【初中物理】流体的力现象教学设计(全章)-教科版

流体的力现象在流体中运动授课地点：教室、物理实验室授课时间：1课时【仪器材料】硬纸、吸管、胶带、电吹风机、铁丝、纸条等【教学目标】１.知识与技能知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大；了解升力是怎样产生的。２.过程与方法通过观察法、实验法探究流体的压强与流速的关系，通过分析推理法探究飞机的升力是怎样产生的；通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力；3.情感、态度与价值观结合日常生活现象，激发学生兴趣；了解历史，加深人文素养。【教学过程】教师活动设计学生活动设计一、实验探究——升力（1）提问：鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？连接滑翔机图片。学生回答问题，若可以回答，教师做必要的补充；若不能回答，教师在图片的引导下，介绍奥托·李林达尔。（2）德国的奥托·李林达尔，是世界上公认的滑翔机之父（连接到李林达尔）。学生了解到滑翔机之父——李林达尔。（5）让学生整理自己的思路，写出升力是怎样产生的，写完后对照书上的相应部分。（5）学生自己用逻辑的语言阐述自己的结论，并和书上的结论对照。三、解释飞机的设计原理提问：（1）飞机和鸟有什么共同的特点？（学生讨论）学生回答：列举出共同点（两支翅膀、头、尾等等）。（2）那飞机要升入天空，它的机翼应该设计成什么样子的？（画图）（以下是一种引导方案供参考）学生自己动手画图；飞机同样需要升力；飞机的成功是仿生的一个典型例子；飞机的机翼和鸟翼有几乎相同的结构。

四、生活中的“翼”看教材图11-1-6、图11-1-8和图片，举出生活中的例子：在空中，飞机、天鹅；在海洋中，企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机。你能想像它们的形状吗？请你们把自己的猜想画出来。学生根据所学到的知识画了出来。五、发展空间我们通过图11-1-9某同学设计的冷热水混合淋浴器，来分析它的原理。学生回答。六、课堂小结1．流速和压强的关系：流速越大，压强越小；流速越小，压强越大；2．用这个关系解释升力产生的原因；3．解释飞机和鸟为什么能在天空中飞行。七、作业活动手册的相关内容。【实践活动】有兴趣的学生可以制作飞机的机翼模型；在因特网或百科全书上查阅有关风洞的内容，并且用自己的话写一下风洞的作用。【教学反馈】流体的压强与流速的关系是本节的重点，本节课的设计，始终把学生做为了教学的主体，引导学生不断地思考，不停地诱发学生，最终引导学生解决问题。通过引导，他们会觉得是自己解决了问题。本节课调动了学生学习的积极性、激发了学生探索知识的兴趣，培养了学生怎样依据方案一步一步地解决问题的能力，培养了学生的创新精神。

二、科学探究：浮力的大小（一）

授课地点：物理实验室授课时间：1课时【仪器材料】石块、弹簧测力计、盛有水的水杯【教学目标】1.知识与技能认识浮力，知道浮力的方向是竖直向上的，知道浮力产生的原因是液体对物体有向上和向下的压力差。2.过程与方法通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力，通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因。3.情感、态度与价值观结合生活实际培养学生的兴趣，通过学习过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、合作精神。【教学过程】教师活动设计学生活动设计一、实验探究——浮力（1）调查：洗澡时进入浴盆，感觉自己身体变轻的同学举手示意一下；（学生参与）绝大多数同学参与并认同有这样的感觉；古希腊的阿基米德在很久以前跟你们有同样的感受；

（2）将一个小木块放进水里，它会漂起来；学生观察；教师：生活中还有很多这样的例子，请同学们举出例子。学生举例；引导得出浮力概念：这种能让物体浮起来的力叫做浮力；根据这些事实，我们认识到漂浮在液体上的物体受到浮力的作用；绝大多数学生已经有这样的“浮”起来的概念，所以他们很容易理解浮力的概念；他们知道把物体向上托的力就是浮力；（3）如果我们游泳时，将自己的身体完全浸没水中，我们还受到浮力的作用吗？开始出现分歧，有的学生赞成、有的学生反对、开始怀疑；进行实验：“浸没在液体中的物体受到浮力吗？”（演示实验，如图11-2-2）学生思考；浸没在液体中的物体受到浮力吗？（以下是一种引导方案供参考）

一步一步引导得出结论；受不受到浮力，我们直接从弹簧测力计的读数的变化就能知道；如果在空气中测量的数值等于浸没在水中的数值，那么就没有浮力；如果在空气中测量的数值大于浸没在水中的数值，那么就存在浮力；（4）引导学生陈述自己对这个实验得出的结论；学生自己得出结论，写在笔记本或纸片上；（5）进一步讨论这个实验：物体受到浮力的大小与F1和F2有什么关系？浮力的方向是什么？（以下是一种引导方案供参考）学生思考并提出猜想。我们分析受力的大小和方向可以从分析力的示意图开始；对第一个图进行受力分析时，注意它受到一个拉力F1和重力的作用；对第二个图中进行受力分析时，注意它受到一个拉力F2、浮力和重力的作用；两个图中，石块都处于静止状态；静止状态意味着平衡，平衡意味着相等关系，列出关系式，最后的结果是用F1和F2来表示F浮；平衡导致了浮力必须和重力在一条直线上；浮力向上且与重力在一条直线上，那说明浮力的方向是与重力恰好相反，那么浮力的方向是什么？一步一步引导学生解决问题；（6）引导：同学们想一想，从这个实验中，我们得到了哪几条有用的结论，并归纳出来。学生整理自己的思路，写出得到的结论；二、浮力产生的原因（1）复习：上一节我们学习了升力，作用在鸟身上的升力是怎样产生的呢？学生回答：升力是由于鸟翼上方和下方的压强差产生的。浮力是怎样产生的呢？（以下是一种引导的方案，供参考）

浮力与升力有共同的特征“能使物体上升”。学生类比回答；升力是由压强差产生的，浮力产生的原因和升力类似，通过类比，我们可以得出浮力产生的原因是什么？（2）让学生自己根据理解，在卡片或笔记本上写出浮力产生的原因；学生们整理思路运用类比法自己写出浮力产生的原因；（3）通过实验观察上下表面的压强差。演示实验：将两头带橡皮膜的直桶玻璃管竖直伸入水中，让同学们观察现象；学生们观察到玻璃管下面橡皮膜比上面的凹陷得厉害；根据你的理解，写一写你从这个实验中得到了什么有用的结论。动笔写自己的理解并与同学分享和完善自己写的内容；（4）思考：沉没在海底的泰坦尼克号受到浮力了吗？（根据浮力产生的原因判断一下）得出结论：像沉船那样与水底紧密结合的物体不受到浮力的作用，因为它的下表面没有受到水的压强。学生记录：没有。进一步让学生认识到，必须要上下表面的压强同时具备的时候才能产生浮力。三、课堂小结1．认识浮力，是一种能使浸在液体中的物体受到向上的力，它的方向竖直向上；2．了解浮力产生的原因是由上下表面的压强差产生的；3．得到一种浮力的计算方法：F浮=F1-F2。四、作业根据需要布置作业。【实践活动】在互联网上查找有关阿基米德以及死海的资料。

二、科学探究：浮力的大小（二）

授课地点：物理实验室授课时间：1课时【仪器材料】盛有水的水杯、两端带有绷紧程度相同的橡胶膜的玻璃圆筒、体积相同的铁块、铜块、较大的铁块、食盐、小塑料袋【教学目标】

1．知识与技能

知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，会求出浮力的大小。

2．过程与方法

通过学生实验，探究浮力的大小与哪些因素有关，培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力，培养学生有步骤进行实验的条理性。

3．情感、态度与价值观

通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。【教学过程】教师活动设计学生活动设计一、实验探究：浮力大小与什么有关系（1）引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？学生猜想：“与浸没在液体中的深度有关”、“与物体的形状有关”、“与物体的密度有关”、“与物体的体积有关”、“与物体的质量有关”、“与浸入液体的体积有关”、“与液体的密度有关”等等。（2）强调控制变量法：在研究一个物理量与另一个物理量的关系时，我们常常运用“控制变量法”，也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系，那么我们必须控制其他的实验条件相同，我们用同一个物体浸入同一种液体中，那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。如果在不同的深度，浮力不变，•

那么意味着什么？•

也就是浮力不随着深度的变化而变化？进行分组探究实验，把上面不同的检验猜想的实验分给不同的小组进行探究。学生学会控制变量进行探究,得到实验结果。（3）在探究结束后，总结出以上各个猜想的正误，引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照课本上的相关部分，看看自己写的和书上的表述哪个更好。

（3）学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。（4）启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”，“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”，那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关(表决)。学生表决，引发思考；二、阿基米德原理

（1）演示实验

用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶来探究阿基米德原理；步骤：

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先测出小桶在空气中的重力G1；

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再测量出小石块在空气中的重力G2；

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将溢水杯的水正好接到刚好要溢出的位置，然后将小桶放在溢水杯的溢水口处；

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将弹簧测力计挂着的小石块浸入水中，同时它排开的水通过溢水口进入小桶，这时读出弹簧测力计的读数G3；

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然后用弹簧测力计测出这个时候盛水的小桶的重力G3。

（1）学生动手做实验，记录数据，发现关系；

实验记录表格见“备注”；

引导学生得出结论：让他们分析数据，从数据中得出结论，写出自己的阿基米德原理，并与书上的对照，看有什么不同，比较哪个写得更好。

学生自己比较实验数据结果，得出结论，写出自己的阿基米德陈述，与书上内容对照。

（2）进一步实验：用弹簧测力计吊起一只装满水的小塑料袋（袋内不留空气），观察弹簧测力计示数，然后把这袋水逐渐浸入水中，弹簧测力计示数怎样变化？当完全浸没以后，弹簧测力计的示数是多少？

学生自己描述阿基米德原理，并且与书上对照。

观察实验，学生解释为什么弹簧测力计示数为0。

小结：同学们，你们和阿基米德一样经历了浮力探究的过程，如果你生活在2000多年以前，你就是阿基米德了。阿基米德是在他洗澡的时候得到灵感的，我们也要学会在生活当中去发现问题，并运用自己学过的知识去解释和探究这些问题。

激发成就感。三、兴趣交流

气体和液体都是流体，因此物体在气体中也受到浮力。

氢气球脱手后会上升，是因为受到空气对它的浮力，因此阿基米德原理也适用于气体。举出在生活中物体受到浮力的例子。

学生举例：轮船受到浮力；热气球、飞艇受到浮力；水里的鱼受到浮力。四、浮力计算

小结一下：

（1）实验室测量浮力的方法可以计算浮力；

（2）浮力产生的原因可以计算浮力；

（3）阿基米德原理可以计算浮力；

例子：书上的例题“橡皮泥块”。

（1）F浮＝F1－F2；

（2）F浮＝F下－F上；

（3）F浮＝G排；学生解答。五、发展空间

1．分析密度计原理：

注意密度计的刻度是从上到下逐渐增大的。学生了解密度计。

2．“排水量”概念的解释。熟悉生活中常用的术语。六、作业根据情况布置作业。【实践活动】

1．自制密度计；

2．在因特网上查找有关法国物理学家查里做成的第一个氢气球的资料。【教学反馈】

本节内容，浮力的问题是学生熟悉和感兴趣的知识，但在日常生活中积累了一些片面的或错误的概念。我们的意图是在学生原有的前概念的基础上建立浮力的概念，让学生们都熟悉“漂浮物体和浸没在液体中的物体都受到浮力”；“浮力产生的原因”是本节课的难点，可以根据上节学过的知识，巧妙进行类比；“浮力的大小与什么有关”让学生大胆猜测，引导学生用控制变量法来进行探究实验，让他们以科学的探究方式来解决问题，阿基米德原理则用了一个巧妙的例子得出，训练了学生的思维。在整个过程中设立了一道道的关卡，引导学生去解决问题，通过引导，他们会觉得是他们自己解决的问题。【备注】

探究阿基米德原理实验表格：石块所受重力（N）石块浸入以后绳子的拉力（N）石块所受的浮力（N）G2=G3=F浮＝空桶所受重力（N）空桶加排开的水所受的重力（N）排开的水所受的重力（N）G1=G4=G排=阿基米德原理：

三、沉与浮

授课地点：物理实验室授课时间：１课时【仪器材料】鸡蛋、水杯、盐水、注射器、试管、胶塞、胶管、玻璃管、铁丝、水、轻纸带、胶带、酒精、棉花、火柴等。【教学目标】

1．知识与技能

理解物体的沉浮条件；知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理；能应用沉浮条件解释一些简单的问题。

2．过程与方法

通过实验，观察鸡蛋的下沉、上浮和悬浮，使学生建立起三种状态的概念，并且通过逻辑推理得出产生三种状态所需的条件；通过逻辑分析的方法，解释鱼、潜水艇的浮沉原理；通过动手制作，让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”；通过在网上查阅，让学生设计出打捞中山舰的方案。

3．情感、态度与价值观

通过对鱼、潜水艇和热气球的沉浮原理这些与日常生活紧密联系的现象的学习，让学生体验科学、技术与社会的紧密联系；通过制作“自制潜水艇”和“热气球”，激发学生学习物理的兴趣；通过学习阅读材料，培养学生的民族情感。【教学过程】教师活动设计学生活动设计一、物体的沉与浮

（1）演示实验：石块和塑料空心球把它们分别浸没在水中，叫同学们观察现象；提问：浸在水中的物体，有的上浮，有的下沉，这是为什么呢？学生提出各种解释。

（2）今天的课上完以后，你们就能解决这个问题了。演示实验：取一只新鲜鸡蛋，放在清水中，观察它在水中沉浮的情况，向水中慢慢加些盐，并轻轻搅拌，观察到鸡蛋怎样运动？如果再加些清水，观察到什么现象？

a)鸡蛋放入清水后，它是上浮还是下沉？

b）加盐轻轻搅拌的目的是什么？（以下是一种引导方案以供参考）

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盐水溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大；

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加盐会导致液体的密度的增大；

c）随着不断地往水里加盐，有什么现象出现？

d）为什么会有这样的现象出现？（以下是一种引导方案以供参考）

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可以对鸡蛋做受力分析；

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这里有两个状态，一个是鸡蛋下沉的状态，另一个是鸡蛋上浮的状态；

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当它下沉的时候，它只受到浮力和重力的作用；

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当它上浮的时候，它只受到浮力和重力的作用；

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在两个状态过程中，鸡蛋的重力没有发生变化；

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鸡蛋只受到浮力和重力，重力没有变，那么肯定是浮力的变化引起它下沉和上浮；

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不断加盐，导致液体的密度增大，鸡蛋所受浮力逐渐增大；

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当浮力小于重力时，鸡蛋下沉；当浮力大于重力时，鸡蛋上浮。

(a)学生观察回答。(b)教师引导得出搅拌的目的，一步一步让学生建立起加盐水是改变液体密度的概念。

(c)学生观察发现，鸡蛋上浮了，有的学生很吃惊。(d)学生思考。

一步一步引导学生，让他们分析出这种现象出现的原因。

（3）整理自己的思路，用“=>”符号描述你的思维过程。

（3）学生用逻辑推理的符号阐述自己的思路。二、认识三种状态鸡蛋所处的三种状态：下沉：浮力<重力上浮：浮力>重力悬浮：浮力=重力（平衡）

让学生了解三种状态。三、生活中的下沉与上浮

（1）对于海洋生物来说，浮力非常重要，浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式创造沉与浮，这是一个精彩的世界！展示各种海洋生物图片。

（2）我们来看看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的？（以下是一种引导方案以供参考）•

鱼同上面的鸡蛋一样，重力没有发生变化；•

鱼也只受到重力和浮力的作用；•

重力没有变化，而浮力变化了；•

鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的；•

鱼鳔较小时，鱼所受的浮力小于重力，鱼下沉；•

鱼鳔较大时，鱼所受的浮力大于重力，鱼上浮；•

鱼所受的浮力等于重力时，鱼将可以在水中任意的深度游动。

激发兴趣，学生思考。

一步一步让学生自己解决问题。

（3）整理自己的思路，用“=>”符号描述你的思维过程，写出鱼在哪种条件下处于下沉、上浮或悬浮三种状态；

让学生写出自己的思维过程。四、潜艇与热气球（1）最早的潜艇用于军事侦察和袭击，现在也用于深海考察，为开发海洋，获得新资源提供信息。连接到凡尔纳，加潜艇图片；另一个仿生学的例子——潜水艇（潜水艇的水舱相当于鱼鳔）。

（2）潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？（以下是一种引导方案以供参考）•

潜水艇只受到两个力的作用，重力和浮力；•

注意潜水艇的水舱的体积是不变的（这一点与鱼鳔不同）；•

潜艇排开水的体积不变，潜艇处于同一液体当中（即排开液体的重力相等），那么浮力是不变的；•

浮力不变，只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮；•

潜艇有两个水舱，可以用人工的方法向水舱中压入和排出水；•

潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力；•

人工向水舱中压入水，直到重力大于浮力的时候，潜艇下沉；•

人工从水舱中排出水，直到重力小于浮力的时候，潜艇上浮；•

当重力与浮力相等时，潜艇悬浮。

引起学生思考。

一步一步引导学生解决问题。

（3）整理自己的思路，用自己的语言来描述一下潜水艇下沉、上浮和悬浮的状态，你可以用“=>”来表述你的思维过程。

（3）学生自己整理自己的思路，并写在纸上，逻辑推理的思维再次得到强化。五、分析比较

（1）提问：鸡蛋、鱼和潜水艇都会在液体中下沉、上浮和悬浮，那么它们都是用了同样的方法处于这三种状态的吗？

学生分析回答。不是；

鸡蛋：是由于鸡蛋浸没的液体的密度发生了变化，引起浮力变化；

鱼：是通过它的体积发生了变化，引起浮力变化；

潜水艇，是通过它的