人教版（2024）八年级下册物理第十章《浮力》教案（共4课时）

第第页人教版（2024）八年级下册物理第十章《浮力》教案（共4课时）第1节浮力教学目标物理观念:认识浮力,了解浮力的方向和产生原因;通过实验探究知道影响浮力大小的因素。科学思维:通过观察,认识浮力的存在;经历推理过程,了解浮力产生的原因。科学探究:通过实验探究知道影响浮力大小的因素;学会使用弹簧测力计测量浮力;经历通过实验收集证据,形成合理的解释,并与其他同学相互交流、完善结论的科学探究过程,系统地培养学生的科学探究能力。科学态度与责任:认识浮力,体会物理概念之间的联系,建立科学的世界观;根据实验现象提出猜想、表达观点,并通过探究收集证据、加以论证,培养学生科学论证的科学思维。教学重难点教学重点:探究影响浮力大小的因素,“称重法”测浮力。教学难点:运用实验和分析的方法得出浮力产生的原因。教学准备教师准备:教学课件、大量筒、乒乓球、大水槽、弹簧测力计、剪掉底的透明塑料瓶、粘着红线的乒乓球、烧杯。学生准备:弹簧测力计、细线、铁块、拴着细线的石块、大水槽、空矿泉水瓶、水、盐水。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课1.首先将乒乓球放在大量筒中,问同学们:“除了将乒乓球倒出来,用什么方法能把乒乓球从量筒中取出来呢?”学生上台进行演示,向大量筒中加入适量水,取出乒乓球。2.课件展示:冰山漂浮在海面上;鸭子、轮船漂在水面上;人漂在死海海面上;热气球载着重物飞上高空等引导学生思考:以上物体在液体或气体为什么能漂浮或升空呢?学生:液体或气体对物体有一个向上的力。教师:这个力是浮力,这节课我们学习“浮力”。通过播放神奇的死海、生活中的浮力图片,以教师设问的方式引入浮力,能够贴近学生的思维实际,使学生从生活中的浮力现象走向物理二、新课讲解探究新知探究点一浮力(一)浮力的方向演示实验1:将一乒乓球按入水中,松手后,乒乓球浮出水面,最后漂浮在水面上。讨论以下问题:水中上浮的乒乓球和浮在水面上的乒乓球受几个力的作用?施力物体是什么?力的方向怎样?学生:乒乓球受到重力作用,施力物体是地球,方向是竖直向上。学生:乒乓球从水中由静止上浮,说明它还在水中受到与重力方向相反即竖直向上的力,这个力就是浮力,它的施力物体是水。学生:浮上来的乒乓球最终静止在水面,处于平衡状态,说明它在竖直方向上受到的是平衡力,这时它受到的重力与浮力是一对平衡力,所以我们得出浮在水面上的物体受到的浮力的方向竖直向上,力的大小等于物体的重力。演示实验2:找一段较粗的红线,将其两端分别固定在乒乓球和烧杯的底部,将水注入烧杯,直到将乒乓球浸没,观察红线的状态。将烧杯的一端垫高,再次观察红线的状态。分析两种情况下乒乓球的受力情况,应用二力平衡知识得出浮力的方向与重力方向相反,即浮力方向总是“竖直向上”的讨论以下问题:1.乒乓球受到了哪些力?2.本实验说明了什么?学生:乒乓球受到竖直向下的重力、拉力和竖直向上的浮力。学生:本实验说明浮力的方向是竖直向上的。归纳总结:浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫作浮力。(二)测量浮力的大小过渡:力的要素除了方向、作用点外还有大小,之前我们学习重力时,用弹簧测力计测量重力,那么又如何利用弹簧测力计来测量浮力大小呢?学生活动:1.用弹簧测力计挂着铁块,读出示数,然后用手托住铁块。看到什么现象?(弹簧测力计的示数变小了)2.分析铁块受力情况,手对铁块的托力多大?学生思考后小组讨论。学生:铁块受到重力、拉力和托力,托力大小等于铁块的重力与拉力(弹簧测力计的示数)之差。教师:通过刚才的实验,当我们把铁块放入水中时,铁块受到竖直向上的浮力,这个浮力相当于刚才实验中我们对铁块竖直向上的托力,我们如何测量物体浸在液体中受到的浮力?学生:用弹簧测力计悬挂铁块,测量出铁块的重力G,然后铁块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F,铁块受到的浮力F浮=G-F。学生实验1:测量铁块在水中受到的浮力,体验用称重法测量浮力。演示实验3:把石块放入水中,石块下沉,一直沉到烧杯底。教师:下沉的石块受到浮力吗?请同学们讨论并自己利用桌上的实验器材设计实验验证自己的想法。教师巡回指导。学生:将石块挂在弹簧测力计下测出石块在空气中的重力,然后将弹簧测力计悬挂着石块浸入水中,让石块全部或部分浸入水中,直到达到平衡。如果弹簧测力计的示数不变,说明石块不受浮力;如果示数变小,说明受到向上的浮力;如果示数变大,说明受到了水对它向下的力。学生:用弹簧测力计吊着石块浸入水中时,弹簧测力计的示数变小了,说明石块在水中受到了水对它竖直向上的浮力的作用。探究点二决定浮力大小的因素学生实验2:在大水槽中装半槽水,用手将空矿泉水瓶慢慢压入水中,在空矿泉水瓶浸没前,体会空矿泉水瓶所受浮力及其变化。教师:浮力的大小可能与哪些因素有关?请同学们根据刚才的体验和生活中的经验提出猜想?并说出猜想的依据。学生利用之前学习的二力平衡知识解决现在的新问题,层层递进的方式,让学生掌握称重法测浮力学生结合体验猜想,训练学生合理猜想,有根据地猜想,有依据推理问题的能力学生:可能与瓶子浸在水里的体积有关,因为刚才瓶子全部压入比一半压入要费力,浮力更大,说明与浸入水中的体积有关。学生:可能与瓶子浸入水中的深度有关,因为瓶子往下压,深度增加,更费力。学生:可能与物体的密度有关,因为乒乓球和钢球的密度不同,乒乓球在水里漂浮,钢球在水里沉底。学生:可能与液体的密度有关,因为人可以躺在死海里看书。教师:实验中运用的科学研究方法是什么?学生:控制变量法。教师:首先全体小组来探究是否和物体浸没在液体中的深度有关。如何设计实验?学生:控制液体的密度相同,所以液体都是水,控制物体浸在液体中的体积相同,让物体都是浸没状态,控制物体的密度相同,选择同一物体。教师:如何设计该实验?小组讨论,设计实验方案。学生:先用弹簧测力计测出铁块的重力,然后将铁块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,再改变铁块浸没的深度,读出弹簧测力计的示数。学生分小组进行实验,实验过程中分工明确,记录数据同时也要注意实验过程中出现的问题。学生:分析数据可知,物体所受浮力的大小和浸没在液体中的深度无关。另外3个猜想,为了节省时间,3个猜想的探究实验同时进行,每2~3个小组进行一个猜想探究实验。分组实验完成后,各小组派代表汇报本组的实验操作、分析数据的过程,以及得到的实验结论。教师在合理性和规范性上给予指导,对小组合作探究的过程给出评价。最后师生一起归纳、总结,得出结论。师生共同归纳分析:物体在液体中所受浮力的大小,跟物体的密度、物体的体积、浸没的深度等无关,跟浸在液体中的体积、液体的密度有关。探究点三浮力产生的原因过渡:浮力是怎么产生的呢?带着问题我们来看一段视频。学生:浮力是由于液体对物体下表面的压力大于上表面的压力,也就是物体上下表面受到液体的压力差。演示实验4:取一只去底的透明塑料瓶,瓶口直径略小于乒乓球直径。将乒乓球放入瓶中,保持瓶口朝下。向塑料瓶中注水,观察乒乓球的状态。用手堵住瓶口,观察乒乓球的状态。教师:你看到了什么现象?为什么会出现这样的现象?小组讨论解释这个现象。学生:乙图实验中,乒乓球静止不动,这是因为乒乓球只受到水给它向下的压力。在图丙实验中,乒乓球向上运动,这是由于乒乓球下面积满了水,乒乓球既受到水对它向下的压力,又受到水对它向上的压力,并且向上的压力大于向下的压力。培养学生设计实验的能力、分析概括能力通过演示实验,加深对浮力产生原因的理解如图所示,我们研究浸没在液体中的长方体的受力情况。长方体两个相对的侧面所受液体的压力相互平衡,物体水平方向所受力的合力为0。长方体上、下表面所处的深度分别记为h1、h2,h2>h1,因此,液体对长方体下表面的压强要大于液体对上表面的压强。长方体上、下表面的受力面积相同,所以,液体对长方体向上的压力F2大于液体对它向下的压力F1。归纳:浮力产生的原因是物体上下表面受到液体的压力不同(压力差)。三、归纳概括课堂小结学生总结本节所学知识,教师课件展示。培养学生归纳总结的意识和能力板书设计第1节浮力1.方向:竖直向上(与重力方向相反)。2.测量:弹簧测力计F浮=G-F(称重法)。3.产生原因:物体上下表面受到液体的压力差,F浮=F向上-F向下。4.影响因素:(1)浸在液体中的体积(排开液体的体积);(2)液体的密度。作业设计利用弹簧测力计、橡皮泥等探究浮力大小是否与物体的形状、质量有关,请设计实验进行验证。参考答案:(1)探究浮力大小是否与物体的质量有关器材:烧杯、水、细线、弹簧测力计、体积相同但质量不同的两小球A和B。步骤:①用细线分别拴上小球A和小球B,悬挂在弹簧测力计下,分别测出二者的重力G1和G2。②将小球A和小球B分别缓慢地浸没在水中,分别读出弹簧测力计的示数F1和F2。③比较G1-F1和G2-F2的大小,若不相等,说明所受浮力与物体的质量有关;反之,则证明有关。(2)探究浮力大小与物体的形状是否有关器材:烧杯、水、细线、弹簧测力计、橡皮泥。步骤:①用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,使橡皮泥缓慢地浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F1。②改变橡皮泥的形状,重复上述步骤,读出弹簧测力计的示数F2。③比较F1和F2的大小,若不相等,说明所受浮力与物体的形状有关;反之,则证明无关。教学反思本课的教学设计,从我们生活中所熟悉的场景引入,密切联系生活实际,教学中从学生身边的例子入手,进行演示实验和学生实验,学生体验了科学探究的全过程,又让学生学习了科学探究的方法,还加深了对浮力概念的理解。新的课程改革对物理教育提出了新的理念,将“培养学生的科学素养”作为物理教学的根本目的,将“从生活走向物理,从物理走向社会”,“注重科学探究,提倡学习方式的多样化”作为课程的基本理念。因此,在课堂教学中要落实物理教育的基本目的,突出新的课程理念。第2节阿基米德原理教学目标物理观念:能说出阿基米德原理并会书写其公式;会利用阿基米德原理解释简单的现象和计算。科学思维:通过科学探究活动,经历观察物理现象的过程,培养学生观察、实验能力,分析、概括、思维能力。科学探究:经历探究阿基米德原理的过程,学习科学探究的有关方法。科学态度与责任:养成观察思考、勇于发现、乐于探究的学习习惯,以及应用物理知识解决实际问题的能力。教学重难点教学重点:理解阿基米德原理,应用阿基米德进行相关计算。教学难点:应用阿基米德原理进行计算。教学准备教师准备:阿基米德原理演示器、弹簧测力计、空饮料瓶、烧杯、水、木块、小石块等。学生准备:阿基米德原理演示器、弹簧测力计、小石块、水、细线、空饮料瓶、烧杯等。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课阿基米德是古希腊著名的哲学家、数学家、物理学家,享有“力学之父”的美称,叙拉古国王让工匠做了一顶纯金的王冠,但是在做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,于是请阿基米德来检验。阿基米德冥思苦想而不得要领,让我们重温阿基米德验皇冠的故事。播放视频“阿基米德鉴别王冠的故事”。提出问题:阿基米德是怎样解决这个难题的呢?学习了今天的知识后,你会找到答案。激发学生学习的兴趣,同时学习科学家勇于探究科学真理的精神二、新课讲解探究新知学生准备:在烧杯中装满水,往下按空饮料瓶,水会溢出。要求:1.你的手有什么感受,这说明了什么?2.这个力有变化吗,这又说明了什么?3.你还观察到什么现象?4.根据刚才实验中你的感受结合观察到的实验现象,你觉得浮力的大小可能和什么有关?四人一组,按要求完成实验。感知浮力的大小变化。交流:1.手受到向上顶的力,说明瓶子浸入水中的过程中,受到水的浮力。2.在瓶子浸入水中的过程中,向上顶的力越来越大,受到的浮力在增大。3.溢出来的水越来越多,受到的浮力越大,浮力大小可能与溢出来水的多少有关。教师引导:这个“多少”指的是什么?是指排开水的质量、密度、体积还是重力?通过学生的亲自体验,教师的步步引导,让学生把感受和实验现象联系起来,较为顺利地提出浮力大小可能与排开液体的重力有关学生:排开液体受到的重力。教师:要验证猜想是否正确,我们要怎么做?学生:实验。学生自主阅读课本,结合给出的实验器材,思考下列问题,思考后小组讨论:1.怎样测浮力?2.怎样收集排开的液体?3.怎样测出排开液体的重力?4.需要的实验器材有哪些?5.如何进行实验、设计表格?6.如何进行多次实验?学生讨论交流后,小组进行展示,其他小组进行补充,教师点评。1.用弹簧测力计测出浮力大小:先测出物体所受的重力G,再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F拉,则F浮=G-F拉。2.物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出:溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让排开的液体流入一个小桶中,桶中的液体就是被物体排开的液体,用弹簧测力计测出排开液体所受的重力。实验器材:弹簧测力计、细线、水、小石块、小桶、溢水杯。学生分小组进行实验,小组内做好分工,记录实验数据,分析数据得出结论。实验步骤:①用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶;②用弹簧测力计测出小石块的重力G物;③将小石块浸入盛满水的溢水杯中,记下弹簧测力计的示数F拉;④用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总;⑤计算出小石块受到水的浮力F浮和排开水的重力G排。实验数据记录在表格中。次数小桶的所受的重力G桶/N物体所受的重力G物/N物体在水中时弹簧测力的示数F/N小桶和排开水所受的总重力G总/N浮力F浮/N排开水所受的重力G排/N1234学生交流后引导学生归纳出浮力大小与排开液体重力的关系后,组织学生评估并反思实验过程,从而改进实验方案。归纳:阿基米德原理的内容,并用课件展示。1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。学生回答问题,经历实验的设计过程,思考问题,得出结论;教师通过提问引导学生思考并设计实验小组合作实验,培养团队合作意识2.公式:F浮=G排。3.用于计算的导出式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。4.阿基米德原理适用范围:任何液体和气体、任何情况(漂浮体、下沉物、部分浸入、浸没)。交流与评估:(1)若溢水杯中水没有加满,会对实验造成什么影响?导致G排的测量值偏小。(2)实验中,如何保证实验时溢水杯中水已加满?向溢水杯中缓慢加水,直到溢水口有水滴流出,就表示水已经加满。(3)实验中,若先测出小桶和水的总重,再将水倒出后测出空桶的重力,测量结果会因为桶壁沾有部分水,所以G桶测量值偏大,导致G排测量值偏小。例题1将金属块浸入水中,排开0.6kg的水,金属块受到的浮力是6N(g取10N/kg)。

例题2一个体积为300cm3的物体浮在水面上,它的23体积露出水面,它受的浮力大小为1N。(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3例题3在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠受到的重力为4.9N,浸没在水中称时,弹簧测力计示数为4.5N。ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg,求:(1)王冠浸没在水中时受到的浮力是多少?(2)王冠体积为多大?(3)王冠的密度是多少?王冠是否是纯金的?(金的密度是17.3×103kg/m3)课件展示答案评估有利于发展学生的批判性思维,使学生有可能发现新的问题,从而养成严谨的科学态度首尾呼应,加深对阿基米德原理的理解,同时学会利用阿基米德原理解决问题三、归纳概括课堂小结学生总结本节所学知识,教师课件展示。总结本节课的学习收获,增加学生的自信心和获得感板书设计第2节阿基米德原理1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。2.表达式:F浮=G排。3.导出式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。4.适用范围:液体和气体。作业设计提供弹簧测力计,设计实验测量盐水的密度,简述实验的主要步骤(用相应的字母表示所测的物理量),并写出数学表达式。参考答案:实验器材:水、盐水、水杯、细线、石块。步骤:①将石块用细线拴住,用弹簧测力计测出石块的重力G;②用弹簧测力计挂着石块,使其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F1;③将石块擦干,用弹簧测力计挂着石块,使其浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数F2。④石块在水、盐水中受到的浮力分别为F水=G-F1、F盐水=G-F2,石块的体积为V,则有F水=ρ水gV=G-F1,F盐水=ρ盐水gV=G-F2,然后即可解得:ρ盐水=G-F2教学反思教学的开展以阿基米德在浴缸中思考皇冠之谜的引入,根据观察到的现象提出猜测“浮力大小可能与排开液体的多少有关”,继而进一步猜想“浮力大小可能等于排开液体所受的重力”,学生分小组合作学习进行实验设计和验证。学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想,然后引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体的重力相等的假设。不仅加深了学生对知识的理解,更培养了学生学习本学科的兴趣,在教学的各个环节中,有意识地引导学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会,达到了理论联系实际的目的,起到了良好的效果。第3节物体的浮沉条件及应用教学目标物理观念:知道物体的沉浮条件,会根据沉浮条件判断物体的浮沉;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;能应用沉浮条件解释简单的物理现象。科学思维:通过分析物体在液体或气体中的受力情况,推导出物体的浮沉条件;通过物体的浮沉条件和阿基米德原理,推导物体密度和液体密度的关系。科学探究:通过观察鸡蛋在不同液体中的浮沉现象,探究物体的浮沉条件;通过实验,了解轮船、航空母舰、潜水艇、气球和浮空艇的原理。科学态度与责任:通过观察和实验,树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想;经历交流浮沉条件在技术上的应用事例,体会科学、技术与社会密切联系。教学重难点教学重点: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。教学难点:根据阿基米德原理比较物体密度与液体密度的关系;利用物体的浮沉条件解释生产、生活中的一些现象。教学准备教师准备:教学课件、玻璃杯、鸡蛋、水、盐、玻璃棒、潜水艇模型、铁架台、酒精灯、薄塑料袋、密度计。学生准备:橡皮泥、大水槽、水。教学过程教学环节设计意图一、创设情境导入新课播放视频“中国航母编队霸气出场”和“中国核潜艇航行”。提出问题:航母和核潜艇是海上钢铁巨兽,是移动的国土,航母作为现代海军的标配,核潜艇以其独特的战略威慑能力和战略反击能力,象征着一个国家的海洋力量和综合国力。为什么钢铁做成的航母能浮在水面上?钢铁做成的潜水艇能在水中上浮和下潜呢?引出课题:今天我们一起学习“第3节物体的浮沉条件及应用”。激发学生的学习兴趣和爱国情怀二、新课讲解探究新知探究点一物体的浮沉条件在水里,许多东西能浮在水面,比如乒乓球、木块、石蜡等;也有许多东西沉到水底,比如石头、硬币、橡皮等;那么物体的浮沉取决于什么呢?演示实验:“水”中的鸡蛋。将鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里,鸡蛋沉入杯底;逐渐将食盐溶解在水中鸡蛋恰好悬浮;继续溶解食盐最终鸡蛋漂浮。通过鸡蛋在不同的“水”中的状态,让学生认识下沉、沉底、悬浮、上浮和漂浮这五种浮沉状态。总结易混淆的几个词语(课件展示):浸没:物体完全没入了液体中,整个物体在液面以下。浸入:也就是“浸在”,包括浸没和部分浸入。漂浮:物体在液面处,部分浸入。悬浮:物体在液面以下,浸没,可以存在于液面下任何位置。上浮:物体正在向上加速运动,可能浸没,也可能部分浸入,最终状态是漂浮。下沉:物体正在向下加速运动,可能浸没,也可能部分浸入,最终状态是沉在液体底部。通过演示实验,认识物体在液体中的不同状态梳理易混概念,为学习扫清障碍小组合作学习:1.上述几种状态,哪些状态是平衡状态,哪些是非平衡状态?2.分析上述几种状态下鸡蛋受到的浮力与重力的关系,分别画出上述几种状态下鸡蛋受力示意图。师生共同总结物体的浮沉条件:(1)比较浮力和物体重力的关系上浮:F浮>G。漂浮:F浮=G。悬浮:F浮=G。下沉:F浮<G。沉底:F浮<G,沉底时,受到重力G、浮力F浮与支持力的作用,这三个力平衡,即G=F浮+F支。(2)比较物体密度ρ物与液体密度ρ液的大小关系判断物体的浮沉当物体浸没在水中时,受到重力G与浮力F浮两个力的作用。物体浸没在水中时:V排=V物=V;浮力的大小:F浮=ρ液gV排=ρ液gV;重力的大小:G=ρ物gV物=ρ物gV;①当F浮>G时,得出ρ液>ρ物,物体上浮(最终漂浮);②当F浮=G时,得出ρ液=ρ物,物体悬浮;③当F浮<G时,得出ρ液<ρ物,物体下沉(最终沉底)。课件展示:物体的浮沉与密度大小有关的实例①漂浮:ρ冰<ρ水②悬浮:ρ鸡蛋<ρ液体③沉底:ρ物体<ρ液体播放视频——“用阿基米德原理证明物体的浮沉条件”。探究点二浮沉条件的应用(一)轮船过渡:往水里加盐是通过改变液体的密度可以改变鸡蛋的浮沉状态,还有没有其他方法可以改变物体的浮沉状态?教师演示:将一块橡皮泥放入水中,橡皮泥在水中下沉。小组比赛:如何让橡皮泥在水中漂浮呢?请你设计方案进行实验,看哪个小组最快完成。展示成果:橡皮泥做成“空心”形状可以漂浮在水上。教师引导总结:橡皮泥是通过增大排开液体的体积改变物体浮沉状态。课件展示漂浮在水面的轮船图片,现代轮船是使用密度比水大的钢铁制造的,那么轮船是怎么浮在水面上的?学生:是通过“空心”的方法,增大排开水的体积,增大浮力。自主学习:什么是轮船的排水量。学生:排水量是轮船装满货物时排开水的质量(m排),它等于轮船的质量和货物的质量之和。点拨:轮船漂浮,浮力与轮船的总重力是一对平衡力:F浮=G物+船,根据阿基米德原理,浮力等于排开水的重力:F浮=G排水,所以轮船的总重力等于排开水的重力:G排水=G物+船,m排水教师:展示图片,为什么生汤圆沉底,煮熟后会浮起来?生汤圆在水中汤圆煮熟时学生自主分析、归纳总结物体浮沉条件,有利于学生对知识的理解培养学生分析概括能力通过小组比赛,激发学生学习兴趣,了解轮船的工作原理利用浮沉条件和阿基米德原理推导排水量公式,加强知识前后联系学以致用,应用所学知识解释生活现象学生:汤圆煮熟后变成空心,增大了V排,从而增大了浮力,使其浮起来。例题一艘轮船的排水量是1×104t,在密度是1.0×103kg/m3的江水中航行,它满载时排开水的体积是多大?如果该轮船从长江驶入大海(海水密度为1.03×103kg/m3)中航行,它排开海水的体积是多大?它从长江驶入大海中,是上浮一些还是下沉一些?小组合作学习,然后小组代表进行展示。解满载时排开水的质量是m=1×104t=1×107kg排开江水的体积V=mρ水=1×107排开海水的体积V'=mρ海水=1×1轮船从长江到大海都是漂浮,根据二力平衡条件可知:浮力等于船与货物的总重力,F浮=G船+G物,是不变的;根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排,浮力不变,海水的密度大,因此轮船排开海水的体积小,所以从长江驶入大海中时上浮一些。(二)潜水艇演示实验:按图用注射器、试管、软管、短玻璃管等器材提前制作好潜水艇模型,把模型浸在水中,从试管中抽气,模型将怎样运动?向试管中打气,模型又会怎样运动?学生:抽气时,水逐渐进入“潜水艇”中,“潜水艇”下沉。打气时,“潜水艇”内的水被排出,“潜水艇”上浮。师生共同归纳:潜水艇是靠改变自身的重力实现上浮和下潜的。播放视频“潜水艇的浮沉”。(三)气球和飞艇课件展示气球、飞艇的图片。组织学生自学课本,然后小组合作学习气球、飞艇的工作原理。小组代表进行展示。1.气球:内部充有密度小于空气的气体(如氢气、氦气或热空气),使浮力大于重力而升空。2.飞艇:通过充气或放气改变自身体积,从而改变浮力,实现上升和下降。课件展示热气球图片,热气球为什么能升空呢?用塑料袋、铁架台和酒精灯演示热气球升空的实验。分析为什么加热后塑料袋能升空?通过例题,巩固对轮船原理的理解利用潜水艇模型演示潜水艇工作原理利用演示实验探究气球和飞艇的工作原理,激发学生学习兴趣学生:在加热过程中气囊中气体受热膨胀,密度变小,则自身重力减小,当重力小于浮力时开始上升;当气囊中气体温度降低,密度增大,则自身重力变大,当重力大于浮力时下沉。归纳:热气球通过改变自身重力实现浮沉。(四)密度计教师展示密度计实物,介绍密度计。密度计在不同的液体中处于漂浮状态,在液体中能保持竖直姿态,测量时可以根据液面所处的位置直接读出液体的密度。简单介绍密度计,为下节制作微型密度计做准备板书设计第3节物体的沉浮条件及应用1.物体的浮沉条件(1)当F浮<G物或ρ物>ρ液时,物体下沉至沉底。(2)当F浮=G物或ρ物=ρ液时,物体悬浮。(3)当F浮>G物或ρ物<ρ液时,物体上浮至漂浮。(4)漂浮:F浮=G物。2.浮力的应用(1)轮船:轮船靠“空心”的方法增大浮力。排水量:指轮船装满货物时排开水的质量。(2)潜水艇:靠改变自身重力实现上浮和下潜的。(3)气球和飞艇:工作原理是充入密度小于空气的气体,使受到空气的浮力大于自身的重力。(4)密度计:测量液体密度的仪器,工作原理是漂浮时F浮=G。作业设计1.查阅资料,了解我国潜水艇或航母的发展历程。2.利用电子秤、矿泉水瓶、水杯、木块等探究阿基米德原理,设计实验方案,并写出实验报告。参考答案:(见课件)教学反思本节课的教学围绕物体的浮沉条件及应用实例展开,教学环节紧凑,实验到位,在学生已有知识的基础上构建新的知识。重视培养学生的科学探究能力,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。通过实例分析,理论联系生活实际,通过问题引导,激发学生的思考,联想应用,将知识应用于实际问题中,提高学生分析问题的能力。第4节跨学科实践:制作微型密度计教学目标物理观念:认识密度计的结构、刻度方法和工作原理,理解漂浮条件及应用。科学思维:运用控制变量法,探究提高密度计测量准确程度的方法。科学探究:制作密度计,会使用密度计测量液体的密度;经历密度计的制作过程,认识密度计的构造、刻度方法和工作原理。科学态度与责任:培养学生动手、发现问题、解决问题的能力;通过了解物理知识在实际生活中的应用,进一步提高学习物理知识的能力,养成实事求是的科学态度。教学重难点教学重点:能应用二力平衡和浮力等知识设计、制作微型密度计。教学难点:在制作过程中能主动发现问题并采取有效方法解决问题。教学准备教师准备:密度计实物、教学课件。学生准备:泡沫塑料球、直径约3mm的塑料管(或细圆珠笔芯)、实心塑料管、铜丝、4mm宽的彩色胶布、密度不同的酒精、标准消毒酒精(密度已知)、水、小刀、剪刀等。教学过程教学环节设计意图一、项目提出1.教师出示两杯水,其中一杯盛有盐水,另一杯盛有淡水,你能进行区分吗?学生:分别测量质量和体积,计算密度,密度大的是盐水。学生:将同一只鸡蛋放在两种液体中,比较浮沉情况,鸡蛋上浮的是盐水。将一段细绳固定在鸡蛋的一端,一名学生上台进行演示。教师:除了以上两种方法外,还有什么方法?学生:使用密度计,将密度计放在两种液体,密度大的是盐水。教师展示密度计实物,请学生上台演示。2.教师再次展示消毒用的小瓶消毒酒精,让学生把密度计放在小瓶中测量密度,发现不能放在小瓶中,提问学生应该怎么办?学生:用更小的密度计来进行测量。教师:今天我们来学习并制作“微型密度计”。通过区分淡水和盐水,利用所学知识解决实际问题,同时引入密度计二、项目分析课件展示1.设计一个能放入小瓶中,并判断酒精是否合格的微型密度计。2.按照设计要求,完成微型密度计的设计制作。明确本节课实践任务三、项目实施(一)项目设计1.基本思路:课件展示密度计实物图和结构图,学生观察并思考如何设计一个最简单的密度计。师生共同归纳总结:将塑料吸管下端封口并缠上铜丝,使它漂浮在液面上,就制成了一个最简单的密度计。教师:密度计上的膨胀球的作用是什么?学生:增大排开液体的体积,从而增大浮力,不至于使密度计沉入液体中。教师:为什么制作密度计时要将塑料吸管下端封口并缠上铜丝?为什么加重物就能竖直漂浮?学生:是为了降低重心,使密度计不至于倾斜。教师:加铜丝这一过程,我们称为配重。学生活动:请同学们为自己的密度计配重并使得它能够竖直漂浮在液体中。学生完成后,小组展示成果。教师:你在操作过程中有什么发现?学生:配重不能太多,会使吸管下沉到杯底。学生:配重不能太少,会使吸管倾斜,不能竖直漂浮在水中。请同学们阅读课本78页,制作符合要求的密度计,应该着重考虑的两个问题是什么?学生:密度计的质量和标度杆的直径。2.估算密度计的质量。教师再次展示消毒用的小瓶消毒酒精(100mL),将密度计的下半部分放入小瓶中,有酒精溢出。若溢出的酒精为1mL,密度计的质量大约为多少?通过配重使密度计漂浮在水中,为测量密度做准备学生第一次体验将密度计竖直漂浮在液体中,感受成功的快乐。在动手的过程中了解到浮力等于重力小组合作学习:估算密度计的质量,酒精的密度取0.88g/cm3。小组代表展示计算过程。F浮=G排=G密度计=ρ酒精gV排,即G密度计=m密度计g=ρ酒精gV排,m密度计=ρ酒精