初中物理第3節(jié) 物體的浮沉條件及應(yīng)用教案及反思-教案下載-教習(xí)網(wǎng)

章節(jié)
第十章第三節(jié)
課題
物體的浮沉條件及應(yīng)用
課時(shí)
1
課型
規(guī)律課
授課時(shí)間
教學(xué)內(nèi)容分析
課標(biāo)要求解讀
《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求為：2.2.9能運(yùn)用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。例10了解潛水艇的浮沉原理。
（一）課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)學(xué)生需要掌握的知識(shí)要求有：
（1）物體浮沉的條件：
①物體在液體中，有漂浮、懸浮、沉底的三種狀態(tài)和上浮、下沉的兩種現(xiàn)象；
②從靜力學(xué)的角度分析，當(dāng)物體在液體中，浮力大于重力時(shí)，物體上??；浮力大于重力時(shí)，物體受力平衡，可以懸浮在液體內(nèi)；浮力小于重力時(shí)，物體下沉。
③從物質(zhì)特性的角度分析，當(dāng)物體在液體中，如果它的密度小于液體的密度，物體上?。蝗绻拿芏鹊扔谝后w的密度，物體懸??；如果它的密度大于液體的密度，物體下沉。
（2）生產(chǎn)生活中的浮沉現(xiàn)象
了解潛水艇、輪船、氣球、飛艇、鹽水選種子的原理。
（二）課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)學(xué)生掌握知識(shí)的程度要求為：
“說明”和“了解”屬于認(rèn)知性目標(biāo)行為動(dòng)詞，了解水平，基本特征是復(fù)述，即把已經(jīng)學(xué)過的知識(shí)，通過回憶按照問題的要求陳述出來。因此，本節(jié)要求學(xué)生能夠判斷出物體在液體中所處的狀態(tài)，探究總結(jié)出物體的浮沉條件，且運(yùn)用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)生活中的一些浮沉現(xiàn)象。
教材分析
本節(jié)內(nèi)容屬于初中物理八年級(jí)下冊(cè)第十章第三節(jié)，是在前兩節(jié)浮力概念和阿基米德原理的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進(jìn)一步探究物體的浮沉條件，與前兩節(jié)內(nèi)容構(gòu)成完整的浮力知識(shí)體系。物體浮沉條件的探究將重力、質(zhì)量和密度、二力平衡和浮力等知識(shí)聯(lián)系起來，是力學(xué)知識(shí)的綜合應(yīng)用，且與生活實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系密切，重在提升學(xué)生的分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)。
為了達(dá)成課程標(biāo)準(zhǔn)要求中的“運(yùn)用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象”，教材設(shè)計(jì)了物體的浮沉條件和浮力的應(yīng)用兩部分內(nèi)容。
物體的浮沉條件這部分內(nèi)容，教材從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)提出問題：，引導(dǎo)學(xué)生受力分析、并運(yùn)用運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系、二力平衡條件、整合歸納得出物體浮沉?xí)r，浮力和重力的大小關(guān)系，又利用阿基米德原理、重力、密度知識(shí)進(jìn)行整合,從而得出物體浮沉?xí)r，液體密度和物體密度的大小關(guān)系。同時(shí)介紹了農(nóng)業(yè)上鹽水選種的例子和鹽水浮雞蛋的小實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)生對(duì)物體浮沉條件的認(rèn)識(shí)。
浮力的應(yīng)用這部分，教材選取了3個(gè)實(shí)例來幫助學(xué)生利用浮沉條件解釋生產(chǎn)、生活的一些現(xiàn)象。首先從學(xué)生熟悉的船引入教學(xué)，介紹船的發(fā)展歷程，并利用能承載重物的橡皮泥船，認(rèn)識(shí)到空心的作用，輪船是改變排開水的體積從而改變浮力實(shí)現(xiàn)浮沉的實(shí)例代表。潛水艇是改變重力實(shí)現(xiàn)浮沉的實(shí)例代表。氣球和飛艇是改變密度從而改變重力實(shí)現(xiàn)升空的實(shí)例代表，學(xué)生通過學(xué)習(xí)輪船、潛水艇、氣球和飛艇的浮沉原理，了解物理知識(shí)在生產(chǎn)，生活中的應(yīng)用。另外，教材的兩個(gè)想想做做用日常用品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，拉近物理與生活的距離，讓學(xué)生深切體會(huì)到科學(xué)的真實(shí)性。教材最后對(duì)飛艇與能源進(jìn)行了簡單的介紹，反映了科技發(fā)展的新面貌，使學(xué)生除了學(xué)到科學(xué)知識(shí)外還能感受到時(shí)代的脈搏。
物理內(nèi)容分析
（1）物體浮沉條件的文字表述：
浮力大于重力時(shí)，物體上?。桓×Φ扔谥亓r(shí)，物體受力平衡，可以懸浮在液體內(nèi)；浮力小于重力時(shí)，物體下沉。或：浸沒在液體中的物體，如果它的密度小于液體的密度，物體上??；如果它的密度等于液體的密度，物體懸?。蝗绻拿芏却笥谝后w的密度，物體下沉。
（2）物體的浮沉條件及應(yīng)用的意義：
探究物體的浮沉條件可以解釋物體在液體中的狀態(tài)，在此過程中可以提升學(xué)生觀察現(xiàn)象的能力和分析問題的能力。物體浮沉的條件又可以運(yùn)用在生產(chǎn)生活中，了解物體浮沉的條件在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用可以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)。
（3）物體浮沉條件的內(nèi)涵：
從力學(xué)角度來看，物體在液體中的狀態(tài)與物體所受浮力和重力的大小有關(guān)；從物質(zhì)特性的角度來看, 物體在液體中的狀態(tài)與物體和液體的密度有關(guān)。
（4）物體的浮沉條件及應(yīng)用的外延：
教科書中講述了物體在液體中的浮沉條件，但該浮沉條件也適用于氣球、飛艇等在空中的漂浮。
（5）物體浮沉條件及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)：
從力學(xué)的角度分析物體的浮沉現(xiàn)象運(yùn)用了二力平衡等力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，即鞏固了前面所學(xué)的知識(shí)，為后續(xù)解決物體較復(fù)雜的受力情況提供了思路，奠定了基礎(chǔ)。
（6）物體浮沉規(guī)律應(yīng)用的發(fā)展：
物體在液體中漂浮、懸浮、沉底的狀態(tài)和上浮、下沉的現(xiàn)象是生產(chǎn)生活中的直觀經(jīng)驗(yàn)。了解其中的原理之后，又可以根據(jù)需要，把物理知識(shí)投入生產(chǎn)生活，如輪船、潛水艇、氣球、飛艇等的設(shè)計(jì)。
學(xué)情分析
本節(jié)課的教授對(duì)象為初二年級(jí)的學(xué)生，通過對(duì)浮力和阿基米德原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)浮力及其大小有了一定的認(rèn)識(shí)，對(duì)物體的浮沉也有一些生活體驗(yàn)，并且學(xué)生已經(jīng)掌握了運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系，簡單受力分析、二力平衡條件等力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，但分析總結(jié)物體的浮沉條件能力不足，需要教師加以指導(dǎo)。此外，雖然學(xué)生通過電視或網(wǎng)絡(luò)對(duì)輪船、潛水艇、氣球和飛艇有些許了解，但是對(duì)于如何實(shí)現(xiàn)它們的浮沉，缺少理論指導(dǎo)。并且學(xué)生可能會(huì)認(rèn)為在液體中重的物體會(huì)下沉，輕的物體會(huì)上浮，在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生從力的角度和密度的角度分析物體的浮沉。
基礎(chǔ)
生活經(jīng)驗(yàn)
1.學(xué)生知道乒乓球等輕的物體可以浮在水面上，石頭等重的物體會(huì)沉入水底。
2.見過輪船、氣球的影像或?qū)嵨铩?br>學(xué)習(xí)基礎(chǔ)
概念規(guī)律
學(xué)習(xí)了重力、浮力、力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系、二力平衡等力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)；
思想方法
初步掌握了依據(jù)探究實(shí)驗(yàn)概括規(guī)律的思想。
探究能力
具備一定觀察分析能力、動(dòng)手實(shí)踐能力及物理規(guī)律的總結(jié)能力。
教學(xué)目標(biāo)
物理觀念
1.知道物體的浮沉是由物體在液體（氣體）中所受浮力與重力的大小關(guān)系決定的，且與物質(zhì)的密度有關(guān)
科學(xué)思維
1.通過分析乒乓球的浮沉現(xiàn)象，掌握從受力分析入手分析物體運(yùn)動(dòng)的方法
2.通過物體浮沉條件的應(yīng)用（如輪船、潛水艇等），能夠應(yīng)用對(duì)應(yīng)物理模型解決實(shí)際問題
科學(xué)探究
1.通過小組探究不同物體在水中的浮沉狀態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力、合作能力、以及對(duì)結(jié)果的交流、評(píng)估、反思能力
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任
1.認(rèn)識(shí)浮力對(duì)人類生活、生產(chǎn)的影響，學(xué)會(huì)分析生活中的浮沉現(xiàn)象
2.通過自制小船、熱氣球等，做到理論聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用，認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響
教學(xué)重點(diǎn)
從力的角度總結(jié)歸納物體的浮沉條件。
如何改變物體的浮沉條件。
物體浮沉條件的應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)
運(yùn)用物體的浮沉條件解釋輪船、潛水艇、熱氣球其中的原理。
教法與學(xué)法
教學(xué)模式
啟發(fā)引導(dǎo)模式
教學(xué)策略
認(rèn)知沖突策略、認(rèn)知整合策略
教學(xué)方法
講授法、演示法、實(shí)驗(yàn)法
教法：本節(jié)課作為一堂物理規(guī)律課，采用啟發(fā)引導(dǎo)和討論探究的教學(xué)模式，主要運(yùn)用講授法、演示法、實(shí)驗(yàn)法三種教學(xué)方法。通過演示“乒乓球沉浮的實(shí)驗(yàn)”，定量計(jì)算重力與浮力的大小，讓學(xué)生更深入地理解物體的沉浮條件。通過學(xué)生自己做小船實(shí)驗(yàn)，消除密度大的物體一定下沉的錯(cuò)誤認(rèn)知。
學(xué)法：
學(xué)生在教師逐步的提問引導(dǎo)下通過觀察和探究掌握物體在液體中的浮沉條件，并且動(dòng)手制作橡皮泥船，提高對(duì)于浮力的理解與應(yīng)用。
教學(xué)手段
教學(xué)用具：乒乓球，細(xì)沙，透明水杯，清水，橡皮泥，栗子，電吹風(fēng)，塑料袋，天平
輔助資源：多媒體
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
新課引入
1.老師提問：隱沒在液體中的物體都會(huì)受到浮力的作用，但是有的物體要上浮，有的卻要下沉。這是為什么？
2.演示實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行：實(shí)驗(yàn)器材：一號(hào)乒乓球（不裝沙子），二號(hào)乒乓球（裝少量沙子），三號(hào)乒乓球（裝滿沙子），乒乓球體積均為33.5 cm3，裝有一定量清水的透明水杯；天平；
老師依次擺放好器材，三個(gè)乒乓球，透明水杯。
老師首先對(duì)學(xué)生們進(jìn)行提問：同學(xué)們，老師把乒乓球放入透明水杯會(huì)發(fā)生什么呢？老師首先放入三號(hào)乒乓球，發(fā)現(xiàn)乒乓球下沉到底部。
老師拿起二號(hào)乒乓球，提出相同的問題。把乒乓球放入透明水杯后，發(fā)現(xiàn)乒乓球懸浮在水中。
老師拿起最后一個(gè)乒乓球，放入透明水杯中，發(fā)現(xiàn)乒乓球上浮。
1.學(xué)生帶著疑問進(jìn)行下面課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。
2.觀察老師演示實(shí)驗(yàn)的初始情境。
學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)回答：乒乓球會(huì)上浮，最終漂浮在水面上。
根據(jù)上一個(gè)乒乓球，學(xué)生回答：乒乓球會(huì)下沉。
觀看最后一個(gè)小球的浮沉情景，進(jìn)行思考。
1通過提問，學(xué)生進(jìn)行思考，把生活中的例子與浮力聯(lián)系起來。進(jìn)而引出本節(jié)課的內(nèi)容。
2.通過演示實(shí)驗(yàn)，增加物理教學(xué)中的趣味性，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣。
新課講授
1.根據(jù)演示實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，老師提出“常識(shí)”的錯(cuò)誤性。老師向同學(xué)們提出：“常識(shí)”有時(shí)是錯(cuò)誤的，我們需要發(fā)展創(chuàng)新質(zhì)疑的能力。
2.教師講解物體的五種浮沉狀態(tài)，并且邀請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)畫出五種狀態(tài)的受力分析。
老師對(duì)演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)歸納，得出物體的沉浮條件：當(dāng)物體浸沒在水中時(shí)
（1）浮力大于重力時(shí)，物體上浮。
（2）浮力等于重力時(shí)，物體受力平衡，可以懸浮在液體內(nèi)。
（3）浮力小于重力時(shí)，物體下沉。
3. 演示實(shí)驗(yàn)：選取沉入水底的乒乓球，分別放入三杯水中。
學(xué)生觀察物體的浮沉狀態(tài)并畫出受力分析圖。
得出結(jié)論：物體的浮沉情況也可以用物體密度和液體密度的大小來描述。老師舉出生活中的例子：在用鹽水選種時(shí)，把漂浮的種子清除掉，留下下沉的飽滿種子。
4.教師總結(jié)物體的浮沉條件。
5.演示實(shí)驗(yàn)：教師利用自制教具先對(duì)氣球充氣使物體浮起，再向瓶內(nèi)注水使物體下沉。
學(xué)生觀察物體的浮沉狀態(tài)并回答改變物體浮沉狀態(tài)的兩種方法（改變自重和浮力大?。?br>1.學(xué)生意識(shí)到生活經(jīng)驗(yàn)有時(shí)會(huì)欺騙自己，初步具有了質(zhì)疑創(chuàng)新的精神。
2．學(xué)生上臺(tái)畫出受力分析圖。
3.學(xué)生畫出不同密度下的受力分析圖，學(xué)習(xí)通過密度判斷物體浮沉的方式。并了解日常生活中的應(yīng)用。
1.發(fā)展了學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的能力，通過乒乓球“不一般”的行為強(qiáng)化了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)。
2. 通過學(xué)生思考，將現(xiàn)象與理論結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理模型解決實(shí)際問題的科學(xué)思維
實(shí)驗(yàn)探究
1.教師提供實(shí)驗(yàn)器材（裝有水的透明水缸、燒杯、食鹽、吸管、細(xì)鐵絲、攪拌棒、薄鐵片、蠟塊、橡皮泥、硬幣、干紅棗、空塑料瓶、胡蘿卜塊），學(xué)生探究不同物體在水中的浮沉狀態(tài)，并且探索如何改變物體當(dāng)前的浮沉狀態(tài)（不定向）。
2.小組展示與交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
學(xué)生認(rèn)真做實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行討論交流。
通過探究性、開放性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生求真、探索的科學(xué)精神。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑥?qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)意識(shí)，提高學(xué)生對(duì)物理學(xué)科的興趣。
浮力的應(yīng)用
1.輪船
播放003號(hào)航空母艦視頻
老師提出問題：輪船是用鋼鐵制造的，鋼鐵的密度遠(yuǎn)大于水，怎么用沉重的而堅(jiān)硬的鋼鐵制成可以承載那么多貨物的船呢？
實(shí)驗(yàn)開始前：
老師：根據(jù)阿基米德原理，排開液體的重力與浮力數(shù)值相同，為了讓物體漂浮在水面上，我們需要增大浮力也就是增大排開液體的重力，現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們想一想，我們實(shí)驗(yàn)中液體種類已經(jīng)確定了，可以通過改變哪一個(gè)量來增大排開液體的重力。大家可以仿照輪船模型。
老師：同學(xué)們，我們發(fā)現(xiàn)把鋼鐵做出船狀放在水面，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水較多，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。輪船就是根據(jù)這個(gè)道理制造的。
老師介紹排水量：輪船裝滿貨物時(shí)排開水的質(zhì)量。
2.潛水艇
2.1播放視頻，介紹我國長征18號(hào)潛水艇，提問其可以在深海之中可以自由上浮與下沉的原理。（
潛水艇能潛入水下航行，進(jìn)行偵察和襲擊，是一種很重要的軍用裝置。
潛水艇的艦身裝有水艙。潛水艇通過水艙改變自身重力，實(shí)現(xiàn)在水中上浮，下沉，懸浮的三個(gè)不同狀態(tài)。向水艙充水時(shí)，潛水艇變重，逐漸潛入水中。水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重，它可以懸浮在水中。當(dāng)用壓縮氣體將水艙中拍出一部分時(shí)，潛水艇變輕，從而上浮。
實(shí)際航行時(shí)，上浮和下潛過程中潛水艇總要開動(dòng)推進(jìn)器加快上浮和下潛的速度。
3.氣球和飛艇
3.1 氣球
演示實(shí)驗(yàn)：老師取一個(gè)稍大的薄塑料袋，袋口用很細(xì)的銅絲框成一個(gè)圓口，開口朝下，用電吹風(fēng)向袋內(nèi)吹熱空氣。放手后，塑料袋熱氣球便冉冉上升。
師：同學(xué)們，你知道塑料袋上升的原因嗎？在這里我們可以應(yīng)用本節(jié)課學(xué)習(xí)的關(guān)于物體的浮沉條件的知識(shí)。
我們用電吹風(fēng)吹熱空氣后，由于熱脹冷縮的知識(shí)，塑料袋內(nèi)部密度小于外部，塑料袋上浮。
解釋氣球漂浮在空中的原理：氣球內(nèi)氣體密度小于空氣的密度。
舉例：高空探測氣球：內(nèi)部充的是氫氣和氮?dú)猓?br>學(xué)生實(shí)驗(yàn)：將塑料袋罩在酒精燈上方，保持一段時(shí)間，釋放塑料袋，塑料袋上浮。
3.2 飛艇
5月15日4時(shí)40分，我國第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究“巔峰使命”珠峰科考中，“極目一號(hào)”Ⅲ型浮空艇平臺(tái)超過世界最高峰珠穆朗瑪峰，到達(dá)海拔9032米的高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀(jì)錄。
特點(diǎn)：定向航行；之前使用氫氣（易爆炸），現(xiàn)在改為氦氣（不會(huì)爆炸）；飛行速度低但是造價(jià)低廉。
運(yùn)行原理：氣囊內(nèi)的氣體密度小于空氣的密度。
1.學(xué)生在老師的提示下對(duì)輪船原理進(jìn)行思考，并根據(jù)做過的實(shí)驗(yàn)回答問題：因?yàn)檩喆龃罅伺砰_水的體積，浮力變大
2.了解潛水艇的原理。
觀察老師的演示實(shí)驗(yàn)，并動(dòng)手進(jìn)行實(shí)踐操作，在老師的講解下了解氣球，氣艇的原理。
1.學(xué)生通過了解我國最新的航空母艦，浮空艇，有利于家國情懷的培養(yǎng)，民族自豪感的提升。
1.學(xué)生掌握潛水艇的工作原理，對(duì)物體的浮沉條件知識(shí)的掌握進(jìn)一步加深。
2.演示實(shí)驗(yàn)以及動(dòng)手實(shí)驗(yàn)可以增加課堂的趣味性，同時(shí)加強(qiáng)了學(xué)生的知識(shí)的掌握。學(xué)生對(duì)氣球原理的認(rèn)識(shí)更加全面。
課堂小結(jié)
教師作課堂總結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了
1.物體的浮沉條件
（1）浸沒在液體中的物體受到重力和液體對(duì)它的浮力，如果浮力大于重力，物體上??；如果浮力等于重力，物體懸浮在液體內(nèi)；如果浮力小于重力，物體下沉。
（2）漂浮在液面上的物體所受的浮力與所受的重力大小相等。
2.改變物體浮沉狀態(tài)的兩種方法：改變自重和浮力大小
2.物體的浮沉條件的應(yīng)用
（1）輪船
（2）潛水艇
（3）氣球和氣艇
氣球和飛艇在空氣中也遵循相同的浮沉條件
學(xué)生認(rèn)真聽講、思考，跟隨老師一起回顧課堂內(nèi)容。
老師帶領(lǐng)學(xué)生回顧總結(jié)本堂課內(nèi)容，對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行梳理，突出教學(xué)重點(diǎn)。
布置作業(yè)
完成書上60頁課后習(xí)題
學(xué)生聽講、記錄并認(rèn)真完成作業(yè)。
檢驗(yàn)本節(jié)課的學(xué)習(xí)情況，通過布置作業(yè)的形式，加深學(xué)生對(duì)于物體浮沉條件的理解。
板書設(shè)計(jì)
課后反思

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