物理人教版八年级下册浮沉条件及其应用教学设计

物体的浮沉条件及应用教学设计 长岭一中 刘永安一、教学目标1知识与技能 （1）知道漂浮、悬浮、上浮、下沉、沉底等概念. （2）能够对漂浮、悬浮、上浮、下沉、沉底这五种情况进行受力分析. （3）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. （4）能根据物体的密度和液体的密度的关系描述物体的浮沉条件. （5）知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理. 2.过程与方法 （1）通过观察和实验，学会用科学探究的方法研究物理问题. （2）学会从物理现象中归纳简单的物理规律. 3情感、态度与价值观 （1）通过主动参与学习活动，初步形成对自然现象的好奇心、对物理学习的兴趣。（2）学生主动关注周围世界，乐于思考和想象，乐于交流的学习习惯. 二、教学重点与难点 教学重点：对物体浮沉条件的探究，关键在于让学生理清物体浮沉条件的逻辑脉络. 教学难点：由于物体浮沉条件的内容较多，并且对浮力应用的教学有着直接影响，对物体浮沉条件的理解应该作为教学难点之一；浮力应用于轮船、潜水艇的工作原理牵涉到对前面知识的综合运用，学生容易产生思维混乱，应作为本节的另一个难点. 三、教学策略 方法策略：合作交流、自主探究法. 媒体策略：PPT、视频、动画等. 四、教学过程 （一）激发兴趣 引入新课 师提出问题（1）浸没在水中的木块为什么向上浮起？ （2）浸没在水中的铁块为什么沉到容器底部？ （3）浸没在水中的乒乓球为什么向上浮起？ （4）钢铁制成的船为什么能在海面上航行？ （5）物体在液体中都受到浮力，为什么有的上浮、有的下沉、有的悬浮师：同学们，你们知道是什么原因导致以上现象发生的吗？生：不知道师：你们想不想知道以上问题的答案呀？ 生：想。师：好，请你们和老师一起来学习物体的浮沉条件及应用这节课，在这里我们会找到答案。 （板书：物体的浮沉条件及应用） 设计意图，根据知识的系统，承上启下的提出新问题，这样一方面可以使新旧知识有机的联系起来，同时可以激发学生新的求知欲望，非常容易激发学生的兴趣，吸引学生的注意力，并带着问题学习这节课，目标明确。为浮沉条件和浮力的应用埋下很好的伏笔。（二）进行新课 一只鸡蛋浸没在不同密度的盐水中出现的情况，通过图片分析鸡蛋在三种状态下的受力情况，并比较浮力和重力的相对大小，从中得出浮沉的状态。 1五种状态：漂浮、悬浮、上浮、下沉、沉底.（借助动画分析） 师：用手将乒乓球浸没水中，然后释放，注意观察在漏出水面前上升的过程，物体运动是怎样的？在这个过程中乒乓球受到几个力？是平衡力吗？ 生：加速上升，受到重力和浮力，不是平衡力. 师：请在图中画出. 师：用手将小石块浸没水中，然后释放，注意观察碰底之前的下沉过程，物体运动是怎样的？在这个过程中乒乓球受到哪几个力？是平衡力吗？ 生：加速下降，受到重力和浮力，不是平衡力. 师：请在图中画出. 师：一个物体浸没水中以后，如果处于静止状态，我们称作悬浮.物体悬浮时，受到哪几个力？是平衡力吗？ 生：受到重力和浮力，是平衡力. 师：请在图中画出. 师：一个物体浸没水中以后，如果处于匀速直线运动状态，我们也称作悬浮.这时又受到哪几个力？是平衡力吗？ 生：受到重力和浮力，是平衡力. 师：物体上浮的最终结果是静止在液面处，此时称作漂浮.这时又受到哪几个力？是平衡力吗？ 生：受到重力和浮力，是平衡力. 师：物体下沉的最终结果是静止在容器底部，此时称作沉底.这时又受到哪几个力？是平衡力吗？ 生：受到重力、浮力和支持力，是平衡力. 设计意图五种浮沉状态是浮力的基本问题，对物体进行受力分析是重要的能力，通过慢节奏的梳理，让学生认清概念，力的关系与状态之间的联系. 2通过比较物体的重力与物体受到的浮力判断物体浮沉状态 要求学生对上面的前三种情况进行归纳，如何判断物体的浮沉状态. 师：观察前面三种情况的受力情况，同学们用自己的语言归纳一下：判断浸没物体的浮沉状态的基本思路. 生：第一步，先画出受力示意图，第二步，比较重力和浮力的大小关系：当浮力大于重力时，上浮；当浮力等于重力时，悬浮；当浮力小于重力时，下沉. 师：同学们总结的非常好.有一点要提醒同学们注意，这个规律，我们常常“逆向使用”，即从物体的浮沉状态出发来判断浮力与重力的大小关系.例如，当我们看见物体“上浮”，就可以直接得出它受到的浮力大于重力；当看见物体“悬浮”，就可以直接得出它受到的浮力等于重力；当看见物体“漂浮”，也可以直接得出它受到的浮力等于重力.请同学们做下面的练习。练习如图所示，浸没在水中的一只鸡蛋，由于鸡蛋受到的（ ）力大于（ ）力，鸡蛋下沉。想一想，如何让这个鸡蛋浮起来？（板书）方法一：比较物体所受的重力G重和浮力F浮的关系. 设计意图这里是本节的重点，通过学生归纳的方式得出结论，并且结合今后习题中的使用情况，提醒学生浮沉条件的“逆向使用”的问题，并结合上面的练习题提升学生对规律的运用能力. 3通过比较液体密度与物体密度判断物体的浮沉状态。师：通过这个练习可以看出，我们多了一种快速比较浮力和重力大小的方法.由于浸没在液体中物体，其排开液体的体积跟物体自身的体积相等，即（板书推理过程，后擦去）， 请同学们说一说如何从密度的角度判断浮沉。生：浸没在液体中的物体，如果它的密度小于液体密度，则上浮；如果相等，则悬浮；如果它的密度大于液体密度，则下沉。师：很好.我们来做一个演示实验。演示实验：将新鲜的鸡蛋放入盛有清水的烧杯中，它会沉入杯底，有什么办法可以让它浮到水面上？等它浮到水面上后，还能让它再沉入杯底吗？ （板书）方法二：比较液体的密度液和物体的密度物的关系。师：这个原理也是我们常常“逆向使用”的，即从物体的浮沉状态出发来判断液体密度和物体密度的大小关系.例如，当看见物体上浮或漂浮时，则液体密度大于物体密度；当看见物体悬浮时，液体密度等于物体密度。 师：人们正是根据这个原理，在用盐水选种时，把漂浮的种子清除掉，保留下沉的饱满的种子。除此之外，物体的浮沉条件还有很多应用。下面我们首先介绍轮船.先来看一个演示实验。 设计意图通过密度的比较判断浮沉状态也是本节的另一个重点，通过推导的方式帮助学生得出结论，同时提醒学生注意“逆向使用”的问题，并结合练习提升学生的运用能力. 4物体浮沉条件的应用 演示实验：橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉.怎样能让它漂浮在水面上，并能承载重物呢？对照物体的浮沉条件，我们是如何做到的呢？ 生：通过“空心”的办法增加了橡皮泥排开水的体积的最大值，即在重力不变的情况下，浮力有了可以增大的空间.当浮力等于橡皮泥的重力时，橡皮泥漂浮.当浮力增加到超过重力时，这超过的部分就可以用来承载“货物”（图5）. （板书）二、浮沉条件的应用 (1)轮船利用“空心”增加浮力 师：下面介绍一个和轮船相关的参数排水量，它是轮船装满水时排开水的质量.常用单位是顿.例如，一艘轮船的排水量是10000吨，表示此船满载时，货物质量和船身质量之和为10000吨.这个概念和前面的“排开水的体积”容易混淆，注意区别。 师：现在我们来揭秘课前的魔术.表演魔术前要先做准备工作，拿一包番茄酱，第一步，拿出牙签或者用针在上面戳个洞，然后再吹点空气进去，好了，准备结束.接下来把它放到瓶子里，盖好瓶盖.那么怎样让它沉下去呢，方法非常简单，用你的大拇指在后面挤压这个瓶子就可以了（图6），当你放开的时候，番茄酱就会上浮。同学们想想这是为什么呢？ 生：当挤压这个瓶子的时候，会导致水压增大，这时一部分水从洞口进入番茄酱内，增加了番茄酱的重力，而此时浮力基本没变，重力大于浮力，番茄酱下沉.当放开时，那部分水又流了出来，重力减小，重力小于浮力，上浮。 师：如果我们挤压的力度控制得好，能不能出现悬浮？ 生：能。 师：找个同学试试。 生：真的可以悬浮呀。（学生实验） 师：番茄酱是靠改变自身重力来实现上浮、下沉、悬浮的，潜水艇也是利用这个原理.请同学们对照潜水艇的截面示意图说明它上浮、下潜的原理。 生：当向水舱充水时，潜水艇的重力增加，潜水艇就会下沉；当把水舱里的水排出时，潜水艇的重力减少，潜水艇就会上浮，当把重力和浮力调节得相等时，潜水艇就会悬浮或漂浮。（2）潜水艇改变自身重力实现浮沉 （板书）师：下面请同学们讨论一下氢气球上浮的原因。 生：气球里充的是密度小于空气的氢气，那么气球就可以飘在空中（图8）. 师：对，氢气易燃烧爆炸，为了安全，现在常常在气球内充氦气，氦气也是一种密度比空气小的气体.下面再请我们讨论一下热气球的升空原理.讨论之前，我们做个小实验. 演示实验：取一个稍大的薄塑料袋，袋口用很细的铜丝框成一个圆口，开口向下，用电吹风吹热空气.放手后，塑料袋热气球便冉冉上升。师：为什么袋子里的空气被加热后，热气球就可以浮起来？ 生：空气被加热后密度变小，所以热气球可以浮起来。师：对，飞艇也是利用密度比空气小的气体。（3）气球、热气球、飞艇利用“密度比空气小的气体” 设计意图把物体的浮沉条件运用到实际的生产生活中，让学生理解轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理，其中强调运用浮沉条件来思考问题.并且在较难理解的潜水艇问题上，利用揭秘魔术的方式，激发学生的兴趣，延续了学生在课堂上的学习热情。5交流与小结 师：学生讨论今天学到了哪些知识？ 学生发言，其它学生补充。设计意图通