線、彈簧測力計、橡皮泥。步驟:①用細線拴上橡皮泥,懸掛在彈簧測力計下,使橡皮泥緩慢地浸沒在水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F1。②改變橡皮泥的形狀,重復上述步驟,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2。③比較F1和F2的大小,若不相等,說明所受浮力與物體的形狀有關;反之,則證明無關。教學反思本課的教學設計,從我們生活中所熟悉的場景引入,密切聯(lián)系生活實際,教學中從學生身邊的例子入手,進行演示實驗和學生實驗,學生體驗了科學探究的全過程,又讓學生學習了科學探究的方法,還加深了對浮力概念的理解。新的課程改革對物理教育提出了新的理念,將“培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)”作為物理教學的根本目的,將“從生活走向物理,從物理走向社會”,“注重科學探究,提倡學習方式的多樣化”作為課程的基本理念。因此,在課堂教學中要落實物理教育的基本目的,突出新的課程理念。第2節(jié)阿基米德原理教學目標物理觀念:能說出阿基米德原理并會書寫其公式;會利用阿基米德原理解釋簡單的現(xiàn)象和計算?？茖W思維:通過科學探究活動,經(jīng)歷觀察物理現(xiàn)象的過程,培養(yǎng)學生觀察、實驗能力,分析、概括、思維能力?？茖W探究:經(jīng)歷探究阿基米德原理的過程,學習科學探究的有關方法?？茖W態(tài)度與責任:養(yǎng)成觀察思考、勇于發(fā)現(xiàn)、樂于探究的學習習慣,以及應用物理知識解決實際問題的能力。教學重難點教學重點:理解阿基米德原理,應用阿基米德進行相關計算。教學難點:應用阿基米德原理進行計算。教學準備教師準備:阿基米德原理演示器、彈簧測力計、空飲料瓶、燒杯、水、木塊、小石塊等。學生準備:阿基米德原理演示器、彈簧測力計、小石塊、水、細線、空飲料瓶、燒杯等。教學過程教學環(huán)節(jié)設計意圖一、創(chuàng)設情境導入新課阿基米德是古希臘著名的哲學家、數(shù)學家、物理學家,享有“力學之父”的美稱,敘拉古國王讓工匠做了一頂純金的王冠,但是在做好后,國王疑心工匠在金冠中摻了假,于是請阿基米德來檢驗。阿基米德冥思苦想而不得要領,讓我們重溫阿基米德驗皇冠的故事。播放視頻“阿基米德鑒別王冠的故事”。提出問題:阿基米德是怎樣解決這個難題的呢?學習了今天的知識后,你會找到答案。激發(fā)學生學習的興趣,同時學習科學家勇于探究科學真理的精神二、新課講解探究新知學生準備:在燒杯中裝滿水,往下按空飲料瓶,水會溢出。要求:1.你的手有什么感受,這說明了什么?2.這個力有變化嗎,這又說明了什么?3.你還觀察到什么現(xiàn)象?4.根據(jù)剛才實驗中你的感受結(jié)合觀察到的實驗現(xiàn)象,你覺得浮力的大小可能和什么有關?四人一組,按要求完成實驗。感知浮力的大小變化。交流:1.手受到向上頂?shù)牧?說明瓶子浸入水中的過程中,受到水的浮力。2.在瓶子浸入水中的過程中,向上頂?shù)牧υ絹碓酱?受到的浮力在增大。3.溢出來的水越來越多,受到的浮力越大,浮力大小可能與溢出來水的多少有關。教師引導:這個“多少”指的是什么?是指排開水的質(zhì)量、密度、體積還是重力?通過學生的親自體驗,教師的步步引導,讓學生把感受和實驗現(xiàn)象聯(lián)系起來,較為順利地提出浮力大小可能與排開液體的重力有關學生:排開液體受到的重力。教師:要驗證猜想是否正確,我們要怎么做?學生:實驗。學生自主閱讀課本,結(jié)合給出的實驗器材,思考下列問題,思考后小組討論:1.怎樣測浮力?2.怎樣收集排開的液體?3.怎樣測出排開液體的重力?4.需要的實驗器材有哪些?5.如何進行實驗、設計表格?6.如何進行多次實驗?學生討論交流后,小組進行展示,其他小組進行補充,教師點評。1.用彈簧測力計測出浮力大小:先測出物體所受的重力G,再讀出物體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)F拉,則F浮=G-F拉。2.物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出:溢水杯中盛滿液體,再把物體浸在液體中,讓排開的液體流入一個小桶中,桶中的液體就是被物體排開的液體,用彈簧測力計測出排開液體所受的重力。實驗器材:彈簧測力計、細線、水、小石塊、小桶、溢水杯。學生分小組進行實驗,小組內(nèi)做好分工,記錄實驗數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。實驗步驟:①用彈簧測力計測出空小桶的重力G桶;②用彈簧測力計測出小石塊的重力G物;③將小石塊浸入盛滿水的溢水杯中,記下彈簧測力計的示數(shù)F拉;④用彈簧測力計測出盛水小桶的總重力G總;⑤計算出小石塊受到水的浮力F浮和排開水的重力G排。實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。次數(shù)小桶的所受的重力G桶/N物體所受的重力G物/N物體在水中時彈簧測力的示數(shù)F/N小桶和排開水所受的總重力G總/N浮力F浮/N排開水所受的重力G排/N1234學生交流后引導學生歸納出浮力大小與排開液體重力的關系后,組織學生評估并反思實驗過程,從而改進實驗方案。歸納:阿基米德原理的內(nèi)容,并用課件展示。1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。學生回答問題,經(jīng)歷實驗的設計過程,思考問題,得出結(jié)論;教師通過提問引導學生思考并設計實驗小組合作實驗,培養(yǎng)團隊合作意識2.公式:F浮=G排。3.用于計算的導出式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。4.阿基米德原理適用范圍:任何液體和氣體、任何情況(漂浮體、下沉物、部分浸入、浸沒)。交流與評估:(1)若溢水杯中水沒有加滿,會對實驗造成什么影響?導致G排的測量值偏小。(2)實驗中,如何保證實驗時溢水杯中水已加滿?向溢水杯中緩慢加水,直到溢水口有水滴流出,就表示水已經(jīng)加滿。(3)實驗中,若先測出小桶和水的總重,再將水倒出后測出空桶的重力,測量結(jié)果會因為桶壁沾有部分水,所以G桶測量值偏大,導致G排測量值偏小。例題1將金屬塊浸入水中,排開0.6kg的水,金屬塊受到的浮力是6N(g取10N/kg)。

例題2一個體積為300cm3的物體浮在水面上,它的23體積露出水面,它受的浮力大小為1N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3例題3在“阿基米德解開王冠之謎”的故事中,若王冠受到的重力為4.9N,浸沒在水中稱時,彈簧測力計示數(shù)為4.5N。ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)王冠浸沒在水中時受到的浮力是多少?(2)王冠體積為多大?(3)王冠的密度是多少?王冠是否是純金的?(金的密度是17.3×103kg/m3)課件展示答案評估有利于發(fā)展學生的批判性思維,使學生有可能發(fā)現(xiàn)新的問題,從而養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度首尾呼應,加深對阿基米德原理的理解,同時學會利用阿基米德原理解決問題三、歸納概括課堂小結(jié)學生總結(jié)本節(jié)所學知識,教師課件展示?？偨Y(jié)本節(jié)課的學習收獲,增加學生的自信心和獲得感板書設計第2節(jié)阿基米德原理1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。2.表達式:F浮=G排。3.導出式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。4.適用范圍:液體和氣體。作業(yè)設計提供彈簧測力計,設計實驗測量鹽水的密度,簡述實驗的主要步驟(用相應的字母表示所測的物理量),并寫出數(shù)學表達式。參考答案:實驗器材:水、鹽水、水杯、細線、石塊。步驟:①將石塊用細線拴住,用彈簧測力計測出石塊的重力G;②用彈簧測力計掛著石塊,使其浸沒在水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F1;③將石塊擦干,用彈簧測力計掛著石塊,使其浸沒在鹽水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2。④石塊在水、鹽水中受到的浮力分別為F水=G-F1、F鹽水=G-F2,石塊的體積為V,則有F水=ρ水gV=G-F1,F鹽水=ρ鹽水gV=G-F2,然后即可解得:ρ鹽水=G-F2教學反思教學的開展以阿基米德在浴缸中思考皇冠之謎的引入,根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出猜測“浮力大小可能與排開液體的多少有關”,繼而進一步猜想“浮力大小可能等于排開液體所受的重力”,學生分小組合作學習進行實驗設計和驗證。學生通過討論并在動手實驗的基礎上去驗證猜想,然后引導學生通過分析、歸納的方法提出物體所受的浮力跟它所排開液體的重力相等的假設。不僅加深了學生對知識的理解,更培養(yǎng)了學生學習本學科的興趣,在教學的各個環(huán)節(jié)中,有意識地引導學生主動地思考并給學生討論、交流的機會,達到了理論聯(lián)系實際的目的,起到了良好的效果。第3節(jié)物體的浮沉條件及應用教學目標物理觀念:知道物體的沉浮條件,會根據(jù)沉浮條件判斷物體的浮沉;能根據(jù)二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件;能應用沉浮條件解釋簡單的物理現(xiàn)象?？茖W思維:通過分析物體在液體或氣體中的受力情況,推導出物體的浮沉條件;通過物體的浮沉條件和阿基米德原理,推導物體密度和液體密度的關系?？茖W探究:通過觀察雞蛋在不同液體中的浮沉現(xiàn)象,探究物體的浮沉條件;通過實驗,了解輪船、航空母艦、潛水艇、氣球和浮空艇的原理?？茖W態(tài)度與責任:通過觀察和實驗,樹立以觀察和實驗的方法來研究物理問題的思想;經(jīng)歷交流浮沉條件在技術上的應用事例,體會科學、技術與社會密切聯(lián)系。教學重難點教學重點:根據(jù)二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件。教學難點:根據(jù)阿基米德原理比較物體密度與液體密度的關系;利用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。教學準備教師準備:教學課件、玻璃杯、雞蛋、水、鹽、玻璃棒、潛水艇模型、鐵架臺、酒精燈、薄塑料袋、密度計。學生準備:橡皮泥、大水槽、水。教學過程教學環(huán)節(jié)設計意圖一、創(chuàng)設情境導入新課播放視頻“中國航母編隊霸氣出場”和“中國核潛艇航行”。提出問題:航母和核潛艇是海上鋼鐵巨獸,是移動的國土,航母作為現(xiàn)代海軍的標配,核潛艇以其獨特的戰(zhàn)略威懾能力和戰(zhàn)略反擊能力,象征著一個國家的海洋力量和綜合國力。為什么鋼鐵做成的航母能浮在水面上?鋼鐵做成的潛水艇能在水中上浮和下潛呢?引出課題:今天我們一起學習“第3節(jié)物體的浮沉條件及應用”。激發(fā)學生的學習興趣和愛國情懷二、新課講解探究新知探究點一物體的浮沉條件在水里,許多東西能浮在水面,比如乒乓球、木塊、石蠟等;也有許多東西沉到水底,比如石頭、硬幣、橡皮等;那么物體的浮沉取決于什么呢?演示實驗:“水”中的雞蛋。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里,雞蛋沉入杯底;逐漸將食鹽溶解在水中雞蛋恰好懸浮;繼續(xù)溶解食鹽最終雞蛋漂浮。通過雞蛋在不同的“水”中的狀態(tài),讓學生認識下沉、沉底、懸浮、上浮和漂浮這五種浮沉狀態(tài)?？偨Y(jié)易混淆的幾個詞語(課件展示):浸沒:物體完全沒入了液體中,整個物體在液面以下。浸入:也就是“浸在”,包括浸沒和部分浸入。漂浮:物體在液面處,部分浸入。懸浮:物體在液面以下,浸沒,可以存在于液面下任何位置。上浮:物體正在向上加速運動,可能浸沒,也可能部分浸入,最終狀態(tài)是漂浮。下沉:物體正在向下加速運動,可能浸沒,也可能部分浸入,最終狀態(tài)是沉在液體底部。通過演示實驗,認識物體在液體中的不同狀態(tài)梳理易混概念,為學習掃清障礙小組合作學習:1.上述幾種狀態(tài),哪些狀態(tài)是平衡狀態(tài),哪些是非平衡狀態(tài)?2.分析上述幾種狀態(tài)下雞蛋受到的浮力與重力的關系,分別畫出上述幾種狀態(tài)下雞蛋受力示意圖。師生共同總結(jié)物體的浮沉條件:(1)比較浮力和物體重力的關系上浮:F浮>G。漂浮:F浮=G。懸浮:F浮=G。下沉:F浮<G。沉底:F浮<G,沉底時,受到重力G、浮力F浮與支持力的作用,這三個力平衡,即G=F浮+F支。(2)比較物體密度ρ物與液體密度ρ液的大小關系判斷物體的浮沉當物體浸沒在水中時,受到重力G與浮力F浮兩個力的作用。物體浸沒在水中時:V排=V物=V;浮力的大小:F浮=ρ液gV排=ρ液gV;重力的大小:G=ρ物gV物=ρ物gV;①當F浮>G時,得出ρ液>ρ物,物體上浮(最終漂浮);②當F浮=G時,得出ρ液=ρ物,物體懸浮;③當F浮<G時,得出ρ液<ρ物,物體下沉(最終沉底)。課件展示:物體的浮沉與密度大小有關的實例①漂浮:ρ冰<ρ水②懸浮:ρ雞蛋<ρ液體③沉底:ρ物體<ρ液體播放視頻——“用阿基米德原理證明物體的浮沉條件”。探究點二浮沉條件的應用(一)輪船過渡:往水里加鹽是通過改變液體的密度可以改變雞蛋的浮沉狀態(tài),還有沒有其他方法可以改變物體的浮沉狀態(tài)?教師演示:將一塊橡皮泥放入水中,橡皮泥在水中下沉。小組比賽:如何讓橡皮泥在水中漂浮呢?請你設計方案進行實驗,看哪個小組最快完成。展示成果:橡皮泥做成“空心”形狀可以漂浮在水上。教師引導總結(jié):橡皮泥是通過增大排開液體的體積改變物體浮沉狀態(tài)。課件展示漂浮在水面的輪船圖片,現(xiàn)代輪船是使用密度比水大的鋼鐵制造的,那么輪船是怎么浮在水面上的?學生:是通過“空心”的方法,增大排開水的體積,增大浮力。自主學習:什么是輪船的排水量。學生:排水量是輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量(m排),它等于輪船的質(zhì)量和貨物的質(zhì)量之和。點撥:輪船漂浮,浮力與輪船的總重力是一對平衡力:F浮=G物+船,根據(jù)阿基米德原理,浮力等于排開水的重力:F浮=G排水,所以輪船的總重力等于排開水的重力:G排水=G物+船,m排水教師:展示圖片,為什么生湯圓沉底,煮熟后會浮起來?生湯圓在水中湯圓煮熟時學生自主分析、歸納總結(jié)物體浮沉條件,有利于學生對知識的理解培養(yǎng)學生分析概括能力通過小組比賽,激發(fā)學生學習興趣,了解輪船的工作原理利用浮沉條件和阿基米德原理推導排水量公式,加強知識前后聯(lián)系學以致用,應用所學知識解釋生活現(xiàn)象學生:湯圓煮熟后變成空心,增大了V排,從而增大了浮力,使其浮起來。例題一艘輪船的排水量是1×104t,在密度是1.0×103kg/m3的江水中航行,它滿載時排開水的體積是多大?如果該輪船從長江駛?cè)氪蠛?海水密度為1.03×103kg/m3)中航行,它排開海水的體積是多大?它從長江駛?cè)氪蠛Ｖ?是上浮一些還是下沉一些?小組合作學習,然后小組代表進行展示。解滿載時排開水的質(zhì)量是m=1×104t=1×107kg排開江水的體積V=mρ水=1×107排開海水的體積V'=mρ海水=1×1輪船從長江到大海都是漂浮,根據(jù)二力平衡條件可知:浮力等于船與貨物的總重力,F浮=G船+G物,是不變的;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排,浮力不變,海水的密度大,因此輪船排開海水的體積小,所以從長江駛?cè)氪蠛Ｖ袝r上浮一些。(二)潛水艇演示實驗:按圖用注射器、試管、軟管、短玻璃管等器材提前制作好潛水艇模型,把模型浸在水中,從試管中抽氣,模型將怎樣運動?向試管中打氣,模型又會怎樣運動?學生:抽氣時,水逐漸進入“潛水艇”中,“潛水艇”下沉。打氣時,“潛水艇”內(nèi)的水被排出,“潛水艇”上浮。師生共同歸納:潛水艇是靠改變自身的重力實現(xiàn)上浮和下潛的。播放視頻“潛水艇的浮沉”。(三)氣球和飛艇課件展示氣球、飛艇的圖片。組織學生自學課本,然后小組合作學習氣球、飛艇的工作原理。小組代表進行展示。1.氣球:內(nèi)部充有密度小于空氣的氣體(如氫氣、氦氣或熱空氣),使浮力大于重力而升空。2.飛艇:通過充氣或放氣改變自身體積,從而改變浮力,實現(xiàn)上升和下降。課件展示熱氣球圖片,熱氣球為什么能升空呢?用塑料袋、鐵架臺和酒精燈演示熱氣球升空的實驗。分析為什么加熱后塑料袋能升空?通過例題,鞏固對輪船原理的理解利用潛水艇模型演示潛水艇工作原理利用演示實驗探究氣球和飛艇的工作原理,激發(fā)學生學習興趣學生:在加熱過程中氣囊中氣體受熱膨脹,密度變小,則自身重力減小,當重力小于浮力時開始上升;當氣囊中氣體溫度降低,密度增大,則自身重力變大,當重力大于浮力時下沉。歸納:熱氣球通過改變自身重力實現(xiàn)浮沉。(四)密度計教師展示密度計實物,介紹密度計。密度計在不同的液體中處于漂浮狀態(tài),在液體中能保持豎直姿態(tài),測量時可以根據(jù)液面所處的位置直接讀出液體的密度。簡單介紹密度計,為下節(jié)制作微型密度計做準備板書設計第3節(jié)物體的沉浮條件及應用1.物體的浮沉條件(1)當F浮<G物或ρ物>ρ液時,物體下沉至沉底。(2)當F浮=G物或ρ物=ρ液時,物體懸浮。(3)當F浮>G物或ρ物<ρ液時,物體上浮至漂浮。(4)漂浮:F浮=G物。2.浮力的應用(1)輪船:輪船靠“空心”的方法增大浮力。排水量:指輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量。(2)潛水艇:靠改變自身重力實現(xiàn)上浮和下潛的。(3)氣球和飛艇:工作原理是充入密度小于空氣的氣體,使受到空氣的浮力大于自身的重力。(4)密度計:測量液體密度的儀器,工作原理是漂浮時F浮=G。作業(yè)設計1.查閱資料,了解我國潛水艇或航母的發(fā)展歷程。2.利用電子秤、礦泉水瓶、水杯、木塊等探究阿基米德原理,設計實驗方案,并寫出實驗報告。參考答案:(見課件)教學反思本節(jié)課的教學圍繞物體的浮沉條件及應用實例展開,教學環(huán)節(jié)緊湊,實驗到位,在學生已有知識的基礎上構建新的知識。重視培養(yǎng)學生的科學探究能力,激發(fā)學生學習物理的興趣,訓練學生的動手能力,培養(yǎng)學生運用知識的能力。通過實例分析,理論聯(lián)系生活實際,通過問題引導,激發(fā)學生的思考,聯(lián)想應用,將知識應用于實際問題中,提高學生分析問題的能力。第4節(jié)跨學科實踐:制作微型密度計教學目標物理觀念:認識密度計的結(jié)構、刻度方法和工作原理,理解漂浮條件及應用?？茖W思維:運用控制變量法,探究提高密度計測量準確程度的方法。科學探究:制作密度計,會使用密度計測量液體的密度;經(jīng)歷密度計的制作過程,認識密度計的構造、刻度方法和工作原理?？茖W態(tài)度與責任:培養(yǎng)學生動手、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力;通過了解物理知識在實際生活中的應用,進一步提高學習物理知識的能力,養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。教學重難點教學重點:能應用二力平衡和浮力等知識設計、制作微型密度計。教學難點:在制作過程中能主動發(fā)現(xiàn)問題并采取有效方法解決問題。教學準備教師準備:密度計實物、教學課件。學生準備:泡沫塑料球、直徑約3mm的塑料管(或細圓珠筆芯)、實心塑料管、銅絲、4mm寬的彩色膠布、密度不同的酒精、標準消毒酒精(密度已知)、水、小刀、剪刀等。教學過程教學環(huán)節(jié)設計意圖一、項目提出1.教師出示兩杯水,其中一杯盛有鹽水,另一杯盛有淡水,你能進行區(qū)分嗎?學生:分別測量質(zhì)量和體積,計算密度,密度大的是鹽水。學生:將同一只雞蛋放在兩種液體中,比較浮沉情況,雞蛋上浮的是鹽水。將一段細繩固定在雞蛋的一端,一名學生上臺進行演示。教師:除了以上兩種方法外,還有什么方法?學生:使用密度計,將密度計放在兩種液體,密度大的是鹽水。教師展示密度計實物,請學生上臺演示。2.教師再次展示消毒用的小瓶消毒酒精,讓學生把密度計放在小瓶中測量密度,發(fā)現(xiàn)不能放在小瓶中,提問學生應該怎么辦?學生:用更小的密度計來進行測量。教師:今天我們來學習并制作“微型密度計”。通過區(qū)分淡水和鹽水,利用所學知識解決實際問題,同時引入密度計二、項目分析課件展示1.設計一個能放入小瓶中,并判斷酒精是否合格的微型密度計。2.按照設計要求,完成微型密度計的設計制作。明確本節(jié)課實踐任務三、項目實施(一)項目設計1.基本思路:課件展示密度計實物圖和結(jié)構圖,學生觀察并思考如何設計一個最簡單的密度計。師生共同歸納總結(jié):將塑料吸管下端封口并纏上銅絲,使它漂浮在液面上,就制成了一個最簡單的密度計。教師:密度計上的膨脹球的作用是什么?學生:增大排開液體的體積,從而增大浮力,不至于使密度計沉入液體中。教師:為什么制作密度計時要將塑料吸管下端封口并纏上銅絲?為什么加重物就能豎直漂浮?學生:是為了降低重心,使密度計不至于傾斜。教師:加銅絲這一過程,我們稱為配重。學生活動:請同學們?yōu)樽约旱拿芏扔嬇渲夭⑹沟盟軌蜇Q直漂浮在液體中。學生完成后,小組展示成果。教師:你在操作過程中有什么發(fā)現(xiàn)?學生:配重不能太多,會使吸管下沉到杯底。學生:配重不能太少,會使吸管傾斜,不能豎直漂浮在水中。請同學們閱讀課本78頁,制作符合要求的密度計,應該著重考慮的兩個問題是什么?學生:密度計的質(zhì)量和標度桿的直徑。2.估算密度計的質(zhì)量。教師再次展示消毒用的小瓶消毒酒精(100mL),將密度計的下半部分放入小瓶中,有酒精溢出。若溢出的酒精為1mL,密度計的質(zhì)量大約為多少?通過配重使密度計漂浮在水中,為測量密度做準備學生第一次體驗將密度計豎直漂浮在液體中,感受成功的快樂。在動手的過程中了解到浮力等于重力小組合作學習:估算密度計的質(zhì)量,酒精的密度取0.88g/cm3。小組代表展示計算過程。F浮=G排=G密度計=ρ酒精gV排,即G密度計=m密度計g=ρ酒精gV排,m密度計=ρ酒精