资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 物理 年级 八年级 学期 春季
课题 第3节　物体的浮沉条件及应用
教学背景
1．教学内容分析 本节内容是在学生已经学习了阿基米德原理以及认识了浮力产生原因的基础上展开的。它从知识应用的角度深入探究物体的浮沉条件。这部分知识具有较强的综合性和较大的难度，需要学生将受力分析、运动和力的关系与浮力知识相互结合来解决问题。 本节内容主要由“物体的浮沉条件”和“浮力的应用”两部分构成。教学重点在于让学生能够依据二力合成的方法、运动和力的关系准确描述物体的浮沉条件，并运用这些条件解释生产生活中的相关现象。教材从生活中常见的现象，即浸没在液体中的物体都受浮力但却有不同的浮沉状态提出问题，通过这些现象引导学生思考背后的物理原理。在教学过程中，可利用轮船、潜水艇、气球和飞艇、密度计等实例，向学生展示它们通过改变自身所受的浮力或重力大小来实现浮沉的方式，使学生体会物理知识在实际生活中的应用，加强物理与生活的联系，彰显物理学的应用价值。教师可通过演示实验，如展示塑料块、乒乓球、蜡块、苹果、金属块、鸡蛋等物体在液体中静止释放后的浮沉情况，让学生观察真实情境，启发思考。同时，也可以采用游戏或魔术等学生喜爱的方式创设情境，引发认知冲突，激发学生的探究欲望。 2．学情分析 从学生已有的知识储备来看，他们已经对浮力有了一定的认识，掌握了阿基米德原理，这为学习物体的浮沉条件奠定了基础。然而，将浮力知识与受力分析、运动和力的关系结合起来理解物体的浮沉条件，对学生而言是一个挑战，需要引导学生突破知识综合应用的难点。 从学生的思维特点和学习能力方面分析，八年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段。他们对生活中的物理现象充满好奇，但对抽象的物理原理的理解可能存在困难。因此，从生活中的实际现象出发，利用常见物品进行演示实验，创设丰富有趣的情境，如游戏和魔术等方式，符合学生的兴趣爱好，能够激发他们的学习兴趣，引导他们从生活现象中探寻物理本质，更好地促进他们思考，帮助他们理解物体的浮沉条件和应用，从而体现“从生活走向物理”的课程理念。
教学目标
物理观念 能描述浸没在液体中由静止释放的物体的浮沉条件，并运用其说明生产生活中的有关现象，发展运动与相互作用的观念 科学思维 通过浮沉实例，抽象建构浮沉模型，根据二力合成的方法、运动和力的关系进行演绎推理得出物体的浮沉条件，培养推理论证的能力。 科学探究 设计实验，通过改变物体所受重力或浮力的大小来改变物体的浮沉状态，发展科学探究的素养及使用科学证据的意识。 科学态度与责任 1．运用物体的浮沉条件解释和解决生产生活中的一些现象和实际问题，认识浮力知识在生产生活中的应用价值，感受物理学对人类生活和社会发展的影响。 2．了解我国古代及现代利用浮沉条件的科技成就，为中华民族的科技成就感到自豪，激发学习科学的兴趣和探究的热情，养成实现中华民族伟大复兴的责任感与使命感。
教学内容
教学重点 1．根据二力合成的方法、运动和力的关系描述物体的浮沉条件。 2．运用物体的浮沉条件说明生产生活中的有关现象。 教学难点 将受力分析、运动和力的关系以及与浮力知识结合起来用于解决问题。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
新课导入 视频：木块上浮、金属块下沉。 问题：浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，但是有的物体上浮，有的物体下沉，有的物体还会悬浮在液体中。这是为什么？ 观察、思考。 播放金属块下沉、木块上浮视频，呈现物体不同的浮沉状态，激发学生好奇心与探究欲，引出浮沉条件思考，自然过渡到本节课主题，为后续教学铺垫。
新知探究 一、物体的浮沉条件 1．由静止释放的物体，所受浮力与重力的大小关系 问题：浸没在液体中由静止释放的物体受哪些力的作用？这些力的合力如何？物体的运动情况如何？ 根据二力合成的方法、运动和力的关系描述物体的浮沉条件。 2．物体密度与液体密度的关系 物体所受的浮力F浮＝G排＝ρ液V排g 物体所受的重力G＝mg＝ρ物Vg 由于浸没在液体中的物体，其排开液体的体积V排跟物体自身的体积V相等，即V排＝V。 问题：物体的浮沉还可如何判断？ 【知识小结】 3．物体浮沉的讨论 （1）上浮和下沉不是平衡状态，悬浮是平衡状态。 物体上浮的结果是漂浮，物体下沉的结果是沉底。 问题：请分析物体漂浮和沉底时，物体的受力情况以及物体密度与液体密度的关系。 （2）上浮（未露出水面）、悬浮、下沉和沉底时，V排＝V物；漂浮时，V排＜V物。 二、浮力的应用 1．轮船 想想做做：橡皮泥的密度比水大，它在水中会下沉。根据阿基米德原理，怎样把橡皮泥做成一条小船，使它能漂浮在水面，并能承载重物？ （1）轮船利用“空心”，通过增大排开水的体积，从而增大其受到的浮力。 （2）轮船的大小通常用排水量来表示。 排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。 问题：轮船从河里驶入海里，船会上浮一些还是会下沉一些？ 2．潜水艇 问题：潜水艇如何实现上浮或下沉？可以从改变浮力或重力的方面思考。 3．气球和飞艇 用充密度小于空气的气体的办法，使它受到的浮力大于重力而升空。 4．密度计 作用：可以根据液面所处的位置直接读出液体的密度值。 问题：图中哪种液体密度更大？判断的依据是什么？密度计的刻度有什么特点？ 讨论并回答：浸没在液体中由静止释放的物体只受重力和浮力。 （1）当浮力F大于重力G时，二力的合力方向向上，物体上浮。 （2）当浮力F等于重力G时，二力的合力为0，物体保持悬浮状态。 （3）当浮力F小于重力G时，二力的合力方向向下，物体下沉。 讨论并回答：浸没在液体中的物体由静止释放： （1）如果ρ物＜ρ液，物体将上浮； （2）如果ρ物＝ρ液，物体可以悬浮； （3）如果ρ物＞ρ液，物体将下沉。 讨论并回答：物体漂浮时，F浮＝G，ρ物＜ρ液；物体沉底时，F浮＋F支＝G，ρ物＞ρ液。 操作与体验：把橡皮泥捏成瓢状放在水面，虽然它所受的重力没有改变，但是排开的水的体积变大，因而受到较大的浮力，所以能漂浮在水面上。 讨论并回答：因为轮船始终漂浮，所以F浮＝G，重力G不变，故浮力F浮不变。 根据F浮＝G排＝ρ液V排g，因为液体密度ρ液变大，所以船排开液体体积V排变小，船会上浮一些。 讨论并回答：悬浮在水里的潜水艇，若要实现上浮，可以增加浮力或减小重力；若要实现下沉，可以减小浮力或增加重力。但潜水艇所在液体的密度ρ液无法改变，它排开液体的体积V排也难以改变，故改变潜水艇受到的浮力难以实现。因而潜水艇通过向水舱充水或将水舱里的水排出来改变自身重力，实现上浮或下沉。 学生聆听。 讨论并回答：右边液体密度较大。根据，密度计漂浮F浮＝G，可以判断右边V排较小，液体密度较大。密度计的上方的刻度值较小，下方的刻度值较大。 一、物体的浮沉条件的设计意图：通过问题引导学生思考物体在液体中的受力及合力对运动状态的影响，自主描述浮沉条件，培养科学思维与推理论证能力。讨论密度关系，深化理解，从多角度分析浮沉现象。结合实例，增强对浮沉条件应用的理解与掌握。 二、浮力的应用的设计意图：通过展示实例，让学生了解浮力在生活中的应用，增强应用意识。通过活动与问题，如橡皮泥小船实验、轮船驶入海里变化讨论、潜水艇浮沉分析等，加深对浮力应用的理解，培养科学探究与实际问题解决能力。同时，激发学生对物理学的兴趣与热情。
课堂练习 如图所示，将新鲜的鸡蛋浸没在盛有水的容器中，观察到鸡蛋沉于容器底。 （1）此时鸡蛋所受浮力_______它所受重力，鸡蛋密度_______水密度。 （2）向水中加入适量盐，当盐水密度_______鸡蛋密度时，鸡蛋可以悬浮。 （3）继续向水中加盐，可以看到鸡蛋上浮，鸡蛋上浮过程中（未露出液面）受到的浮力_______它所受的重力。鸡蛋最终静止时，鸡蛋受到的浮力_______它所受的重力。 学生思考、作答。 通过练习题，如观察鸡蛋在不同密度液体中的浮沉，让学生运用浮沉条件知识分析现象，加深理解与掌握。同时，教师通过反馈了解学生学习情况，发现理解与应用中的问题，进行针对性指导，提高教学效果。
课堂小结 学生思考、总结。 通过课堂小结，梳理总结浮沉条件和浮力应用等主要内容，使学生形成系统认识，强化重点知识理解记忆，培养物理观念和科学思维。同时，引导思考知识在生活中的应用，激发学习兴趣和探究欲望，为后续学习打基础。
板书设计
10.3　物体的浮沉条件及应用 一、物体的浮沉条件 1．比较浮力与重力 2．比较物体密度与液体密度 二、浮力的应用 1．轮船 2．潜水艇 3．气球和飞艇 4．密度计
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