人教版八年級物理《物體的浮沉條件及應用》教學設計

孫云良

教材分析

《物體的浮沉條件及應用》是人民教育出版社出版第10章第3節的內容。本節《課程標準》要求是讓學生知道物體的浮沉條件及其應用。是在認識了浮力、浮力產生的原因、學習了阿基米德原理的基礎上，從知識應用的角度學習物體的浮沉條件。本節知識綜合性較強，難度較大，涉及應用受力分析、力和運動的關系、密度、浮力的知識結合起來解決問題等。由“物體的浮沉條件”和“浮力的應用”兩部分內容構成。

學情分析

學生愛動手、喜歡觀察，在教學過程中我準備了很多小實驗、分組實驗、演示實驗來激發學生的學習興趣。從知識儲備上看，學生已經學習了受力分析、二力平衡、阿基米德原理和浮力等相關知識。雖然他們在生活中已經對常見的物體的浮沉現象有了大致了解，但是畢竟沒有經過系統學習，難免會有一些潛在的模糊甚至是錯誤的意識，比如：物體的浮沉狀態有哪些？能說清物體的浮沉狀態嗎？物體浮沉條件是什么？是不是重的物體就一定會下沉，輕的物體就一定會上浮等。

教學目標

知識與技能：

1、知道物體的浮沉條件，會根據物體的浮沉條件判斷物體的浮沉;

2、了解輪船、潛水艇、氣球和飛艇的浮沉原理;

3、能應用浮沉條件解決一些簡單的問題。

過程與方法：

1、通過實驗和理論分析，探究物體的浮沉條件;

2、通過實驗、微課教學，讓學生明白輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。

情感態度與價值觀：

1、通過對輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理的學習，體驗科學、技術、社會的緊密聯系;

2、通過觀察實驗，激發學生學習物理的興趣;

3、通過對輪船大小的學習，激發學生的民族自豪感及愛國熱情。

教學重、難點

教學重點：物體的浮沉條件;輪船的工作原理。

教學難點：理解物體的浮沉條件;解釋輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。

教學資源

教師：水槽、圓柱體（兩個）、裝水的氣球、水、潛水艇模型、微課。

學生：二個水槽、裝水的氣球一個、水、食鹽、酒精、橡皮泥。

教學方法：實驗、討論、分析、推理、歸納。

教學過程

復習：

師：阿基米德原理用文字怎么表述？用公式又怎么表述？學生回答

學生回答

師：活動一：分別將裝水的圓柱體（三個）如圖1浸沒在水中，觀察松手后它們會怎么樣。（教師帶領學生定義各種浮沉狀態）

學生觀察并定義提出問題：

師：物體為什么會處于不同的狀態？

今天讓我們來學習物體的浮沉條件及應用。

新課教學

環節一

一、浮沉條件

1、多媒體展示懸浮、上浮、下沉三種狀態，請學生在導學案圖2上對物體進行受力分析，并結合二力平衡條件及力與運動的關系分析浮沉條件，并將結果填入圖3中的部分。

學生邊總結，教師同時板書，強調上浮最終會漂浮（分析此時的受力情況），下沉最終會沉底。

請同學們完成例1。

例1、用手將一重為5N的物體物體全部壓入水中，物體排開的水重為8N，此時物體所受的浮力為__________N。放手后物體將__________（填“上浮”、“下沉”、“懸浮”），待靜止時物體所受的浮力__________N。

2、請同學們利用阿基米德原理公式及重力的計算公式推導物體處于上述各種狀態時物體密度和液體密度的關系（并填入圖3中）。

3、根據同學們推導出的密度關系，提問如何使液體密度變大？如何使液體密度變小？并請學生用實驗驗證（用裝水的氣球加鹽水或酒精改變液體的密度，驗證浮沉條件—密度的關系）并將結果填入圖3中。

例2、把重8N、體積為1.0×10-3m3的物體投入水中當物體靜止時，物體的狀態和所受浮力是（）

A.漂浮，F浮=10N?B.懸浮，F浮=8N

C.漂浮，F浮=8N?D.沉在水底，F浮=10N

學生解答后，提問是否還有不同的方法？

環節二

師：物理來源于生活，并應用于生活，我們今天學習了浮沉條件，下面我們來看一下浮沉條件的應用。

二、浮力的應用

（一）輪船

1.討論：

問題1、木材能漂浮在水面，原因是什么？怎樣讓密度比水大的鋼鐵漂浮在水面上？請同學們思考討論后回答。

實驗：出示橡皮泥，放入水中，橡皮泥下沉，如何使橡皮泥漂浮在水面上（學生答做成空心狀），下面我們用橡皮泥來驗證大家的猜想？

學生討論、實驗、匯報、展示，讓學生明白利用空心的辦法可以使密度比水大的物體漂浮在水面上。

2、播放微課（輪船）

讓學生加深了解輪船的工作原理，并明白輪船的大小用排水量表示。

總結：輪船原理：采用________的辦法，增大__________，從而增大可以利用的________，使密度大于水的鋼鐵能漂浮在水面上。

例3、如圖4所示是我國首艘航母“遼寧號”的排水量為67500t，當航母滿載時靜止在水面上受到的浮力為______ N;艦體底部在水面下10m深處受到海水的壓強是

Pa（g取10N/Kg，ρ海水=1.03×103Kg/m3）。

提問：那么輪船從河里駛入海里，它的重力變不變？它受到的浮力變不變？排開液體的體積變不變？它是下沉一些，還是上浮一些？

學生思考并進行分組討論，利用阿基米德原理和對輪船進行受力分析進行判斷得出結論：輪船從河里駛入海里，它的重力不變，浮力不變，排開海水的體積變小，輪船會上浮一些。

播放微課（輪船是上浮還是下沉）觀看后填空。學生觀看。引導學生總結出木塊能漂浮在水面是因為其密度比水小。

讓學生知道輪船采用把物體做成“空心”的辦法來增大浮力，知道如何描述輪船的大小。

同一艘輪船從河流駛入海里的過程中，輪船的重力__________，輪船受到的浮力__________，而F浮=ρ液ɡV排，ρ液變__________，輪船排開液體的體積變__________，輪船__________。

例4、如圖5所示，若“玉林號”導彈護衛艦從大海駛入珠江，下列分析正確的是（）

A. 浮力變小，艦體上浮一些?B. 浮力變大，艦體下沉一些

C. 浮力不變，艦體下沉一些?D. 浮力不變，艦體上浮一些

環節三

（二）潛水艇

潛水艇能潛入水下，在上浮和下潛過程中排水體積如何變？浮力如何變？它是怎么工作的呢？

實驗：我們用潛水艇模型來模擬潛水艇，觀察模型抽氣和打氣時的水量的變化和浮沉情況。

現象：抽氣時，水逐漸進入管中，管子下沉;打氣時，管中的水被排出，管子上浮。

【講解】潛水艇兩側有水艙，當水艙中充水時，潛水艇重力增大，就逐漸潛入水中;當水艙充水使重力等于浮力時，潛水艇就可懸浮在水中;當壓縮空氣使水艙中的水排出一部分時，潛水艇變輕，就可以上浮了。（在潛水艇上浮或下潛時將潛水艇模型拿出水面，并比較水的多少）。

環節四

（三）氣球和飛艇

請同學們閱讀P59頁后完成下列問題：

氣球里充的是密度比空氣______（選填“大”或“小”）的氣體來升空。高空探測氣球充的是______，熱氣球充的是被加熱器加熱的密度比空氣______（選填“大”或“小”）的空氣來升空的。飛艇充的是______氣。

環節五：

這節課我們學習了物體的浮沉條件及應用方面的知識，我們來總結一下我們所學的內容有哪些？

一、物體的浮沉條件

二、浮沉條件的應用

效果分析

本節課應用復習方法，使學生的知識形成系統，讓學生觀察物體在水中的狀態，認識到物體會上浮、下沉、懸浮等狀態，利用二力平衡的條件分析出物體處于以上狀態的原因，通過推導、實驗等方法分析總結出物體處于以上狀態時物體、液體密度之間的關系，利用以上知識分析輪船、潛水艇、熱氣球實現浮沉的原理，通過討論提高了學生的交流能力，通過自己觀察、動手實驗來掌握知識，突破了重點、難點，充分體現了以“學生為主體，教師為主導” “興趣是最好的老師”的設計理念。

參考文獻：

[1]中華人民教育共和國教育部.物理新課程標準[M].北京：北京師范大學出版社，2012：1.

[2]中華人民教育共和國教育部.八年級物理課本[M].北京：人民教育出版社，2013：6.

[3]劉福利.鼎尖教案[M].吉林：延邊教育出版社，2015：9.

（作者單位：云南省曲靖市麒麟區第七中學）