物体的沉浮条件 9.docx

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物体的沉浮条件9

物体的浮沉条件

教学设计思路：

科学探究既是物理课程的重要目标，又是其重要内容。

对学生来说，它既是学习的目的，又是一种重要、有效的学习方法；对教师来说，它既是教学的目的，又是一种重要的教学方法。

针对本节课的重、难点，在教法和学法上拟用实验探究法，以便更好地达到教和学的目的。

本设计的第一环节是导入，通过复习阿基米德原理和称重法测浮力，为学生顺利完成探究浮沉条件构建必要的基础知识平台。

第二环节是感受、引领和质疑，利用活动1，让学生感受物体的浮沉，了解身边常见物体的浮沉现象并通过改变物体浮沉的方法，自然引出疑问：

物体的浮沉是由什么决定的？

第三环节是探究物体的浮沉条件及应用，即从理论和实验两个途径探究物体的浮沉条件，通过理论分析的过程实现对学生抽象思维能力、逻辑思维能力和演绎能力的培养，而通过实验的设计归纳则可培养学生归纳、推理能力，同时也达到渗透物理学研究方法的目的。

最后利用孔明灯和自制潜水艇两个小实验，展示浮沉条件在我国古代和现代的应用，不仅使知识变得鲜活，又进行了爱国主义教育，挖掘出学科中的育人因素。

第四环节是漂浮及应用，利用潜水艇上浮到最后漂浮引出，过渡自然且易于理解漂浮条件及与上浮悬浮的区别，引导学生探究完漂浮条件后，利用自制小船的活动展现漂浮的应用，也创设了利于学生主动学习和探究的情境，使学生能够联系生活、联系实际，使物理知识生活化，又使生活现象物理化。

最后创设“出海的军舰”这一情景，提供了材料背景，同时营造自然轻松的氛围，自然流畅、富有趣味性，让学生体会物理从生活中来，又走向生活的课程设计理念。

最后一环是小节和作业布置，利用遗忘规律起当堂巩固和延深课后的作用。

教学过程中通过动手发现不同物体的浮沉、小组讨论改变浮沉的方法、动手设计制定探究物体浮沉条件的实验方案与数据表格、分组实验、同学交流评估方案的优劣与实验结论、教师演示孔明灯与潜水艇的工作过程、动手小制作轮船等，力求教学方式多样化，学习形式更富吸引力，课堂具有更多的生成性。

在每一环节中均对学生的表现给予准确、恰当、即时的评价，让学生体验成功、感受自信，使整个课堂生动、活跃起来，充分展示每一个鲜活的生命个体，关注每一个学生的成长与发展。

教学流程图：

教学目标：

一、知识与技能：

1．通过实验认识物体的浮沉现象。

2．了解物体的浮沉条件、漂浮规律及其应用。

二、过程与方法：

1．通过实验体验使物体浮沉的过程，分析认识影响物体浮沉的因素。

2．通过理论分析和实验探究两种研究方法，探究物体的浮沉条件和漂浮规律。

3．通过探究实验，体验实验方案的设计、评价与选择，数据收集与处理的过程。

三、情感态度、价值观：

1．经历探究性实验，培养学生的合作精神，学生实事求是的科学态度。

2．通过介绍孔明灯和潜水艇，激发学生的爱国热情。

3．通过制作铝箔船的活动，培养学生将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。

教学重点：

1．探究物体的浮沉条件、漂浮规律及应用。

2．体验研究物理规律的两种方法

教学难点：

实验方案的设计与评估

教学用具：

教师用：

大托盘、坩埚钳、大瓶（内有配重）、测力计、大杯、水、酒精灯、火柴、塑料袋、自制潜水艇、大注射器、深杯、多媒体设备

学生分组：

大托盘、坩埚钳、大烧杯、小烧杯、水、土豆、小空瓶、牙膏皮（内有沙子）、金属螺母、细线、盐、小托盘、大瓶（内有配重）、弹簧测力计、铝箔纸

教学过程：

步骤

教师活动

学生活动

活动目的

一

引入

展示图片1（背景图片）

以小瓶为例，利用和学生一起做的演示实验复习称重法测浮力、阿基米德原理。

口述称重法测浮力的过程，并由一学生参与到读取数据的过程中

既复习的旧知又为后面的实验设计埋构建知识平台

二

活

动

一

感

受

物

体

的

浮

沉

三

活

动

二

①

理

论

探

究

物

体

浮

沉

的

条

件

投影2：

活动的要求：

用夹子将桌上几个物体逐个浸没在水中，松开夹子，观察现象，并记录（投影2：

1用夹子将橡皮泥浸没在水中，2松开夹子，3观察现象，4记录，5换成其他物体，重复1—4步骤）（并请将用过的物体及时从水中取出）

将学生的发现板书（红色部分）：

上浮的物体：

下沉

小瓶子加水或绑铁块

橡皮泥（空心）使体积减小

下沉的物体：

上浮

土豆挖空

牙膏皮增大体积

铁块绑小瓶

简单设疑：

上浮下沉的原因作为过渡，提出要求：

你们能否在不用手碰的情况下，让下沉的土豆、铁块和牙膏皮上浮，小瓶和橡皮泥下沉？

（手指黑板）请大家先思考并与同学交流一下自己的打算。

然后再动手。

师作板书记录：

（上面蓝色部分）

引导学生（如果学生说不出来，则由老师提出）

接下来我们就来研究这个问题：

物体的浮与沉。

板书课题：

物体的浮与沉（投影3）

理论推理法：

（3分钟）

刚才的活动使同学们亲身感受到了不同物体的浮沉。

（投影4：

活动一：

感受物体的浮沉）那么影响物体浮与沉的因素是什么呢？

和学生一起分析浸没时的受力情况，（投影5）

将问题引导到力与运动的关系上来，并以此分析上浮与下沉时物体的受力情况

（投影图片5：

）

根据力与运动状态之间的关系，引导学生分析上浮与下沉两种情况下的浮力与重力的数值关系（不断的单击，出示投影）

提问：

如果浮力与重力相等，物体会怎样运动？

指出，这是浮沉中的一种特殊情况，当浸没在水中的物体所受浮力等于其重力时，它就静止在水中也可以作匀速直线运动。

总结前面三种情况，得到物体的浮沉规律，板书：

条件现象结果

F浮>G上浮

F浮

F浮=G静止（悬浮）（也叫悬浮）

也即图示三种状态。

（投影图片6）

指出刚才所用的是理论分析法，得到的物体浮沉条件。

理论分析推理法是研究物理的一种重要方法，我们同学应该了解。

研究物理规律还有一种方法，就是实验探究法。

下面我们就利用实验探究法从实验的角度去探索物体浮沉的条件。

（投影7：

活动二）

将桌上配备的物体分别逐个浸没于水中，观察物体的运动情况

交流自己的发现

讨论后进行操作：

汇报本小组的做法。

小组间交流

提问：

改变条件后，物体的浮沉情况也变了，决定物体浮沉的是什么？

重力和浮力

简单复习受平衡力时的状态

分析、讨论、交流两者关系，得出浮沉条件

静止

总结出物体的浮沉规律

领悟物理学中的研究方法

形成“浸没”的概念

对身边物体的浮沉情况有初步的感性认识

初步体验科学探究的过程

通过分析，引导学生自己去发现决定浮与沉的力学因素，

培养学生抽象思维能力、逻辑思维能力和演绎能力

②

实

验

探

究

浮

沉

条

件

③

浮

沉

条

件

的

应

用

四

漂

浮

条

件

及

应

用

实验探究法：

（18分钟）

指出实验之前首先要明确实验任务或实验目的是什么。

进一步明确目的：

物体所受到的浮力与重力是如何影响物体上浮与下沉的。

要求学生先不要动器材，独立思考，然后小组内交流自己的设计思想，完成实验的设计。

启发：

设计实验方案时，你要考虑改变并测量什么物理量，又要控制什么物理量，观察什么现象。

可能的实验方案：

1A测出装有配重的小瓶的重力G，B浸没于水中，读出此时测力计的示数F，松开细线后观察其状态；C改变瓶中的配重，重复B步骤（做几次？

）

2A测出装有配重的小瓶（土豆、小石块）浸没于清水中时的浮力与重力，松开细线后，观察其状态B再将小瓶浸没于盐水中，重复步骤A（几次）

上述两类方案中，哪一种方案更方便测量？

为什么？

（单击图片7）

（也可以这样分析：

是改变重力实验现象明显，还是改变液体的密度对浮力的影响明显？

利用现有的测力计，哪一组数据的变化更明显？

为什么？

共同讨论出最佳方案

引导学生利用方案，设计记录数据的表格（单击图片8）

利用实物投影展示学生的表格，哪个表格更能清晰体现出浮力与重力对浮沉状态的影响？

且允许的实验次数不受限制？

为了发现浮力与重力间的大小与浮沉间的关系，引导学生思考：

在改变配重的时候，每次重力的变化量的大小控制要求

强调本次实验中小瓶所受浮力的大小，适当的改变小瓶的重力。

巡回了解情况，也可进行适当的实验指导。

在大多数学生完成实验时，请三个小组将本组的数据与大家分享？

（选三组的小瓶大小与形状彼此不同）

展示图片9：

引导学生将此时的结论与理论推理的结论进行对比

回头分析改变浮沉状态的物理实质

物体的浮沉条件在我们的生活、生产、科技中有广泛的应用。

（板书）（三）应用：

孔明灯：

（投影图片9）

孔明灯：

演示孔明灯升空的过程：

将一轻薄塑料袋，置于酒精灯的火焰上方加热，袋子完全鼓起来后松手。

引导设疑：

袋子为什么会上升？

又为什么下降？

和学生一起确认孔明灯的升空和下降的物理原因

浮沉条件在现代军事上的重要应用，

投影图片10：

今年我国参与海军阅兵式的中国核潜艇（单击超链接，播放它的下潜过程）

设疑：

潜水艇在大海中神出鬼没，它是如何实现下潜的隐身与上浮的突然亮相的呢？

出示：

自制的潜水艇模型演示：

使其上浮与下潜

再演示：

潜水艇的上浮过程，直到最后模型静止在水面上，请注意潜水艇最后的状态，（同时投影图片11）你有问题吗？

也可由老师说出

让其他学生解决问题

通过图片引导学生观察：

总结：

潜水艇露出水面后，排开的水的体积就逐渐变小，浮力减小，当浮力小到生等于重力时，便静止下来。

这种状态物理学中叫做漂浮。

投影图片12：

区分漂浮与悬浮的物理实质

总结漂浮与悬浮的区别，并指出排开液体的体积与物体体积关系的不同，是判断物体悬浮还是漂浮的重要依据之一。

利用投影图片13：

（四）漂浮的应用说明漂浮在日常生活、生产和军事中也有重要应用，

（四）漂浮的应用

设疑：

最常见的漂浮的应用是轮船或是军舰。

轮船或是军舰都是用钢铁造成的，可以漂浮在水面上，铁块为什么不行？

进行轮船的设计比赛，并比较最大装载量的小制作活动

给不同的学生和小组自我展示的机会，

创造情境：

出海，使自己的战船尽可能多的携带物资和战斗人员（装载的硬币个数最多者胜出）

再次创设情境：

现在我们要从上海的黄浦江港出发了，不久来到了大海上，请问我满载的船只能安全的在大海上航行吗？

会不会出现沉船的悲剧？

友情提示：

海水密度比江水大。

加深理解：

结合学生的叙述，展示投影片16：

船入大海的动画过程

说出本次探究实验的任务：

探究物体的浮沉条件

讨论，在组内交流自己的设计思路

说出自己或是本小组的设计方案

改变重力的方案，此时测力计的示数变化明显，且此时浮力不变，只要测出小瓶的重力

讨论，进行数据表格的设计。

（可参与到个别小组中）

挑出最好的表格。

讨论得出：

不能太大也不能太小

根据自己的设计进行实验，并将数据记录于表格中

利用投影展示本组的实验数据，并分析物体的浮沉条件。

浮沉条件与理论推导的一样。

分析

观察：

袋子上升一段距离后下降

思考，讨论：

加热时，袋内的空气受热膨胀，袋内气体变少，重力变小，当重力小于浮力时上浮，上升到一定高度后，袋内空气温度下降，气体增多，重力增加，大于浮力，下沉（如果袋子变瘪，则是体积变小，浮力变小，小于重力，下沉）

用心观察潜水艇的上浮和下潜过程

尝试说出潜水艇的浮沉原理：

潜水艇为什么会停在水面上不动？

此时浮力等于重力，也是一种平衡状态

排开的水的体积变小，

对比寻找两图的关键区别：

排开液体的体积与物体体积间的关系不同，并说出来

感受我国的军舰

设计使金属材料的锡箔纸漂浮在水面上

动手操作、展示成品。

三个小组上台展示自己的小船并当场往里面加