初中物理-物体的浮沉条件及应用教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计【教学目标】1.知识与技能（1）知道物体的浮沉条件，会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉；（2）了解潜水艇、浮筒浮沉的工作原理；（3）应用浮沉条件解决一些简单的问题。2.过程与方法（1）通过实验和理论分析，探究物体的浮沉条件；（2）通过师生互动与多媒体辅助教学，引导学生思考潜水艇、浮筒的浮沉原理。3.情感态度与价值观（1）通过对潜水艇、浮筒的浮沉原理的学习，体验科学、技术、社会的紧密联系；（2）通过观察实验，激发学生学习物理的兴趣；（3）通过新闻时事和生活中的科学技术，培养学生的民族自豪感，热爱物理的情感；【教学重点】物体的浮沉条件。【教学难点】运用物体的浮沉条件，解释潜水艇、浮筒的浮沉原理。【教学策略设计】本节课在教学的指导思想上，始终坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，通过教师创设问题情境和有效的设问引导，让学生亲历物理知识的构建过程；在教学方法和手段上，综合应用实验演示、讲授、谈话和讨论等多种方法，并辅以多媒体等手段，把教学过程设计成以学生对浮沉现象认识的前概念为切入点，以观察实验和已有知识为基础，以问题为主线的师生对话交流的过程；在学法指导上，让学生尝试自己观察思考、描述实验现象，分析概括，得出结论；使学生在获取知识过程中，领会物理学的研究方法，受到科学思维方法训练以及协作精神、探索精神等情感态度价值观教育。【教学用具】多媒体课件、水槽、烧杯、水、小铁块、木块、细线、鸡蛋、盐、塑料瓶、剪刀、小药瓶【教学流程图】创设情景创设情景导入新课观察实验形象感知实验探究总结规律知识应用拓展提高海上阅兵——核潜艇漂浮、悬浮、下沉、上浮引出问题：物体的浮沉条件漂浮、悬浮：理论分析下沉、上浮：实验分析潜水艇：图片、视频、动画浮筒：图片、动画浮沉子：课后收集信息鸡蛋下沉实验：铺设悬念【教学过程设计】教学环节和教学内容教师活动学生活动设计意图[创设情境，引入课题]时事引入:建国60周年海上阅兵先向学生展示一张潜水艇的照片引起学生的注意。然后，用一段视频展示一则时事热点新闻：我国建国60周年海上阅兵的一个亮点——核潜艇接受检阅的片段。紧接着引出问题：潜水艇是如何来实现上浮与下沉的？问：潜水艇这么一个庞然大物，却能自由地上浮与下沉，同学们想知道它的浮沉原理吗？引出本节课的主题：物体的浮沉条件。观察好奇兴奋思考用贴近时事和生活的例子引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。通过播放宏伟的阅兵仪式的视频，向学生展示我国的近代科学，让学生理解新闻时事和生活中的科学技术，既增强了学生的民族自豪感与自信心，又满足了学生的求知欲，激发了学生的学习兴趣。【观察实验，形象感知】让学生回顾物体在液体中的几种常见状态：漂浮、悬浮、下沉、上浮，提问学生，为什么不同的物体放到液体中会有不同的状态？让学生说出自己的想法。引导学生回顾：用实物展示漂浮、悬浮这两种状态和上浮与下沉这两个过程。提问学生：为什么不同的物体放到液体中会有不同的状态？鼓励学生大胆说出自己的想法：重的物体容易沉，轻的物体容易浮。空心的容易浮，实心的容易沉。大的容易浮，小的容易沉。回顾思考回答知识准备，为接下来的学习提供知识基础。启发学生思维，让学生大胆说出自己的想法。从而了解学生的前概念，并根据学生的前概念，调整和改进教学设计，从而打下引导学生从前概念向科学概念转变的思想基础。【实验探究】引导学生从受力分析角度，探究物体的浮沉条件。由于物体处于漂浮和悬浮这两种状态时，可以直接引导学生对处于这两种状态的物体进行受力分析，结合二力平衡，得出物体处于漂浮和悬浮状态时受力条件。物体的下沉与上浮是动态过程，为了使学生更好地接受，本节课用了一个小实验来探讨它们的受力条件：（1）用细绳拉着一块小铁块，让铁块在水中静止，让学生对其进行受力分析；然后放手，再让学生对其进行受力分析，从而得出物体下沉条件。（2）用手压着一木块，让木块在水中静止，让学生对其进行受力分析，然后放手，再让学生对进行受力分析，从而得出物体上浮条件。引导学生思维：从受力分析角度探讨问题。1.先让学生对物体在液体中处于漂浮和悬浮状态时的情况进行受力分析，得出物体处于这两种状态时要满足浮力等于重力的条件。2.在演示实验过程中，给予学生有效的引导，让学生有目的地观察实验。3.请学生对实验中现象进行描述，并对下沉与上浮物体分别进行受力分析。4.用课件演示实验过程，引导学生分步对物体进行受力分析。总结出物体下沉与上浮条件，并将结论写在黑板上。思考回答观察思考分析回答理解记忆由浅入深，层层递进，引导学生动脑思考，培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力通过老师的引导，使学生在观察的过程中思维得到启发。让学生自己开口说出实验现象，培养学生的表达能力。让学生对物体进行受力分析，培养学生的理论分析能力。利用多媒体课件解释物体的浮沉条件，将抽象的物理情境清晰地展现出来，有利于让学生的把感性认识上升到理性认识。【总结规律】师生共同得出物体的下沉与上浮条件：漂浮：F浮=G悬浮：F浮=G下沉：F浮<G上浮：F浮>G提问：问学生对于物体的浮沉条件的认识是否还有疑问。有的话，鼓励学生大胆提出，没有的话，教师提问学生：漂浮与悬浮的物体都满足F浮=G的条件，为什么物体却一个漂浮于水面，一个悬浮与水中？强调：漂浮与悬浮是物体在液体中的两种状态，而下沉和上浮则是两个过程。引导学生概括总结，并板书实验结论。引导学生思考：处于漂浮和悬浮的是两个不同的物体。处于这两种状态的物体有什么区别？再引导学生：根据阿基米德原理：，有的物体只要部分浸入水中，就能使得其受到的浮力等于重力，这样的物体可以漂浮在水面；而有的物体要全部浸入水中，它受到的浮力才等于重力。所以虽然都是F浮=G时，有的物体能漂浮，有些物体能悬浮。根据实验现象和课件图示，进行总结。思考深化理解记忆通过总结让学生对物体的浮沉条件有系统的了解。通过进一步提问，加深学生对物体浮沉条件的认识，让学生明确漂浮与悬浮是物体在液体中的两种状态，而下沉和上浮则是两个过程。【知识应用拓展提高】一、分析潜水艇的浮沉原理。1.引导学生运用物体的浮沉条件来解释潜水艇的浮沉原理。2.运用多媒体课件引导学生共同分析潜水艇的浮沉原理。漂浮：F浮=G下沉：F浮<G上浮：F浮>G提示学生：潜水艇能自由的浮沉，要得益于潜水艇的特殊构造——潜水艇有两个储水仓，储水仓能自由地进行充水和排水，从而改变潜水艇自身的重量（用动画模拟潜艇充水和排水过程。）问：是否能够结合潜水艇的结构特点和浮沉条件来解释潜水艇的浮沉原理呢？让学生分组讨论。结合板书和动画，分析潜水艇的浮沉原理。听讲观察思考思考回答互相讨论，交流想法领悟回答记忆引导思考的方向：潜水艇的浮沉与潜水艇的结构有密切联系。潜水艇的结构使得其能通过充水和排水来调节自身重量。这样学生就不会漫无目的地思考。通过老师一步步的引导，提高学生的逻辑推理能力；并将规律教学导入应用阶段，培养学生学以致用的能力，让学生感受到物理的科学性和实用性。通过分组讨论，培养学生的交流合作能力，提高学生的口头表达能力。利用课件展示潜水艇的浮沉过程，形象直观，使学生更好地体验潜水艇的浮沉原理。二、浮筒打捞原理。由于浮筒的浮沉原理与潜水艇很相似，通过教师的引导，学生很容易可以理解它的浮沉原理。结合图片和动画，以潜水艇的浮沉原理为启示，引导学生理解浮筒打捞过程中的浮沉原理。思考回答培养学生学以致用的能力，增长学生的见闻，丰富课堂，强化学生对物体浮沉条件的认识，进步突出重点。【课后思考】由老师表演一个浮沉子的魔术，让学生观察。为了让学生明确课后思考的方向，用动画来引导和启发学生思考。再鼓励学生课后利用互联网查找资料来解释浮沉子的浮沉原理。老师表演，引导学生观察，激发学生兴趣。利用多媒体辅助教学，引导学生思维，做到形象具体。同时要注意做到点到即止，留有思考空间。好奇思考激发学生学习兴趣，培养学生收集信息、处理信息的能力和独立解决问题的能力。学情分析1.学生的兴趣：八年级的学生具有好奇、好动、好强的心理特点。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验与学生实验的作用，调动学生学习的积极性和主动性。2.学生的知识基础：学生已经学过受力分析、二力平衡、阿基米德原理、密度等相关的知识。教学中要充分利用学生的已有的知识经验，使学生积极主动地参与教学过程。3.学生的认识特点：一方面，学生在生活经验中已具备一些有关浮沉现象的感性认识；另一方面，他们对物体的浮沉现象还存在着一些错误的观念（其中最典型的是：有的学生会认为“重的物体容易沉，轻的物体容易浮”），并不了解浮沉的实质，也不能理性地分析和解释各种实际的浮沉问题。因此，在教学过程中要以学生的前概念为切入点，通过逐步引导，让学生对物体的浮沉条件有本质、正确的认识。在解释潜水艇和浮筒的浮沉原理时，由于学生不知道它们的结构特点，所以感觉困难。因此，在教学过程中，应该充分利用多媒体辅助教学的优势，运用动画、图片等，向学生介绍其结构特点，从而化抽象为具体，启发学生思维。效果分析本节内容是在上节学习浮力概念及阿基米德原理的基础上进一步学习物体的浮沉条件，并与上一节内容构成完整的浮力知识体系。本节知识是前面所学力学知识的综合运用，与力、重力、二力合成、二力平衡、密度等到知识联系紧密。本节内容包括两个知识点：一是物体的浮沉条件，二是轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计的浮沉原理，前者重在培养学生的分析能力，后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活生产中的应用及其重会生活生产中的应用及其重要要意义。本节课上的亮点有：一、突出了理论联系实际，体现了STS的精神。在分析浮沉条件时，首先从生活经验出发提出问题。在得出浮沉条件后，引导学生利用浮沉条件分析轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计的浮沉原理，培养学生运用知识的能力，同时更好地理解浮沉条件，并深刻体会物理知识在人类社会的进步发展中起着举足轻重的作用，使学生更加热爱物理。二、重视培养学生的科学探究能力，用实验探究的方式认识轮船漂浮的原理。重视培养学生的动手制作能力，在作业题引导学生动手制作“孔明灯”，同时激发学生学习物理的兴趣，训练学生的动手能力，培养学生运用知识的能力。三、培养学生学以致用的意识，课堂上要求学生设计打捞沉船方案。本节课上的不足有：课堂上没有充分完成学生学情检测，时间较为紧张教材分析1.课程标准对本节的要求：知道物体的浮沉条件。2.教材的地位和作用：本节内容是在上一节学习浮力概念和阿基米德原理的基础上进一步学习物体的浮沉条件，并与上一节内容构成完整的浮力知识体系。本节知识是前面所学力学知识的综合应用，与力、重力、二力合成和密度等知识联系密切。本节内容包括两个知识点：一是物体的浮沉条件，二是轮船、潜水艇、气球、飞艇和密度计的浮沉原理。前者重在培养学生的分析能力，而后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活中的应用及其重要意义。3．教材的编写思路：教材首先基于学生已有知识和经验，以一个引导性问题直接引入主题，然后通过受力分析，得出物体的浮沉条件。在此基础上，教材在“你知道吗”栏目中给出了通过比较物体密度和液体密度来判断物体浮沉的方法。最后，教材为了让学生明确研究物体浮沉条件的意义和价值，专门安排了浮沉条件的五个应用实例，即轮船、潜水艇、热气球、密度计与飞艇。4.教材的特点：第一，注意纠正学生有关浮沉条件的错误观念；第二，注重物体的浮沉条件的形成过程，重视学生科学探究能力的培养；第三，注意了学生物理学习的差异性，加强了内容的选择性；第四，突出浮沉条件在生产和生活中的应用。5．教材处理：（1）鉴于本节内容的综合性、资源的丰富性和应用的广泛性，同时考虑学生的可接受性，本节内容宜分两部分来处理：一是从受力分析的角度，得出物体的浮沉条件；二是探究物体密度、液体密度和物体浮沉的关系。本教学设计只涉及第一部分内容，第二部分作为下一课时的内容。（2）适当调整教材的编排顺序，把浮筒打捞的原理提前到潜水艇的浮沉原理之后来讲，使得整节课更有整体性和逻辑性。（3）充分地挖掘教材以外的资源：有机地融入了演示实验和多媒体辅助教学，使得问题更加直观，帮助学生对知识的理解和应用。如在解释潜水艇的浮沉原理时，教材是以文字和图片来阐明的，显得抽象。本教学适当运用多媒体课件，把问题具体化，直观化。测评练习一、学习目标：1.知道物体的浮沉条件。2.会对生活中浮力的现象加以解释。3.知道轮船、密度计、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。4.以极度热情参与课堂，提高学习的自信心。重点：掌握物体的浮沉条件及浮力应用。难点：通过调节浮力和重力的关系来得到或增大可利用浮力，初步建立应用科学技术的意识。二、导入新课：同学们都吃过饺子，但你们煮过饺子吗？谁能说一下饺子下锅后，浮沉情况的变化？为什么饺子下锅后先下沉，悬浮再上浮，最终漂浮在液面上，它所受力的关系又是怎样的？下面我们就一起来学习物体的浮沉条件及应用。三、自主学习，合作探究：探究点一：物体的浮沉条件（重难点）问题1：浸在液体中的物体都会受到浮力，但是有的物体要上浮，有的却要下沉，这是为什么？你能画出图中物体所处几种状况下受力的情况吗？上浮v上浮v悬浮 悬浮下沉v下沉v物体上浮：F浮＞G物上浮的物体最终要漂浮，物体漂浮：F浮=G物物体下沉：F浮＜G物物体悬浮：F浮=G物（根据上图你能说出什么是悬浮吗？）其中物体处于平衡状态的是漂浮和悬浮。处于非平衡状态的是上浮和下沉。问题2：利用上浮、悬浮、下沉时F浮和G物的关系推导：物体上浮:ρ物＜ρ液物体下沉:ρ物＞ρ液物体悬浮:ρ物=ρ液物体上浮过程中：未露出液面时，F浮不变（不变、变大、变小），露出液面后F浮变小（不变、变大、变小）直到F浮=G物时，物体漂浮在液面上。问题3：如图新鲜的鸡蛋在清水中要下沉，为什么？你能想办法让它悬浮吗？大家动手做做看。这是通过哪种方法来增大浮力，从而调节浮力和重力关系来实现悬浮的呢？增大浮力还有什么方法？鸡蛋的重力大于鸡蛋所受的浮力，鸡蛋的密度大于水的密度，所以鸡蛋下沉。向水中加盐，使盐水的密度大于鸡蛋的密度，鸡蛋因浮力大于重力而上浮。增大浮力还可以通过增大排开液体的体积的方法。针对训练：1.一个质量是50g的鸡蛋悬浮在盐水中，它受到的浮力是__0.5_____N。（g=10N/kg）2.某课外活动小组在探究物体的“浮沉条件”时，将重为100g的物体放入盛满水的盆中,有90g水溢出,则（C）A.物块会浮在水面上B.物块会悬浮在水中C.物块会沉入盆底D.不能据此判断出物块的沉浮探究点二：浮力的利用：(难点)问题1：采用“空心”的办法增大浮力—轮船的发明（1）观察课本图10.3-5思考怎样能让橡皮泥浮在水面上？将橡皮泥捏成船，增大空心部分的体积来增大浮力。（2）橡皮泥为什么能漂浮在水面上？增大空心部分的体积来增大浮力。（3）轮船原理：采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的_浮力_，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。【合作探究】1.同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、轮船排开液体的体积、轮船的吃水线这几个量中哪些没有变化？哪些有变化？怎样变化？没有变化的是：轮船的重力、轮船受到的浮力、轮船的排水量、有变化的是：轮船排开液体的体积、轮船的吃水线轮船排开液体的体积变小、轮船的吃水线下降2.同一艘轮船从河流驶入海里是浮起一些还是沉下一些？浮起一些，根据F浮=G排=液gv排，浮力等于重力保持不变，液体的密度与排开液体的体积成反比。问题2：改变自身重力来调节浮力和重力关系实现浮沉-潜水艇1.潜在水下的潜水艇受重力和浮力作用。2.潜水艇原理：潜水艇是利用改变自身重力实现上浮和下沉的。【合作探究】潜在水面下的潜水艇在上浮和下沉的过程中受到的浮力是否变化？(写出判断依据)潜水艇排开液体的体积不变，在水中所受的浮力不变，上浮时将舱内的水排出，浮力小于重力而上浮，下沉时向舱内注水，浮力大于重力而下沉。问题2：气球和飞艇气球里充的是密度小的气体。高空探测气球充的是氦气，热气球充的是热空气。飞艇充的是氦气。【合作探究】假如由你来设计一个可以载人的带吊篮的气球，气球里充的是氦气，为了使乘客能降回地面，你打算采用什么办法？如果气球里充的是热空气，你又打算用什么办法?将气球里的氦气放出一些，使浮力减小一些停止加热气球里的空气，使气球的重力增大一些学以致用【合作探究】1.解释煮饺子的原理。刚放入锅里时,饺子受到的浮力小于自身重力(也可理解为:密度大于水的密度),故下沉.煮一段时间后,煮熟时由于受热体积膨胀,排开水的体积变大，受到的浮力也变大，重力小于浮力(密度减小),故浮起来,最后漂浮在水面上.2.例举生活中应用浮力的例子1、竹排2、航空母舰3、潜水艇4、气球和飞艇5、密度计6、利用浮力巧测人体血液的密度7、盐水选种。针对训练：1.一艘船的质量为5×105t，最大载重量是1.3×106t，则它满载时的排水量为5×105t，受到的浮力是1.3×107N，如果卸下2×105t的货物，它受到的浮力为1.1×107N。(g取10N/kg)2.潜水艇是靠改变自身重力实现上浮和下沉的；轮船是采用增大空心部分的体积的办法，增大可以利用的浮力，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。3.三国时代，诸葛亮曾放出一种“会飞”的灯笼，后人称其为“孔明灯”，如图7.5-2所示．它上升的主要原因’是：灯笼内的热空气密度小于空气密度，导致灯笼受到的浮力大于灯笼的重力，所以灯笼才上升．四、当堂检测：1.把一个自制的密度计分别放入两种不同的液体中，情况如图7.5-3中甲、乙所示，由此得出的下列判断中正确的是(D)A．这个密度计在甲液体中受的浮力较大B．这个密度计在乙液体中受的浮力较大C．甲种液体的密度较大D．密度计在B处的刻度值应大于在A处的刻度值2.某农户生绿豆芽时，将绿豆倒人盛水的容器中，发现成熟饱满的绿豆沉入水底，干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上，产生这二现象的原因是(B)A．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力大于重力B．沉底的绿豆受到的浮力小于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力C．沉底的绿豆受到的浮力大于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力等于重力：D．沉底的绿豆受到的浮力等于重力，漂浮在液面的绿豆受到的浮力小于重力3.漂浮和悬浮是物体在液体中时所能处的两种状态，它们的相同点是浮力等于重力；而从V排和V物的关系上来区别，物体漂浮时V排＜V物，而物体悬浮时V排=V物；从物体密度和液体密度的关系上来区别，能漂浮的物体，ρ物＜ρ液，而悬浮的物体，ρ物=ρ液．(填“>”、“<”或“=”)4.用手将一重为6N的物体全部压入水中，物体排开的水重为10N；则此时物体受到的浮力为__10__N；放手后物体将上浮(填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)，待物体静止时所受的浮力为6N。附加题：如图7.5-1所示，将一只玩具青蛙放入水中，它能漂浮在水面；把它放入另一种液体中，它却沉人底部，则在这两种情况下这只玩具青蛙受到的浮力大小相比较(B)A．在水中受到的浮力较大B．在另一种液体中受到的浮力较大C．受到的浮力一样大D．无法比较浮力大小教学反思本节内