思考问题:
下沉的物体最终处于什么状态?
上浮的物体最终处于什么状态?
为什么?
2.物体的浮沉条件.
学生活动:
分析讨论,得出浮沉条件.
将学生讨论的结果填入表格中:
状态
受力关系
合力
漂浮
F浮=G
为零
下沉
F浮<G
竖直向下
悬浮
F浮=G
为零
上浮
F浮>G
竖直向上
问题:
物体漂浮和悬浮时,都有F浮=G,那这两种情况岂不是完全相同了吗?
学生活动:
比拟分析.漂浮时,物体只有局部体积浸入液体中,而悬浮时,物体全部浸入了液体中.
总结易混淆的几个词语:
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〞,包括完全浸没和局部浸没.
漂浮:
物体在液面处,局部体积浸没.
悬浮:
物体在液面以下,完全浸没,可以存在于液面下任何位置.
上浮:
物体正在向上加速运动,可能完全浸没,也可能局部浸没,最终状态是漂浮.
下沉:
物体正在向下加速运动,可能完全浸没,也可能局部浸没,最终状态是沉在液体底部.
问题:
铁块放入水中会下沉,放入水银中会怎样?
学生活动:
有学生认为漂浮,也有学生认为下沉.
问题:
水银有毒,我们不方便亲自试一试,但是我们知道水银的密度比铁的密度大,能不能利用它们的密度关系来判断?
学生活动:
利用阿基米德原理公式的变形F浮=ρ液gV排和浮沉条件来分析.
漂浮:
F浮=Gρ液gV排=ρ物gV物ρ液V排=ρ物V物ρ液>ρ物(因为V排<V物).
下沉:
F浮<Gρ液gV排<ρ物gV物ρ液V排<ρ物V物ρ液<ρ物(因为V排=V物).
悬浮:
F浮=Gρ液gV排=ρ物gV物ρ液V排=ρ物V物ρ液=ρ物(因为V排=V物).
上浮:
F浮>Gρ液gV排>ρ物gV物ρ液V排>ρ物V物ρ液>ρ物(因为V排=V物).
由此可判断,铁块会沉入水底,但却会漂浮在水银面上.
练习:
农民们经常利用浮力的知识选种.当把绿豆倒入盛水的容器中,成熟饱满的绿豆沉入水底,干瘪、虫蛀的绿豆漂浮在水面上,产生这一现象的原因是( )
A.沉底的绿豆受到的浮力小于重力,漂浮在水面的绿豆受到的浮力大于重力
B.沉底的绿豆受到的浮力小于重力,漂浮在水面的绿豆受到的浮力等于重力
C.沉底的绿豆受到的浮力大于重力,漂浮在水面的绿豆受到的浮力等于重力
D.沉底的绿豆受到的浮力等于重力,漂浮在水面的绿豆受到的浮力小于重力
练习答案:
B
三、板书设计
第三节 物体的浮与沉
第1课时 物体的浮沉条件
状态
受力关系
密度关系
合力
漂浮
F浮=G
ρ液>ρ物
为零
下沉
F浮<G
ρ液<ρ物
竖直向下
悬浮
F浮=G
ρ液=ρ物
为零
上浮
F浮>G
ρ液>ρ物
竖直向上
四、教学反思
本节课我设计的探究内容使学生跳一跳自己也能摘到果子,以此让成功获取知识的过程积极作用于学生的自我概念和自信心,使学生的自我概念得到积极开展,自信心得到加强.而这一切正是学生创造力和个性开展的关键.这样设计还有利于培养学生的创造精神和实践能力,有利于学生从善于解决问题到敢于提出问题转变、从善于单一思维到勇于发散性转变,有利于学生形成协作意识.通过小组交流与合作的形式共同学习,在课堂中营造民主、合作、互助的教学气氛和愉悦轻松的教学环境,使学生尊重、理解、合作,进而学会交往,改善人际关系,形成良好的个性品格.
第2课时 浮沉条件的应用
教学目标
【知识与能力】
1.知道通过改变物体受到的浮力或重力的大小可控制物体上浮或下沉.
2.能应用浮沉条件解释简单的物理现象;知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理.
教学重难点
【教学重点】
知道密度计、盐水选种、潜水艇、热气球的原理.
【教学难点】
应用浮沉条件解释简单的物理现象.
课前准备
多媒体课件、大烧杯、水、盐水、细管、塑料管、密度计、充有氢气的气球、没充气的气球等.
教学过程
一、新课引入
浮力在生活中有着广泛的应用,我们今天就来一起学习浮沉条件在技术上的应用.
探究点 浮沉条件在技术上的应用
1.密度计的原理.
问题:
我们在八年级上册已经学习了“质量与密度〞,那么同学们对密度计有哪些了解呢?
学生答复:
密度计是测量液体密度的工具,它是一根上部标有刻度,形状特殊的玻璃管,管下部的玻璃泡内封装有小铅丸或汞.用密度计测量液体的密度时,它所受的浮力总是等于它的重力,根据密度计浸入液体的深度就可以从刻度上读出液体的密度.
演示实验:
用密度计测水、盐水的密度,如下图.
问题:
密度计在液体中是处于悬浮状态还是处于漂浮状态?
浮力与重力大小关系如何?
学生答复:
密度计在液体中处于漂浮状态,浮力等于重力.
讲解:
因为悬浮状态是物体全部浸入液体中,而密度计有一局部露出液面,所以是处于漂浮状态.当F浮=G物,根据阿基米德原理,F浮=G排可得G排=G物即G物=ρ液V排g.G物是一定的,每个ρ液值对应一个V排值,且V排小,ρ液大;V排大,ρ液小,即密度计越往上,刻度表示的密度值越小,越往下,刻度表示的密度值越大.
2.盐水选种的原理.
盐水选种,就是把种子放在一定浓度的盐水里,利用浮力把好种子和坏种子分开来.选小麦的种子的盐水是把盐水配成密度在~1.2)×103kg/m3之间.把小麦放在这样的盐水里,密度超过×103kg/m3的好种子都沉在水底,因为它们受到的浮力小于它们的重力,密度小于~1.2)×103kg/m3的坏种子都在盐水中浮起来,这样好坏种子就很容易被分开了.
3.潜水艇的浮沉原理.
问题:
潜水艇受到的浮力和重力相等,所以可以悬浮在海水中,可是它如何才能浮出水面呢?
学生实验:
请同学们利用和塑料管连接的细管给塑料管吹气或吸气.
现象:
吸气时,水逐渐进入管中,管子下沉;吹气时,管中的水被排出,管子上浮.
质疑:
(1)塑料管浸没在水中所受F浮是否变化?
(塑料管形变很小,V排根本不变,所以可以认为F浮不变)
(2)塑料管是怎样上浮或下沉的呢?
(吹气时,水从管子中排出,重力变小,F浮>G物,所以塑料管上浮;吸气时,水进入管子,重力变大,F浮<G物,所以塑料管下沉)
讲解:
潜水艇两侧有水舱,当水舱中充水时,潜水艇加重,就逐渐潜入水中;当水舱充水使艇重等于同体积水重时,潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一局部时,潜水艇变轻,就可上浮了.
利用多媒体课件演示潜水艇的浮沉,如下图.
归纳总结:
潜水艇的原理是靠改变自身重力来实现在水中的浮沉.
强调:
潜水艇浸没在水下不同深度,所受浮力相同.
4.热气球的升降原理
创设情景:
释放一个氢气球,气球上浮至天花板.现场吹一个气球,扎紧口并松手,气球降至地面.
问题:
这两个气球都受浮力吗?
为什么一个上浮,另一个下降呢?
学生活动:
不假思索地答复是因为充入的气体不同,密度不同造成浮沉不同的.
问题:
如何才能将气球浮在空中?
学生答复:
利用浮沉条件的密度关系可知,向气球中充入密度比空气小的气体,比方氢气、热的空气等.
介绍热气球的开展历程:
如下图.
问题:
热气球带着人飞上了天,实现了人们升天的梦想,可是它们怎么下来呢?
学生答复:
减小浮力,利用浮沉条件可知,减小排开气体的体积,比方热气球停止加热.
归纳总结:
热气球的升降原理是利用里面充的气体的密度小于空气的密度,空气产生的浮力大于自身的重力来升空;利用减小浮力来下降.
问题:
生活中还有哪些现象可以利用浮力的知识来解释?
学生答复:
如腌鸡蛋时,开始鸡蛋漂浮,后来下沉;煮饺子,饺子熟了后会浮出水面;吹出的肥皂泡先上升后下降等.
三、板书设计
第2课时 浮沉条件的应用
一、密度计的原理
二、盐水选种的原理
三、潜水艇的浮沉原理
四、热气球的升降原理
四、教学反思
本节课的教学是围绕着“密度大的物体是如何实现漂浮或悬浮的〞这么一个问题进行的.上节课得到物体浮沉与密度的关系之后,本节课提出如何使铁块漂浮的问题,学生自然会想到减小密度的方法.通过对密度公式的分析得出轮船和潜艇的浮沉原理.这样的安排,使知识点之间过渡自然,层层递进,利于学生接受.据此得到“空心〞这一实现密度大的物体漂浮或悬浮的重要方法,解决了前面的问题.
吃水线知识的教学是教学内容的有益补充,也让学生认识到了科学技术在社会生活中的影响,表达“STS〞思想.
第二节声音的的特性
教学目标
1.从生活经验中体会乐音的特性——响度、音调和音色,能用实验验证影响乐音特性的主要因素.
2.从实例中认识噪声和了解防治噪声的途径.
3.进行简单的专项社会调查,使学生具有将科学效劳于人类的意识,做一个有理想、有抱负、有振兴中华使命感和责任感的人.
教学重、难点
1.重点
(1)能对生活中声音的三个特性加以区分.
(2)能用实验验证影响乐音特性的主要因素.
2.难点
能用实验验证影响乐音特性——响度、音调和音色的主要因素.
教具准备
粗细不问的假设于条橡皮筋、疏密不同的梳子、硬纸片、尺子、鼓、小纸人、吉他、音叉.
教学过程
新课引入
师:
激昂的进行曲令人精神振奋,婉转的歌声让人如痴如醉,但刺耳的汽车喇叭声却使人紧张、烦燥.
有规律、好听悦耳的声音叫做乐音.无规律、难听刺耳或污染环境的声音叫做噪声,这节课我们就来探究乐音与噪声.
新课内容
一、响度、音调、音色
演示实验:
请一位同学上讲台,用不同大小的力敲打鼓面或拔动琴弦,大家听到的声音大小不一样.
师:
物理学中把入耳感觉到的声音的强弱称为响度.
板书
1.响度.
演示实验:
再请一位同学用力敲打鼓面,鼓声越大,鼓面上的小纸人跳得越高.
师:
鼓声越大小纸人跳得越高,说明了什么?
生:
说明鼓面振动幅度越大,鼓声的响度越大.
师:
请你设计一个实验说明,物体振幅越大,声音的响度越大(振动幅度简称振幅)
生甲:
用一只手将一根橡皮筋张紧,另一只手拔动橡皮筋,橡皮筋振幅越大、声音的响度也越大.
现场表演:
生乙:
将一把尺子压在桌边,露出桌面一局部,如下图.用大小不同的力拔动尺子,尺子振幅不同,声音的响度也不同.尺子振幅越大,声音的响度也越大.
现场表演:
生丙:
用大小不同的力敲音叉,音叉振动的振幅越大,声音的响度也越大.音叉的振幅可从悬挂的乒乓球被弹开角度大小看出来.
现场表演,
生丁:
用大小不同的力拔动吉他,琴弦振动幅度越大,声音的响度也越大.
师;大家讲得很好,懂得用身边的物品进行实验探究,加深对物理现象,规律,概念的理解.
以上的实验说明了什么?
生:
讨论、归纳得出:
声音的响度一般与声源振动的幅度有关,声源振动幅度越大,响度越大.
板书
师:
声音的强弱常用分贝(dB)来表示.
请同学们看课本听觉效果与声音的强弱表格.
2.音调.
师:
板胡、笛子,男女高音的声音高亢嘹亮,大提琴、男女低音的声音消沉婉转,物理学中把声音的上下称为音调.
师:
声音的音调与物体的振动有什么关系?
演示实验:
如课本P42图3—16,用齿数不同的齿轮敲打纸片,纸片发出声音的音调上下是不相同的.(齿轮转速相同)
生:
声音音调的上下与发声物体振动快慢有关,振动越快,音调越高.
师:
请你设计一个实验说明音调的上下与振动快慢的关系.
生甲:
用一把尺子压在桌边,露出桌面一局部,用大小相同的力拔动尺子.当尺子露出局部较长时,尺子振动较慢,音调较低;当尺子露出局部较短时,尺子振动较快,音调较高.
生乙:
用纸片以相同的速度在疏密程度不同的两把梳子上刮过,音调的上下不同,在密的梳子上刮过,音调较高;在疏的梳子上刮过,音调较低.
师:
物理学中,振动的快慢用每秒振动的次数来表示,称为频率.频率的单位是赫兹,简称赫,用符号HZ表示.
物体每秒振动1次,其振动频率为1Hz,例如:
大提琴发出的最低音是27.5Hz,国际标准音调的频率是440Hz.
通过以上实验事例,可得出什么结论?
生:
讨论、归纳得出:
声音音调的上下与发声物体振动频率有关,物体振动频率越高,音调越高.
板书.
3.音色.
师:
“闻其声,如见其人〞,听到熟悉的人讲话声,即使未见到人,也能判断讲话的人是谁.乐队演奏时,凭音乐声也能听出有哪些乐器在演奏.那么,人们是根据什么来作判断的呢?
其实,我们能分辨出不同的声音除了由于响度、音调引起的不同感觉外,还与物体发出声音的音色有关.
音色又叫音品,反映了声音的品质与特色.不同物体发出的声音,其音色是不同的,因此我们才能分辨不同人的讲话,不同乐器的演奏.
举例:
用手指敲击碗,有裂痕的碗发出的声音比拟沙哑,无裂痕的碗发出的声音比拟清脆,即音色不同.购置碗的顾客都是根据敲击碗发出声音的音色来判断碗的质量好坏.
师:
向学生介绍:
钟与编钟.
演示实验:
让学生上台演示课本P43图3—18橡皮筋吉他.
师:
请你说说你的体验.
生:
绷得紧又比拟细的橡皮筋发音的音调高,粗的又绷得不紧的橡皮发声的旨凋低.
师:
胡琴、提琴等弦乐器的弦粗细,绷紧程度不同,所以发出的音调也不同.
二、噪声的防治
师:
当今世界的四大污染是:
水污染、空气污染、噪声污染、固体废弃物的污染.
噪声来源于什么?
生甲:
噪声通常来源于汽车、摩托车等交通工具,电机、机床等工业机械,以及空调、冰箱等家电.
生乙:
音乐给人享受,然而夜深人静欣赏音乐时,假设音乐声过大,那么会影响他人休息,以致音乐变成了噪声.
生丙:
喜庆的鞭炮给一些人带来欢乐,但也会破坏其他人的安宁,成为令人讨厌的噪声.
师:
我国1981年制定的居民、文教区噪声标准是什么?
生:
白天不高于50dB,夜晚不高于40dB.
师;怎样才能减小噪声的影响?
有什么具体措施?
(可以从噪声船产生、传播,接收这三个环节考虑)
生甲:
在摩托车上装消声器.
生乙:
在高架桥高速公路两旁装隔音墙.
生丙:
在道路旁植树造林.
师:
如果工人所在的生产车间噪声很大,怎么办?
生:
在耳朵上塞上棉花、或戴防噪声耳罩、或在振动的机器下垫泡沫塑料或加重加大底座.
师:
以上大家对减小噪声的措施讲得很好,下面大家将以上措施归纳一下,减小噪声有几条途径?
生:
1、从声源处减弱.
2.从传播过程中减弱.
3.从入耳处减弱.
课堂归纳小结
师:
本节课我们学到了什么?
生:
讨论、归纳得出:
本节课我们学到了:
1.乐音的三个特性:
响度、音调、音色.响度与声源的振幅有关,振幅越大,响度越大;音调与振动频率有关,频率越高,音调越高;音色决定于振动物体的材料和结构.
2.噪声的来源和减弱噪声的三条途径.
物体做无规律振动,发出的难听、刺耳的声音叫噪声或干忧人们正常学习、工作、休息的声音也叫噪声;减弱噪声的三条途径①在声源处减弱;②在传播过程中减弱;③在入耳处减弱.
师:
每位同学都对自己在本节课的学习情况进行评估.
板书设计
第二节声音的特性
1.乐音与噪声.
有规律的、好听的悦耳声音叫乐音.无规律的,难听刺耳的声音叫噪声.
2、乐音的三个特征.
(1)响度:
与振幅有关,振幅越大,响度越大.
(2)音调:
与振动频率有关,频率越高,音调越高.
(3)音色:
与物体、材料、结构有关.
3.噪声
(1)来源
(2)减弱噪声的三条途径
①从声源处减弱.
②在传播过程中减弱.
③在入耳处减弱.
教学反思
这节课是本章的重点内容,在设计时我们突出了以学生为主的方法,增加了不少学生的活动,对一些学生不易观察的现象我们进行了录像、放慢等措施,增加了学生对细微变化的观察.在典型声音的素材搜集上,我们还需要些努力,在声音的比照音效上,在学生不易认识到的特殊声音上,我们还要进一步通过采集利用起来.