物体的浮与沉教案设计

物体的浮与沉（教学设计）
【课标要求】
2.2.9 运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象。

例7 了解潜水艇浮沉的原理
【教材分析】
本节内容是在学生学习了力与运动的关系、浮力等知识后的综合应用，对学生的能力要求较高。

教材从日常生活中常见的物体在液体中有的下沉、有的浮起来这一现象出发，要求学生研究“如何使沉下去的物体浮起来，如何使浮着的物体沉下去”这一实际问题，引导学生思考物体所受浮力和重力之间的关系，然后利用二力平衡条件对漂浮、悬浮两种状态进行分析。

教材在“生活·物理·社会”栏目选用了“潜水艇的浮与沉”并在其中渗透了数学推理的内容。

【学情分析】
学生已经学习了重力、浮力、二力平衡、力与运动的关系和阿基米德原理等知识，为物体浮沉条件的学习打下了基础。

学生对生活中的浮沉现象积累了很多相关经验，形成了较为丰富的前概念。

但是，学生并没有形成对这些现象深层次的理论认识，反而存在一些错误的前概念，对本节知识的建构造成干扰，形成教学的难点。

本人所任教的班级，学生学习兴趣浓厚，状态积极主动，已经具有一定的自主探究能力和科学思维方法。

【教学目标】
1.通过实验和观察，知道物体在液体中的可能状态，了解漂浮、悬浮的含义。

2.运用二力平衡条件、力与运动关系的知识，通过实验探究和理论分析，知道物体的浮沉条件。

3.运用物体的浮沉条件说明生产和生活中的一些现象。

4.通过实验探究，激发学习兴趣，进一步提升探究能力。

通过对我国大型轮船及潜水器的了解，激发爱国热情和民族自豪感。

【教学重点】
物体浮沉条件的实验探究和理论分析过程，运用浮沉条件解释现象。

【教学难点】
物体浮沉条件的理论分析。

【教具学具】
演示：多媒体课件、视频、水槽和水、铝箔小船、大烧杯和盐水、盐和水、鸡蛋。

分组：水槽和水、气球和铁夹、带盖小塑料瓶和配重、小西红柿、盐、大小烧杯各一个、自制潜水艇模型。

【教学过程】
一、导入新课
情境1：播放视频《厉害了，我的国》片断，介绍我国的大型轮船“振华30”和“蛟龙号”潜水器。

问题1：为什么钢铁制造的轮船能漂浮在水面上而潜水艇能在水中下潜和上浮呢？
情境2：自制铝箔小船漂浮在水面上。

问题2：静止时，轮船受到哪些力的作用？重力G与其质量m 的关系是什么？阿基米德原理的公式及其推导公式是什么？影响浮力大小的因素有哪些？
【设计意图】创设情境，引入新课，激发学生的学习兴趣和爱国热情。

设置问题，回顾所学的知识，为下面的学习做好铺垫。

二、进行新课
1.怎样使物体上浮或下沉
情境：将不同物品浸没在水中，松手后有的上浮、有的下沉。

问题1：怎样改变这些物体的浮沉？
学生活动，改变物体的浮沉（以塑料小瓶、带铁夹的气球和小西红柿为例），小组汇报，展示各自的方法。

问题2：从物体受力的角度，这些方法中分别改变了哪些力的大小？是如何改变的？
汇报交流，师生总结。

【设计意图】教师示范引导，学生自主探究，通过交流讨论，初步认识到物体的浮沉与所受重力和浮力有关。

学生在合作中寻求解决问题的方法，享受成功的喜悦。

在实验的基础上，引导学生根据物理现象探寻本质，破除学生只从重力或浮力单一维度考虑物体浮沉的机械认识，初步认识到物体的浮沉由重力和浮力共同决定。

2.物体的浮沉条件
情境：学生回顾活动过程，教师演示鸡蛋漂浮在盐水中，加适量的水使其悬浮。

问题1：在不同的浮沉状态下，物体所受的浮力和重力有什么关系？
学生运用二力平衡的条件及力与运动的关系，分析得出物体所受浮力和重力的大小关系并画出的示意图。

问题2：在不同的浮沉状态下，被排开的液体的质量m排与物体的质量m大小有什么关系？液体的密度ρ液和物体的密度ρ大小有什么关系？
教师引导学生利用公式对浮沉条件从理论层面作进一步分析。

【设计意图】本活动一方面补充学生的悬浮经验，完善对物体浮沉的认识，另一方面结合二力平衡、力与运动的关系，认识到浸没在水中的物体不同浮沉情况下浮力与重力的关系。

教学过程中画图和推理相结合的方式，帮助学生利用已有的力与运动的认知图式对浮沉条件的同化，帮助学生明确浮沉过程中两个动态（上浮和下沉）、两个静态（悬浮和漂浮）的异同，使认知结构更完整、更系统。

3.物体浮沉条件的应用
（1）认识轮船的浮力
问题1：钢铁制成的轮船为什么能漂浮在水面？
学生根据改变浮沉的经验和物体的浮沉条件尝试作出解释。

问题2：铝箔小船漂浮在水面上，排开水的体积为V排1，沉在水底时，排开水的体积为V排2，则V排1 ____V排2，写出分析思路。

学生根据提示，完成分析过程，初步掌握应用阿基米德原理和浮沉条件解决问题的思路和方法。

（2）认识潜水艇的浮沉
问题2：潜水艇为什么既能下潜又能上浮？
阅读教材“生活·物理·社会”关于“潜水艇的浮沉”的介绍，了解潜水艇在水中如何
实现浮沉。

观察潜水艇模型的工作过程，巩固对其工作原理的认识。

（3）认识鱼的浮沉
问题3：鱼在水中是如何上浮和下沉的？ 播放视频：河鲀的上浮和下沉。

学生观察视频，并结合生活经验，尝试解释鱼的浮沉，教师点拨补充。

【设计意图】前后呼应，答疑解惑，巩固所学，使课堂结构完整。

应用所学知识，说明生产、生活中的一些现象，落实“从生活走向物理，从物理走向社会”的课程理念。

考虑到学生的生活经验相对缺乏，采用观察、阅读、操作等多种手段，搭建台阶，降低思维难度，到达不同的进阶水平。

【板书设计】
10.5 物体的浮与沉
Vg mg G ρ==
g V g m G F 排液排排浮ρ===
当物体悬浮时：F 浮=G
G 排=G m 排g=mg m 排=m ρ液V 排=ρV 浸没时V 排=V ρ液=ρ
浸没时 下沉 G F 〈浮 m m 〈排 ρρ〈液 条件 （V V =排） 悬浮 G F =浮 m m =排 ρρ=液 物体的浮沉 上浮 G F 〉浮 m m 〉排 ρρ〉液
（V V 〈排） 漂浮 G F =浮 m m =排 ρρ〉液
应用
【学案】
五、物体的浮与沉
【学习目标】
1.通过实验和观察，知道物体在液体中的可能状态，了解漂浮、悬浮的含义．
2.运用二力平衡条件、力与运动关系的知识，知道物体的浮沉条件．
3.运用物体的浮沉条件说明生产和生活中的一些现象．
知识准备
物体所受重力G与其质量m的关系：G=________=__________．
阿基米德原理及其推导公式：F浮= ________=_________=___________．
探究怎样使物体上浮或下沉
小结：要改变物体的浮沉状态，可以通过改变__________________或______________来改变物体受到的浮力，或通过改变________________________来改变物体受到的重力．
物体的浮沉条件
●1.物体下沉,物体所受浮力_____重力；
2.物体上浮,物体所受浮力______重力；上浮的物体最终静止在液面上，有一部分露出液面，这种状态称为漂浮．物体漂浮时受到的浮力_______（大于/小于/等于）它受到的重力．
3.物体浸没在液体中，处于平衡状态，称为悬浮．
根据__________________知识可知，物体悬浮时受到的浮力_______（大于/小于/等于）它受到的重力．
●在下边各图中分别画出物体所受浮力和重力的示意图．
理论分析：
当物体悬浮时：F浮_________G
G排____ ____G
m排g________mg
m排_________m
ρ液V排_________ρV
而浸没时V排_________ V
则ρ液_________ρ同样的方法分析知：
当物体下沉时：
F浮_________G
m排_________m
ρ液_________ρ
当物体上浮时：
F浮_________G
m排_________m
ρ液_________ρ
物体上浮最终漂浮时
F浮_________G
m排_________m
ρ液_________ρ
浮沉条件的应用
1. （1）钢铁制成的轮船为什么能漂浮在水面？
轮船采用空心法增大____________________从而增大所受的_________，漂浮在液面上。

（2）铝箔小船漂浮在水面上，排开水的体积为V 排1，沉在水底时，排开水的体积为V 排2，则V 排1 ____V 排2，写出分析思路．
小船漂浮，1浮F _____G 小船沉底， 2浮F ______G
所以1浮F ______2浮F
根据阿基米德原理：g V F 11排水浮ρ= g V F 22排水浮ρ=
所以1排V _______2排V
2.（1）潜水艇通过向水舱中充水或从水舱中向外排水来改变潜水艇_______，
从而控制其下沉或上浮．在水面下，当F 浮____ G 时，潜水艇可悬浮．此时，若向水舱中充水，F 浮_____ G ，就会下沉；若将水舱中的水排出，F 浮_____ G ，就会上浮．当上浮至艇身露出水面后，潜水艇受到的浮力就不断__________，直至浮力与重力_________时，就会漂浮在水面上．
（2）针筒的活塞往外抽（从塑料瓶内吸气）即往瓶内______（充水/ 排水），潜水艇______
（上浮/下沉）；针筒的活塞往内压（向塑料瓶内吹气）即往瓶外_______（充水/ 排水），潜水艇______（上浮 /下沉）．。