人教版（2024）八年級(jí)下冊物理第十章《浮力》第3節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用 教案

第第頁人教版（2024）八年級(jí)下冊物理第十章《浮力》第3節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用教案教學(xué)目標(biāo)物理觀念:知道物體的沉浮條件,會(huì)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(yùn)動(dòng)的關(guān)系描述物體的浮沉條件;能應(yīng)用沉浮條件解釋簡單的物理現(xiàn)象?？茖W(xué)思維:通過分析物體在液體或氣體中的受力情況,推導(dǎo)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(dǎo)物體密度和液體密度的關(guān)系?？茖W(xué)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(shí)驗(yàn),了解輪船、航空母艦、潛水艇、氣球和浮空艇的原理?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任:通過觀察和實(shí)驗(yàn),樹立以觀察和實(shí)驗(yàn)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(shù)上的應(yīng)用事例,體會(huì)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)密切聯(lián)系。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn):根據(jù)二力平衡條件和力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系描述物體的浮沉條件。教學(xué)難點(diǎn):根據(jù)阿基米德原理比較物體密度與液體密度的關(guān)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(xué)準(zhǔn)備教師準(zhǔn)備:教學(xué)課件、玻璃杯、雞蛋、水、鹽、玻璃棒、潛水艇模型、鐵架臺(tái)、酒精燈、薄塑料袋、密度計(jì)。學(xué)生準(zhǔn)備:橡皮泥、大水槽、水。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)意圖一、創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課播放視頻“中國航母編隊(duì)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(dòng)的國土,航母作為現(xiàn)代海軍的標(biāo)配,核潛艇以其獨(dú)特的戰(zhàn)略威懾能力和戰(zhàn)略反擊能力,象征著一個(gè)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(xué)習(xí)“第3節(jié)物體的浮沉條件及應(yīng)用”。激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和愛國情懷二、新課講解探究新知探究點(diǎn)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(shí)驗(yàn):“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(xué)生認(rèn)識(shí)下沉、沉底、懸浮、上浮和漂浮這五種浮沉狀態(tài)。總結(jié)易混淆的幾個(gè)詞語(課件展示):浸沒:物體完全沒入了液體中,整個(gè)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),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(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)物體在液體中的不同狀態(tài)梳理易混概念,為學(xué)習(xí)掃清障礙小組合作學(xué)習(xí):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(guān)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(guān)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(shí),受到重力G、浮力F浮與支持力的作用,這三個(gè)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(guān)系判斷物體的浮沉當(dāng)物體浸沒在水中時(shí),受到重力G與浮力F浮兩個(gè)力的作用。物體浸沒在水中時(shí):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(dāng)F浮>G時(shí),得出ρ液>ρ物,物體上浮(最終漂浮);②當(dāng)F浮=G時(shí),得出ρ液=ρ物,物體懸浮;③當(dāng)F浮<G時(shí),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(guān)的實(shí)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(diǎn)二浮沉條件的應(yīng)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(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn),看哪個(gè)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(dǎo)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(xué)生:是通過“空心”的方法,增大排開水的體積,增大浮力。自主學(xué)習(xí):什么是輪船的排水量。學(xué)生:排水量是輪船裝滿貨物時(shí)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(diǎn)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(huì)浮起來?生湯圓在水中湯圓煮熟時(shí)學(xué)生自主分析、歸納總結(jié)物體浮沉條件,有利于學(xué)生對知識(shí)的理解培養(yǎng)學(xué)生分析概括能力通過小組比賽,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)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(dǎo)排水量公式,加強(qiáng)知識(shí)前后聯(lián)系學(xué)以致用,應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解釋生活現(xiàn)象學(xué)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(shí)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(xué)習(xí),然后小組代表進(jìn)行展示。解滿載時(shí)排開水的質(zhì)量是m=1×104t=1×107kg排開江水的體積V=mρ水=1×107kg1.0×10排開海水的體積V'=mρ海水=1×107kg1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(shí)上浮一些。(二)潛水艇演示實(shí)驗(yàn):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(yùn)動(dòng)?向試管中打氣,模型又會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)?學(xué)生:抽氣時(shí),水逐漸進(jìn)入“潛水艇”中,“潛水艇”下沉。打氣時(shí),“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(shí)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(xué)生自學(xué)課本,然后小組合作學(xué)習(xí)氣球、飛艇的工作原理。小組代表進(jìn)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(shí)現(xiàn)上升和下降。課件展示熱氣球圖片,熱氣球?yàn)槭裁茨苌漳?用塑料袋、鐵架臺(tái)和酒精燈演示熱氣球升空的實(shí)驗(yàn)。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(shí)驗(yàn)探究氣球和飛艇的工作原理,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣學(xué)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(dāng)重力小于浮力時(shí)開始上升;當(dāng)氣囊中氣體溫度降低,密度增大,則自身重力變大,當(dāng)重力大于浮力時(shí)下沉。歸納:熱氣球通過改變自身重力實(shí)現(xiàn)浮沉。(四)密度計(jì)教師展示密度計(jì)實(shí)物,介紹密度計(jì)。密度計(jì)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(shí)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(jì),為下節(jié)制作微型密度計(jì)做準(zhǔn)備板書設(shè)計(jì)第3節(jié)物體的沉浮條件及應(yīng)用1.物體的浮沉條件(1)當(dāng)F浮<G物或ρ物>ρ液時(shí),物體下沉至沉底。(2)當(dāng)F浮=G物或ρ物=ρ液時(shí),物體懸浮。(3)當(dāng)F浮>G物或ρ物<ρ液時(shí),物體上浮至漂浮。(4)漂浮:F浮=G物。2.浮力的應(yīng)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(shí)排開水的質(zhì)量。(2)潛水艇:靠改變自身重力實(shí)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(jì):測量液體密度的儀器,工作原理是漂浮時(shí)F浮=G。作業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,并寫出