物体的沉与浮教学设计

《物体的沉与浮》教学设计【教学目标】知识与技能：1、知道物体的浮沉条件；2、利用浮沉条件解释潜水艇、热气球的沉浮原理。过程与方法：1、通过实验探究的方法让学生理解物体的沉浮条件；2、引导学生将浮沉条件与生活实际相结合。情感、态度与价值观：1、培养学生运用物理知识解决实际物体的能力，通过实验培养学生的动手能力；2、通过了解潜水艇、热气球的原理激发学生的学习兴趣，培养科学精神。【重难点】理解物体的浮沉条件（重点）应用浮沉条件解释问题（难点）【教学工具】多媒体实验器材：乒乓球、橡皮泥、玻璃瓶、木块、铜块、鸡蛋、注射器、水、盐水【教学过程】教学环节教师活动学生活动引入回顾（提问）：1、之前一共学习了几种求浮力的方法？2、阿基米德原理的内容是什么？请用公式表达。F浮=G排=mF浮=G排=m排g=ρ液gV排实验（1）:猜想：将乒乓球浸没水中，手放开后,乒乓球会怎样?回答：乒乓球会浮在水面上。实验过程：将乒乓球（特制）按入水中后松手，乒乓球沉入水底。为什么会出现这种情况？同样体积的木块和铜块浸没在水中，为什么木块会上浮直至漂浮在水面，而铁球下沉至水底？物体的浮与沉究竟取决于什么？回答：可能是因为物体在液体中的受力情况不一样。实验探究物体的浮沉条件实验（2）：猜想：将密封好的空玻璃瓶浸没在水中,玻璃瓶将怎样运动？回答：空玻璃瓶将会上浮直至漂浮在水面。提问：有什么方法能够使玻璃瓶改变沉浮状态？小组讨论分小组讨论。请小组同学代表说出自己的方法，并实际检验其方法的正确性。可以往空瓶子里面注入适量的水。实验过程：用注射器将水缓慢注入空瓶内，瓶子由漂浮状态变为悬浮状态，继续注水，瓶子由悬浮状态下沉至水底。观察实验过程并思考各过程的受力情况。分析各过程的受力情况：（1）漂浮，F浮=G，（2）悬浮，F浮=G，（3）上浮，F浮>G（4）下沉，F浮<G（PPT呈现）画出各个阶段的受力分析图。实验（3）：将铜块、木块、鸡蛋放入盐水中，观察它们分别是什么沉浮状态？将鸡蛋放入水中，观察鸡蛋是什么沉浮状态？在盐水中，木块处于漂浮状态，鸡蛋处于悬浮状态，铜块下沉至水底。在水中，鸡蛋下沉思考：为什么三者在同一液体中的沉浮状态不一样？鸡蛋为何在水中和在盐水中的沉浮状态不一样，我们能够什么样的结论？三者的密度不同，在液体中的受力情况不同。木块浸入水中受到的浮力等于重力，鸡蛋浸入水中受到的浮力等于重力，铜块在水中受到的浮力小于重力。结论：根据上面的受力分析，结合阿基米德原理公式，我们可以推出以下结论：（1）ρ物<ρ液物体上浮直至漂浮（2）ρ物=ρ液物体悬浮（3）ρ物>ρ液物体下沉跟着老师一块推导。木块和鸡蛋一个是漂浮一个是悬浮，受力情况都是浮力等于重力，那么它们之间究竟有什么区别呢？漂浮状态下，浸入液体中的物体排开液体的体积，等于物体浸入液体部分的体积，即V排<V物；悬浮状态下，物体排开液体的体积等于物体本身的体积，即V排=V物回到我们第一个实验，乒乓球没有像生活中那样漂浮在水面上，而是下沉至水底，是因为我在乒乓球内部加了一块重物，大家分析一下它的受力情况？乒乓球受到的浮力小于重力，所以下沉。浮沉条件的应用实验（4）：先将橡皮泥揉成小球轻轻放入水中，再将橡皮泥捏成小船轻轻放在水面上，观察它如何运动。橡皮泥小球下沉，橡皮泥小船漂浮在水面上。解释原理：两个过程中，橡皮泥所受的重力相同，将橡皮泥捏成小船后，排开水的体积变大，排开水的重力增大，那么橡皮泥所受的浮力增大，大于了重力。所以我们的小船要做做成这种中间空的形状。实验（5）：听话的玻璃瓶：装满水的矿泉水中放置一个倒立的小玻璃瓶，轻轻挤压矿泉水瓶，玻璃瓶下沉，松手后，玻璃瓶上浮。思考为什么玻璃瓶会上浮和下沉?玻璃瓶上浮是因为受到的浮力大于重力，玻璃瓶下沉是因为受到的浮力小于重力解释：当我挤压塑料瓶的时候，塑料瓶中的水进入到玻璃瓶内，此时，玻璃瓶受到的重力增大，大于玻璃瓶受到的浮力，玻璃瓶下沉。大家自己在家也可以动手坐一下这个小小的实验。我们的潜水艇原理和这个类似。当阀门打开，海水进入压力舱，潜艇重力增大，大于浮力后下沉；完成工作需要上浮时，将空气打入压力舱，将海水排出，潜艇重力小于浮力。（多媒体展示）（过渡）浸在液体中的物体受到浮力，同样，浸在气体中的物体也受到浮力，它们也满足物理的沉浮条件。汉武帝时期会腾空而起的薄壳灯笼，我们节日常放的孔明灯以及我们乘坐的热气球它们共同特征都是底部有个加热装置，它们也都是利用了物体的沉浮条件升空或降落。那么大家可以运用所学物理知识自行猜想一下，热气球的升降原理吗？（小组讨论）球囊内的空气被加热，内部气体温度升高，密度降低，受到的重力变小，浮力大于重力就可以使气球载重升空。当想要下降时，关闭加热装置，是球囊内部气体温度降低，密度增大。解释：我们根据之前所学密度知识可以知道，热空气的密度比冷空气密度小，相同体积热空气比冷空气轻。总结总结：1、从力的角度分析物体的沉浮条件（1）当F浮<G，合力的方向竖直向下，物体就会下沉；（2）当F浮=G，合力为零，二力平衡，此时物体将悬浮在水中；（3）当F浮>G，力的方向竖直向上，物体就会上浮，当物体露出液面后，浮力逐渐减小，当F浮=G时，漂浮在液面上。2、从密度的角度分析物体的沉浮条件（1）ρ物<ρ液物体上浮直至漂浮（2）ρ物=ρ液物体悬浮（3）ρ物>ρ液物体下沉3、沉浮条件的应用潜水艇、热气球【板书设计】2、沉浮条件的应用2、沉浮条件的应用（1）密度计（2）盐水选种（3）潜水艇（4）热气球第三节物