物体的浮沉条件及应用教案

1第三节物体的浮沉条件及应用1课时新授课【教学目标】知识与技能1．知道物体的浮沉条件。2．知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。3．通过浮沉条件的实际应用，了解物理知识在生产与生活中的应用。过程与方法1．通过物体的浮沉现象的实验研究，培养学生思维能力和实验研究能力。2．通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值。情感、态度与价值观1．通过观察和实验，使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想，培养学生与他人交流与合作的精神。2．通过联系生活实际，使学生体会到物理知识在生活中的价值。【教学重难点】重点：探究物体的浮沉条件及浮力的应用。难点：探究物体的浮沉条件及浮力的应用。【教学准备】或【实验准备】教师用：多媒体课件、橙子、土豆、西红柿、塑料袋。学生用：烧杯、水、盐、牙膏皮、西红柿、纸杯、气球、铁钉、小瓶、泡沫、酒精灯、塑料袋。【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一、创设情景，引入新课【播放视频】“中国海上大阅兵”提出问题：为什么钢铁做成的轮船能浮在水面上？钢铁做成的潜水艇能在水中上浮和下潜呢？引出课题：物体的浮沉条件及其应用(设计意图：激发学生的学习兴趣和爱国情怀。)学生观看视频：了解浮沉情况不同的浮力的应用，并思考问题。二、合作探究，建构知识（一）物体浮沉条件1．【演示实验】（1）水槽中的瓶子处于什么状态？（2）【猜一猜】一个大橙子和一个小西红柿同时放入水中，会出现什么情况呢？【想一想】是什么原因呢？观察、回答：悬浮。猜测：橙子下沉，小西红柿上浮。观察发现：橙子上浮，21.探究用F浮和G物的关系判断物体的浮沉2、探究用ρ物与ρ液的关系判断物体的浮沉由此可知物体的浮沉可仅由所受的浮力决定的吗？（3）把一个大土豆和刚才的橙子同时放入水中放手后如右图。【议一议】为什么土豆排开水的体积比橙子大，它反下沉了呢？到底物体的浮沉取决于什么呢？（设计意图：通过学生猜测和亲身感受引起认知冲突，激发学生探究欲望。）2．【受力分析】请分析浸没在水中的上浮的橙子、悬浮的瓶子、下沉的西红柿受力情况。3．【归纳总结】师生共同总结物体的浮沉条件：比较浮力与物质重力的关系上浮F浮G物漂浮F浮=G物悬浮F浮=G物下沉F浮G物【做一做】请将泡沫、木块、牙膏皮、小瓶、小西红柿、铁块放入水中，上浮的物体有哪些，下沉的有哪些？并分别放入两个烧杯中。4．【自主分析与交流】一个实心物体浸没在液体中，你能否根据物体密度与液体密度之间的关系，对物体的浮沉作出判断？【总结】上浮F浮G物ρ物ρ液漂浮F浮=G物ρ物ρ液悬浮F浮=G物ρ物=ρ液下沉F浮G物ρ物ρ液【想一想】漂浮与悬浮有什么共同点与不同？5．【设置跟踪练习】小西红柿下沉。小组讨论交流：橙子体积大，V排就大，所受浮力就大。讨论交流：土豆V排大，浮力大，其重力也大，得出物体的浮沉应该有F浮和G物共同决定的。受力分析并交流：橙子受到的浮力大于重力、西红柿受到的浮力小于重力、瓶子受到的浮力等于重力。（设计意图：通过学生自主受力分析、归纳总结浮沉条件，有利于学生对知识的理解，同时提升了学生的能力。）动手实验观察并分类。小组合作自主分析：G物=m物g=ρ物gV物F浮=ρ液gV排根据浮力与重力的关系得出物体密度与液体密度之间的关系。比较漂浮与悬浮的异同点。共同点：在平衡力的作用下静止不动；浮力等于重力。不同点：漂浮是物体一部分浸入液体中，悬浮是整个物体浸没在液体中。密度关系也不同。33.探究改变物体的浮沉状态的方法把铁块放在水中时，铁块会；放在水银中时铁块会；最终。6．【实验探究、合作研讨】【思维升华】—探究改变物体浮沉状态的方法请利用桌上器材（气球、铁钉、注射器、纸杯等）改变两烧杯中的物体的浮沉状态。【引导总结】——改变物体的浮沉状态的方法1．改变浮力：改变V排、改变ρ液2．改变重力3．同时改变浮力和重力现象释疑：为什么汤圆刚入锅时沉底的，煮熟了就浮到水面上了？（设计意图：通过学生自主探究改变浮沉条件的方法，既为下面浮沉条件的应用作铺垫，又锻炼了学生的思维。）学以致用：解决问题巩固新知。小组讨论后再动手实践。展示成果：（1）把牙膏皮做成船型（空心），就能浮在水面上，而且还能装载小西红柿。（2）铁块放在纸杯里、或吹大的气球里。（3）在烧杯里加适量的盐，鸡蛋会浮起来。(4)在泡沫上穿几颗钉子，泡沫就沉下去了。(5)用注射器抽小西红柿中的汁水。……分析、解答：汤圆熟了时变成空心的，增大排开液体的体积，从而增大浮力。（二）物体沉浮条件应用1．轮船工作原理过渡：你能举出生活中应用这些改变浮沉条件的方法的事物吗?1．轮船【以问求答】用密度比水大的钢铁制成的轮船是却能浮在水面上，为什么?利用学生展示的漂浮在水面的牙膏皮，可以把它看成一个小船，大家能不能说出轮船工作原理是什么？【引导总结】——轮船的工作原理：采用“空心”的办法增大排开液体体积增大可以利用的浮力，使船漂浮在水面。【演示实验】标记水到牙膏皮的位置为1，然后向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为2,然后再向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为3……牙膏皮小船下沉到水底。【问题导学、自主学习】看来船还有一个运载能力的问题，实际是用什么来衡量船的运载能力搜集实例：轮船、潜水艇、气球……思考回答。观察实验。回答：排水量。自主学习、回答问题：4排水量2．密度计3．潜水艇探究潜水艇的工作原理的？——引出排水量，追问：什么是排水量？【跟踪典例剖析】一艘轮船排水量为2×104t。请问它排开水的重力是多少?除此之外我们还可以计算出哪些物理量来？总结：【演示实验】把牙膏皮小船放入密度为1.0×103㎏/m3纯水中，标记水到牙膏皮的位置为S，然后再把它放入密度为1.1×103㎏/m3盐水中，牙膏皮小船会有什么变化?标记水到牙膏皮的位置为W。则W在S的____方。W、S叫轮船的吃水线。【想一想】一艘轮船从河里驶入海里，它受到的重力。它受到浮力。它排开水的体积。（填“变大”“变小”或不变）2．密度计【引导改装】S处可以标记为纯水的密度，W处可以标记为盐水的密度，牙膏皮可以改装成测量什么量的装置？这样把它改装成了密度计。出示：密度计—可以直接测量液体密度的仪器。【以问求答】1．工作原理：利用物体漂浮在液面上时浮力等于重力的原理制成的。2．刻度特点：上小下大，刻度间隔不均匀。3．潜水艇【合作探究】你能改变玻璃瓶的浮沉状态吗？【播放动画】潜水艇的沉浮轮船的大小是按排水量来区分的，排水量是轮船满载时的排开水的质量（m排），它等于船的质量和货物的质量之和。学以致用：分析解答。（设计意图：学生通过解决问题，提升对知识的认识，同时锻炼运用知识解决问题能力。）交流、回答：会上浮一些。学生思考解答：不变、不变、变小。剖析易错点：轮船漂浮，F浮=G物，G物不变，F浮不变。思考回答：测量液体密度。观察、思考、回答。分组实验：先观察实验器材潜水艇模型，再合作实验。交流方法：1.当将注射器气体压入玻璃瓶时，瓶内的水量减少，瓶和瓶内的水的重力变小，G54．气球和飞艇【问题导学】潜水艇在水下行驶过程中，它受到的浮力大小，下潜时向水舱中，潜水艇逐渐变，就逐渐潜入水中；上浮时，就用压缩空气将水舱中的水排出一部分，使潜水艇变，从而上浮。潜水艇的潜水和上浮是靠__来实现的。【总结】潜水艇的工作原理：潜水艇的上浮、下潜和悬浮，靠改变自身的重力来实现的。【拓展】鱼的浮沉：由潜水艇你想到什么动物，你能说说鱼是通过什么方式来实现浮沉的？【反馈训练】某潜水艇从水面上10m处一直下潜到100m深的过程中，潜水艇受到水的压强将_____，浮力将___；从长江潜行到东海浮力将____。4．气球和飞艇过渡：在空气中能实现浮沉吗？【设置情境】出示一薄塑料袋，展开释放，塑料袋下落；用嘴吹起塑料袋释放，塑料袋下落。为什么不能升空?要想使它升空怎么办？【模拟实验】利用塑料袋和酒精灯模拟热气球让各小组同时释放。【课堂奖励】把一“许愿灯”奖励送给“热气球”升高的最高的小组。【归纳总结】气球和飞艇工作原理：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。（设计意图：通过丰富多彩的探究活动，培养学生的动手能力、激发学习兴趣，使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活、社会中的意识。）（1）打捞沉船＜F浮，球将上浮。2.当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多，球和球内的水的重力变大,G＞F浮，球下沉。观看课件，回答：不变充水重轻改变自身重力交流：通过鱼鳔的涨缩，改变排开水的体积，从而改变浮力与重力的关系。思考解答：变大、不变、变大。回答：能、气球和飞艇能实现浮沉。观察、思考回答：往里充密度小的氢气或加热里面的空气。小组合作模拟实验：【想想议议】1．要使充了氦气、升到空中的气球落回地面，可采用什么办法？2．要使热气球落回地面，可采用什么办法？65．应用拓展介绍方法:将几个充满水的大型浮筒沉入水底,用钢缆把浮筒与沉船紧紧地拴在一起,然后用高压空气把浮筒中水排出,沉船就随着浮筒一起浮出水面。【想一想】请解释这样打捞沉船的道理？（2）盐水选种（3）躺在“死海”里看书，这是什么原因呢？（设计意图：开拓学生视野，激发学生对科学的求知欲及探求科学知识的兴趣，从物理走向生活。）交流、回答：浮筒中水排出后重力大大减少，浮力却没有减少，即使拴上沉船也是F浮G，因此能浮上水面。交流盐水选种的道理：饱满种子的密度要大于盐水的密度而下沉。交流、回答。三、课堂小结：回顾本节课的学习内容本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑?学生讨论梳理知识，交流收获和疑惑。四、课堂检测教师巡视、讲评学以致用完成检测题、解答见附件1五、布置作业出示思考题题目见附件2课后完成【板书设计】第三节物体的浮沉条件及应用一．物体的浮沉条件：上浮F浮＞G物漂浮F浮=G物悬浮F浮=G物下沉F浮＜G物最终沉底二．应用1．轮船：把物体作为“空心”的办法来增大浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。2．密度计3．水艇：依靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。4．气球和飞艇：ρ气＜ρ空气，使它受到的F浮＞G物而升空。【教学反思】一、教案的“亮点”1、本节课教学设计思想是源于生活、激发兴趣，创设情境、引发冲突，动手实践、体验探究，学以致用。2．以学生自主探究为主线展开教学，实验器材充分、目的明确，能让学生通过丰富多彩的探究活动，使学生大胆实践、勇于创新，学生的创新精神和探究能力得到了锻炼，激发学生的学习积极性，能让学生在自主探究和合作交流中提升对知识的认识，真正发挥了学生的正常思维潜能，激发了学生对自然科学的探究，培养了学生探究意识、动手能力和团结协作的精神，更重要是培养了学生的创新意识。二、教学中易出现的问题71、由于对学生自主动手实验学习能力信心不足，仍不敢对学生全面放手，教师在学生自主探究实验活动中时时不放心,这不利于学生自主探究能力和创新能力的培养。部分学生教学的参与度不够，学生的动手能力也比较弱，要多鼓励学生，对于学生的困难，给予及时的辅导。2、活动和实验的目的是为了帮助学生更好地理解知识，所以活动和实验要注意其有效性和可参与性，还要注意留给学生足够的思考、讨论和交流的时间，也是一堂课成功的关键。附件1【课堂检测】1、排水量为一百吨的轮船在河水中航行，满载时船及所装的货物共重N受到河水的浮力是N.如果河水密度为ρ水=1.0×103kg/m3，船排开河水的体积是m3。（g=10N/Kg）2、将一支密度计分别放入甲、乙两种不同的液体中，如图所示。若两种液体的密度分别ρ甲、ρ乙，静止时密度计所受浮力分别为F甲、F乙，则ρ甲ρ乙F甲F乙。3、某潜水艇从长江潜行（在水面下航行）到东海某地执行任务.若它悬浮在江面下所受重力、浮力分别为G1、F1，悬浮在海面下所受重力、浮力分别为G2、F2，则：G1___G2，F1___F2（填“大于”、“等于”或“小于”）4、下列说法正确的是（）A.浮力等于重力，一定悬浮B.浮力等于重力，一定漂浮C.物体在水中上浮，在没有露出水面之前浮力不变D.在水中匀速下沉的物体重力大于浮力附件2【作业思考题】1、曹冲称象运用了的方法，巧妙地测出了