人教版（2024）八年級下冊物理第十章《浮力》第3節(jié) 物體的浮沉條件及應用 教案

第第頁人教版（2024）八年級下冊物理第十章《浮力》第3節(jié)物體的浮沉條件及應用教案教學目標物理觀念:知道物體的沉浮條件,會根據(jù)沉浮條件判斷物體的浮沉;能根據(jù)二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件;能應用沉浮條件解釋簡單的物理現(xiàn)象。科學思維:通過分析物體在液體或氣體中的受力情況,推導出物體的浮沉條件;通過物體的浮沉條件和阿基米德原理,推導物體密度和液體密度的關系?？茖W探究:通過觀察雞蛋在不同液體中的浮沉現(xiàn)象,探究物體的浮沉條件;通過實驗,了解輪船、航空母艦、潛水艇、氣球和浮空艇的原理。科學態(tài)度與責任:通過觀察和實驗,樹立以觀察和實驗的方法來研究物理問題的思想;經歷交流浮沉條件在技術上的應用事例,體會科學、技術與社會密切聯(lián)系。教學重難點教學重點:根據(jù)二力平衡條件和力與運動的關系描述物體的浮沉條件。教學難點:根據(jù)阿基米德原理比較物體密度與液體密度的關系;利用物體的浮沉條件解釋生產、生活中的一些現(xiàn)象。教學準備教師準備:教學課件、玻璃杯、雞蛋、水、鹽、玻璃棒、潛水艇模型、鐵架臺、酒精燈、薄塑料袋、密度計。學生準備:橡皮泥、大水槽、水。教學過程教學環(huán)節(jié)設計意圖一、創(chuàng)設情境導入新課播放視頻“中國航母編隊霸氣出場”和“中國核潛艇航行”。提出問題:航母和核潛艇是海上鋼鐵巨獸,是移動的國土,航母作為現(xiàn)代海軍的標配,核潛艇以其獨特的戰(zhàn)略威懾能力和戰(zhàn)略反擊能力,象征著一個國家的海洋力量和綜合國力。為什么鋼鐵做成的航母能浮在水面上?鋼鐵做成的潛水艇能在水中上浮和下潛呢?引出課題:今天我們一起學習“第3節(jié)物體的浮沉條件及應用”。激發(fā)學生的學習興趣和愛國情懷二、新課講解探究新知探究點一物體的浮沉條件在水里,許多東西能浮在水面,比如乒乓球、木塊、石蠟等;也有許多東西沉到水底,比如石頭、硬幣、橡皮等;那么物體的浮沉取決于什么呢?演示實驗:“水”中的雞蛋。將雞蛋放在盛有清水的玻璃杯里,雞蛋沉入杯底;逐漸將食鹽溶解在水中雞蛋恰好懸浮;繼續(xù)溶解食鹽最終雞蛋漂浮。通過雞蛋在不同的“水”中的狀態(tài),讓學生認識下沉、沉底、懸浮、上浮和漂浮這五種浮沉狀態(tài)?？偨Y易混淆的幾個詞語(課件展示):浸沒:物體完全沒入了液體中,整個物體在液面以下。浸入:也就是“浸在”,包括浸沒和部分浸入。漂浮:物體在液面處,部分浸入。懸浮:物體在液面以下,浸沒,可以存在于液面下任何位置。上浮:物體正在向上加速運動,可能浸沒,也可能部分浸入,最終狀態(tài)是漂浮。下沉:物體正在向下加速運動,可能浸沒,也可能部分浸入,最終狀態(tài)是沉在液體底部。通過演示實驗,認識物體在液體中的不同狀態(tài)梳理易混概念,為學習掃清障礙小組合作學習:1.上述幾種狀態(tài),哪些狀態(tài)是平衡狀態(tài),哪些是非平衡狀態(tài)?2.分析上述幾種狀態(tài)下雞蛋受到的浮力與重力的關系,分別畫出上述幾種狀態(tài)下雞蛋受力示意圖。師生共同總結物體的浮沉條件:(1)比較浮力和物體重力的關系上浮:F浮>G。漂浮:F浮=G。懸浮:F浮=G。下沉:F浮<G。沉底:F浮<G,沉底時,受到重力G、浮力F浮與支持力的作用,這三個力平衡,即G=F浮+F支。(2)比較物體密度ρ物與液體密度ρ液的大小關系判斷物體的浮沉當物體浸沒在水中時,受到重力G與浮力F浮兩個力的作用。物體浸沒在水中時:V排=V物=V;浮力的大小:F浮=ρ液gV排=ρ液gV;重力的大小:G=ρ物gV物=ρ物gV;①當F浮>G時,得出ρ液>ρ物,物體上浮(最終漂浮);②當F浮=G時,得出ρ液=ρ物,物體懸浮;③當F浮<G時,得出ρ液<ρ物,物體下沉(最終沉底)。課件展示:物體的浮沉與密度大小有關的實例①漂浮:ρ冰<ρ水②懸浮:ρ雞蛋<ρ液體③沉底:ρ物體<ρ液體播放視頻——“用阿基米德原理證明物體的浮沉條件”。探究點二浮沉條件的應用(一)輪船過渡:往水里加鹽是通過改變液體的密度可以改變雞蛋的浮沉狀態(tài),還有沒有其他方法可以改變物體的浮沉狀態(tài)?教師演示:將一塊橡皮泥放入水中,橡皮泥在水中下沉。小組比賽:如何讓橡皮泥在水中漂浮呢?請你設計方案進行實驗,看哪個小組最快完成。展示成果:橡皮泥做成“空心”形狀可以漂浮在水上。教師引導總結:橡皮泥是通過增大排開液體的體積改變物體浮沉狀態(tài)。課件展示漂浮在水面的輪船圖片,現(xiàn)代輪船是使用密度比水大的鋼鐵制造的,那么輪船是怎么浮在水面上的?學生:是通過“空心”的方法,增大排開水的體積,增大浮力。自主學習:什么是輪船的排水量。學生:排水量是輪船裝滿貨物時排開水的質量(m排),它等于輪船的質量和貨物的質量之和。點撥:輪船漂浮,浮力與輪船的總重力是一對平衡力:F浮=G物+船,根據(jù)阿基米德原理,浮力等于排開水的重力:F浮=G排水,所以輪船的總重力等于排開水的重力:G排水=G物+船,m排水=教師:展示圖片,為什么生湯圓沉底,煮熟后會浮起來?生湯圓在水中湯圓煮熟時學生自主分析、歸納總結物體浮沉條件,有利于學生對知識的理解培養(yǎng)學生分析概括能力通過小組比賽,激發(fā)學生學習興趣,了解輪船的工作原理利用浮沉條件和阿基米德原理推導排水量公式,加強知識前后聯(lián)系學以致用,應用所學知識解釋生活現(xiàn)象學生:湯圓煮熟后變成空心,增大了V排,從而增大了浮力,使其浮起來。例題一艘輪船的排水量是1×104t,在密度是1.0×103kg/m3的江水中航行,它滿載時排開水的體積是多大?如果該輪船從長江駛入大海(海水密度為1.03×103kg/m3)中航行,它排開海水的體積是多大?它從長江駛入大海中,是上浮一些還是下沉一些?小組合作學習,然后小組代表進行展示。解滿載時排開水的質量是m=1×104t=1×107kg排開江水的體積V=mρ水=1×107kg1.0×10排開海水的體積V'=mρ海水=1×107kg1輪船從長江到大海都是漂浮,根據(jù)二力平衡條件可知:浮力等于船與貨物的總重力,F浮=G船+G物,是不變的;根據(jù)阿基米德原理F浮=ρ液gV排,浮力不變,海水的密度大,因此輪船排開海水的體積小,所以從長江駛入大海中時上浮一些。(二)潛水艇演示實驗:按圖用注射器、試管、軟管、短玻璃管等器材提前制作好潛水艇模型,把模型浸在水中,從試管中抽氣,模型將怎樣運動?向試管中打氣,模型又會怎樣運動?學生:抽氣時,水逐漸進入“潛水艇”中,“潛水艇”下沉。打氣時,“潛水艇”內的水被排出,“潛水艇”上浮。師生共同歸納:潛水艇是靠改變自身的重力實現(xiàn)上浮和下潛的。播放視頻“潛水艇的浮沉”。(三)氣球和飛艇課件展示氣球、飛艇的圖片。組織學生自學課本,然后小組合作學習氣球、飛艇的工作原理。小組代表進行展示。1.氣球:內部充有密度小于空氣的氣體(如氫氣、氦氣或熱空氣),使浮力大于重力而升空。2.飛艇:通過充氣或放氣改變自身體積,從而改變浮力,實現(xiàn)上升和下降。課件展示熱氣球圖片,熱氣球為什么能升空呢?用塑料袋、鐵架臺和酒精燈演示熱氣球升空的實驗。分析為什么加熱后塑料袋能升空?通過例題,鞏固對輪船原理的理解利用潛水艇模型演示潛水艇工作原理利用演示實驗探究氣球和飛艇的工作原理,激發(fā)學生學習興趣學生:在加熱過程中氣囊中氣體受熱膨脹,密度變小,則自身重力減小,當重力小于浮力時開始上升;當氣囊中氣體溫度降低,密度增大,則自身重力變大,當重力大于浮力時下沉。歸納:熱氣球通過改變自身重力實現(xiàn)浮沉。(四)密度計教師展示密度計實物,介紹密度計。密度計在不同的液體中處于漂浮狀態(tài),在液體中能保持豎直姿態(tài),測量時可以根據(jù)液面所處的位置直接讀出液體的密度。簡單介紹密度計,為下節(jié)制作微型密度計做準備板書設計第3節(jié)物體的沉浮條件及應用1.物體的浮沉條件(1)當F浮<G物或ρ物>ρ液時,物體下沉至沉底。(2)當F浮=G物或ρ物=ρ液時,物體懸浮。(3)當F浮>G物或ρ物<ρ液時,物體上浮至漂浮。(4)漂浮:F浮=G物。2.浮力的應用(1)輪船:輪船靠“空心”的方法增大浮力。排水量:指輪船裝滿貨物時排開水的質量。(2)潛水艇:靠改變自身重力實現(xiàn)上浮和下潛的。(3)氣球和飛艇:工作原理是充入密度小于空氣的氣體,使受到空氣的浮力大于自身的重力。(4)密度計:測量液體密度的儀器,工作原理是漂浮時F浮=G。作業(yè)設計1.查閱資料,了解我國潛水艇或航母的發(fā)展歷程。2.利用電子秤、礦泉水瓶、水杯、木塊等探究阿基米德原理,設計實驗方案,并寫出