物体的浮沉条件及应用

10.3物体的浮沉条件及应用执教教师：武夷山市第三中学张振指导教师：武夷山市第三中学叶育林【设计理念】义务教育阶段的物理课程的主要目标是提高全体学生的科学素质、促进学生的全面发展，为此，我遵循以下理念设计了这节课：1、注重以学生为主体，以教师为主导的理念。2、以探究、创新为主旨，并且面向全体学生。3、重视“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，本节课从日常生活入手，引导学生学生探究出物体浮沉的条件，并将该规律应用于生活、生产实际，从中培养学生终身的探究乐趣，良好的思维习惯和初步的科学实践能力。【教学目标】知识与技能1、知道物体的浮沉条件，知道密度计、潜水艇、热气球的工作原理。2、能应用沉浮条件解决一些简单的问题。过程与方法1、经历探究浮沉条件的过程。2、通过动手实验，培养学生的观察与动手能力。3、通过探究了解控制浮沉的方法，并能用控制变量法对所提出的方法进行分析，进一步建立理性的推论。情感态度与价值观1、通过浮力在科技方面的实例，体会掌握科学知识的重要性。2、通过阅读，了解物体浮沉条件在科学研究和生产实际中的应用，并激发爱国主义的激情和勤奋学习、科技强国的思想。3、通过与家乡特产一一武夷岩茶的导入，培养学生爱家乡的观念。【学情分析】浮沉现象是学生在生活中比较熟悉的，也是他们容易发生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥演示实验的作用，迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，调动他们学习的积极性和主动性。15岁左右的初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡，因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识，通过理论分析和推理判断来获得新知识，发展抽象思维能力。当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托，可以借助实验加强直观性和形象性，以便学生理解和掌握。【教学重难点】重点：正确理解物体的浮沉条件，知道物体上浮、下沉、悬浮、漂浮的原理。难点：结合物体的密度、液体密度理解浮沉条件及密度计、潜水艇、热气球的工作原理。【教学课时】1课时【教学准备】演示器材：烧杯、水、蛋、盐水、潜水艇模型、水槽、浮沉子等。学生器材：大烧杯、水、小玻璃瓶、小石子、蜡块、泡沫块、眼药膏壳、铁钉、铁丝等。【教学过程】新课导入：上课后教师用大玻璃杯泡茶，在学生不解的目光中夸张的闻一闻，喝一口（说：这可是正宗的武夷岩茶啊），然后举起让学生观察，问：同学们看到了什么现象？学生回答后指出，刚冲泡的茶叶大都浮在水面上，然后就有一些茶叶沉下去，之后又有几根茶叶又浮上来。知道为什么吗？学完这节课后，我们就会找到答案并且还可以利用它来解释生活当中的现象。（2min）（板书课题：9.3物体的浮与沉一、物体的浮沉条件）一、物体的浮沉条件从刚才泡茶的情景我们可以联想到生活当中的其他的物体，有的在水中会浮起来，而有的会沉下去，甚至同一个物体在液体中，有时会浮起来，有时又会沉下去，究竟是什么因素决定了物体的浮与沉呢？今天这节课我们就一起来研究这个问题。（此时有可能会有学生指出物体浮沉取决于物体的密度。教师可以指出这位同学的这种说法有一定道理，我想这是来源于他在生活当中经验的积累，这值得表扬，但有些生活经验可能只停留在问题的表面，比如说铁的密度就比水大的多，但是如果是一个空心的铁球，就有可能会浮在水面上，所以我们有必要去探究决定物体浮沉的本质的因素。）首先请同学们做一个体验活动，大家看一看你们的桌子上都有些什么物体呢？猜一猜：如果把这些物体分别浸没在水中松手，哪些物体浮起来而哪些又沉下去呢？接下来请同学们亲自动手，仔细观察后回答这个问题。听完同学们的回答，是不是能总结出规律了呢？好象物体的密度决定了物体是浮是沉是吗？教师通过分析后引导学生有必要继续进行探究。所以接下来请同学们进一步思考：议一议：怎样使下沉的物体浮起来？怎样使漂浮的物体沉下去？为了让大家更好的完成任务，我们有必要复习几个相关知识。做一做：请每一组同学先讨论方法后，选择一个物体进行实验。想一想：让各组学生发表自己的做法，其一是改变重力，如让玻璃瓶进水、泡沫块上插铁钉。其二是改变物体受到的浮力，如把眼药膏壳撑大体积做成空心、把包裹的橡皮泥的气球吹起来。之后教师作如下分析：同学们的方法都很好，但目前大家只是处在一个提供一两个具体方法的水平，那么大家能不能综合各种方法总结出这些方法的实质呢？也就是说是你要能够回答出是什么因素决定了物体的浮与沉呢？接下来请大家针对这个问题做一个讨论。讨论结束后，引导学生从重力和浮力的关系归纳出所采用的方法的实质。具体操作：学生回答后，教师：同学们都回答的非常好。通过刚才的问题可以看得出来，一个物体放到液体中松手后，往上浮和往下沉就是运动状态发生了改变，而力是使物体运动状态改变的原因，所以液体中的物体是浮还是沉就决定于它的受力情况，而物体在液体中受到了竖直向上的浮力和竖直向下的重力，刚才几种方法有的改变重力，有的改变浮力，最终就是为了改变重力和浮力的大小关系。也就是说，结论：物体的上浮或下沉是由重力和浮力的大小关系决定的。有了这个结论经验，接下来我们可以做一个实验，来把物体的浮与沉的重力和浮力的关系一条一条总结出来。老师这里有一只鸡蛋，请同学们想想，你如何创造一种环境，使它实现向上浮或者向下沉。请学生起来发表自己的设计方案，同学们都说的很好，根据同学们的设计，我们一起开始实际操作，这里有一只鸡蛋和一个装着清水的水槽，还有一些盐。（接下来的过程，边做实验边在课件上出现相应的结论）首先，把蛋放在清水中，会看到什么现象呢？对，它会沉下去，我们把这个过程叫做下沉。刚才我们说物体的运动状态决定于它的受力情况，大家说说此时蛋的受力情况是怎么样的呢？对，蛋受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力，而F浮＜G。所以导致了蛋下沉。（板书：1、下沉F浮＜G）接下来，同学们想想，有没有办法让蛋浮起来呢？（提问，可以播放死海及中国的人造死海进行提示）对，我们需要增大它受到的浮力，可以往清水里加盐增大液体的密度，从而增大浮力，当F＞G时，蛋就浮起来了，我们把这个过程叫上浮。（板书：2、上浮F浮＞G）浮同学们再想想，有没有一种可能，让蛋悬在液体当中呢，我们可以减小浮力的大小，再往杯中倒入清水，当F=G时，蛋就悬在液体当中了，我们把这个状态称为悬浮。（板书：3、悬浮F：G）最后我们对这三种情况做一个小结，（罗列三种情况……）。最后提问，其中上浮的过程会一直持续下去吗？……当露出水面时，浮力变小，小到等于重力后就停止不动了，这叫漂浮，F=G（板书）。我们就把这些关系称为物体的浮沉条件，因为在气体中也存在着浮力，所以这些条件同样适用于气体中。（板书）我们通过实验总结出物体的浮沉条件，有什么实际意义呢？对，我们只要知道物体所受浮力和重力的大小就可以判断浸入液体中的物体是浮是沉。那么现在同学们能不能解释刚上课时那杯茶的茶叶上浮和下沉的原因了吗？另外我们还可以利用漂浮和悬浮计算浮力的大小，此外我们还有下面的实际应用：（板书：二、浮沉条件的应用）二、浮沉条件的应用1、密度计、轮船首先介绍密度计的结构，分类，使用方法并实际测量水和酒精的密度，让学生参与读数并发布。然后提出问题：为什么密度计分别在水和酒精中浸入的体积不一样？哪一个更大？为什么？学生回答后。师：我们刚学习过物体的浮沉条件，学以致用，大家说说密度计在使用时处于哪一个状态？对，是漂浮，那么浮力在水和酒精中都等于重力，根据公式F浮=两夜・g・V排可得出液体密度越小，V排就越大。其实轮船在海水和河水中的吃水深度不同也是这个原因。2、潜水艇由搜寻马航失联飞机动用潜水设备谈起（动画），然后演示自制教具潜水艇模型在水中的上浮和下沉并让学生试着解释原理。如果有时间，就谈谈下面的实例和思考巩固练习3、盐水选种（通过图片口述）接下来我们再看看4、热气球（孔明灯）动画巩固练习为什么水饺和汤圆煮熟后会浮起来？课堂小结：看过了潜水艇后，我们一起来回顾