孫云良

教材分析

《物體的浮沉條件及應(yīng)用》是人民教育出版社出版第10章第3節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求是讓學(xué)生知道物體的浮沉條件及其應(yīng)用。是在認(rèn)識了浮力、浮力產(chǎn)生的原因、學(xué)習(xí)了阿基米德原理的基礎(chǔ)上，從知識應(yīng)用的角度學(xué)習(xí)物體的浮沉條件。本節(jié)知識綜合性較強(qiáng)，難度較大，涉及應(yīng)用受力分析、力和運(yùn)動的關(guān)系、密度、浮力的知識結(jié)合起來解決問題等。由“物體的浮沉條件”和“浮力的應(yīng)用”兩部分內(nèi)容構(gòu)成。

學(xué)情分析

學(xué)生愛動手、喜歡觀察，在教學(xué)過程中我準(zhǔn)備了很多小實(shí)驗(yàn)、分組實(shí)驗(yàn)、演示實(shí)驗(yàn)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。從知識儲備上看，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了受力分析、二力平衡、阿基米德原理和浮力等相關(guān)知識。雖然他們在生活中已經(jīng)對常見的物體的浮沉現(xiàn)象有了大致了解，但是畢竟沒有經(jīng)過系統(tǒng)學(xué)習(xí)，難免會有一些潛在的模糊甚至是錯(cuò)誤的意識，比如：物體的浮沉狀態(tài)有哪些？能說清物體的浮沉狀態(tài)嗎？物體浮沉條件是什么？是不是重的物體就一定會下沉，輕的物體就一定會上浮等。

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：

1、知道物體的浮沉條件，會根據(jù)物體的浮沉條件判斷物體的浮沉;

2、了解輪船、潛水艇、氣球和飛艇的浮沉原理;

3、能應(yīng)用浮沉條件解決一些簡單的問題。

過程與方法：

1、通過實(shí)驗(yàn)和理論分析，探究物體的浮沉條件;

2、通過實(shí)驗(yàn)、微課教學(xué)，讓學(xué)生明白輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。

情感態(tài)度與價(jià)值觀：

1、通過對輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理的學(xué)習(xí)，體驗(yàn)科學(xué)、技術(shù)、社會的緊密聯(lián)系;

2、通過觀察實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣;

3、通過對輪船大小的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的民族自豪感及愛國熱情。

教學(xué)重、難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：物體的浮沉條件;輪船的工作原理。

教學(xué)難點(diǎn)：理解物體的浮沉條件;解釋輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。

教學(xué)資源

教師：水槽、圓柱體（兩個(gè)）、裝水的氣球、水、潛水艇模型、微課。

學(xué)生：二個(gè)水槽、裝水的氣球一個(gè)、水、食鹽、酒精、橡皮泥。

教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)、討論、分析、推理、歸納。

教學(xué)過程

復(fù)習(xí)：

師：阿基米德原理用文字怎么表述？用公式又怎么表述？學(xué)生回答

學(xué)生回答

師：活動一：分別將裝水的圓柱體（三個(gè)）如圖1浸沒在水中，觀察松手后它們會怎么樣。（教師帶領(lǐng)學(xué)生定義各種浮沉狀態(tài)）

學(xué)生觀察并定義提出問題：

師：物體為什么會處于不同的狀態(tài)？

今天讓我們來學(xué)習(xí)物體的浮沉條件及應(yīng)用。

新課教學(xué)

環(huán)節(jié)一

一、浮沉條件

1、多媒體展示懸浮、上浮、下沉三種狀態(tài)，請學(xué)生在導(dǎo)學(xué)案圖2上對物體進(jìn)行受力分析，并結(jié)合二力平衡條件及力與運(yùn)動的關(guān)系分析浮沉條件，并將結(jié)果填入圖3中的部分。

學(xué)生邊總結(jié)，教師同時(shí)板書，強(qiáng)調(diào)上浮最終會漂浮（分析此時(shí)的受力情況），下沉最終會沉底。

請同學(xué)們完成例1。

例1、用手將一重為5N的物體物體全部壓入水中，物體排開的水重為8N，此時(shí)物體所受的浮力為__________N。放手后物體將__________（填“上浮”、“下沉”、“懸浮”），待靜止時(shí)物體所受的浮力__________N。

2、請同學(xué)們利用阿基米德原理公式及重力的計(jì)算公式推導(dǎo)物體處于上述各種狀態(tài)時(shí)物體密度和液體密度的關(guān)系（并填入圖3中）。

3、根據(jù)同學(xué)們推導(dǎo)出的密度關(guān)系，提問如何使液體密度變大？如何使液體密度變??？并請學(xué)生用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（用裝水的氣球加鹽水或酒精改變液體的密度，驗(yàn)證浮沉條件—密度的關(guān)系）并將結(jié)果填入圖3中。

例2、把重8N、體積為1.0×10-3m3的物體投入水中當(dāng)物體靜止時(shí)，物體的狀態(tài)和所受浮力是（）

A.漂浮，F(xiàn)浮=10N?B.懸浮，F(xiàn)浮=8N

C.漂浮，F(xiàn)浮=8N?D.沉在水底，F(xiàn)浮=10N

學(xué)生解答后，提問是否還有不同的方法？

環(huán)節(jié)二

師：物理來源于生活，并應(yīng)用于生活，我們今天學(xué)習(xí)了浮沉條件，下面我們來看一下浮沉條件的應(yīng)用。

二、浮力的應(yīng)用

（一）輪船

1.討論：

問題1、木材能漂浮在水面，原因是什么？怎樣讓密度比水大的鋼鐵漂浮在水面上？請同學(xué)們思考討論后回答。

實(shí)驗(yàn)：出示橡皮泥，放入水中，橡皮泥下沉，如何使橡皮泥漂浮在水面上（學(xué)生答做成空心狀），下面我們用橡皮泥來驗(yàn)證大家的猜想？

學(xué)生討論、實(shí)驗(yàn)、匯報(bào)、展示，讓學(xué)生明白利用空心的辦法可以使密度比水大的物體漂浮在水面上。

2、播放微課（輪船）

讓學(xué)生加深了解輪船的工作原理，并明白輪船的大小用排水量表示。

總結(jié)：輪船原理：采用________的辦法，增大__________，從而增大可以利用的________，使密度大于水的鋼鐵能漂浮在水面上。

例3、如圖4所示是我國首艘航母“遼寧號”的排水量為67500t，當(dāng)航母滿載時(shí)靜止在水面上受到的浮力為______ N;艦體底部在水面下10m深處受到海水的壓強(qiáng)是

Pa（g取10N/Kg，ρ海水=1.03×103Kg/m3）。

提問：那么輪船從河里駛?cè)牒＠?，它的重力變不變？它受到的浮力變不變？排開液體的體積變不變？它是下沉一些，還是上浮一些？

學(xué)生思考并進(jìn)行分組討論，利用阿基米德原理和對輪船進(jìn)行受力分析進(jìn)行判斷得出結(jié)論：輪船從河里駛?cè)牒＠?，它的重力不變，浮力不變，排開海水的體積變小，輪船會上浮一些。

播放微課（輪船是上浮還是下沉）觀看后填空。學(xué)生觀看。引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出木塊能漂浮在水面是因?yàn)槠涿芏缺人　?/p>

讓學(xué)生知道輪船采用把物體做成“空心”的辦法來增大浮力，知道如何描述輪船的大小。

同一艘輪船從河流駛?cè)牒＠锏倪^程中，輪船的重力__________，輪船受到的浮力__________，而F浮=ρ液ɡV排，ρ液變__________，輪船排開液體的體積變__________，輪船__________。

例4、如圖5所示，若“玉林號”導(dǎo)彈護(hù)衛(wèi)艦從大海駛?cè)胫榻?，下列分析正確的是（）

A. 浮力變小，艦體上浮一些?B. 浮力變大，艦體下沉一些

C. 浮力不變，艦體下沉一些?D. 浮力不變，艦體上浮一些

環(huán)節(jié)三

（二）潛水艇

潛水艇能潛入水下，在上浮和下潛過程中排水體積如何變？浮力如何變？它是怎么工作的呢？

實(shí)驗(yàn)：我們用潛水艇模型來模擬潛水艇，觀察模型抽氣和打氣時(shí)的水量的變化和浮沉情況。

現(xiàn)象：抽氣時(shí)，水逐漸進(jìn)入管中，管子下沉;打氣時(shí)，管中的水被排出，管子上浮。

【講解】潛水艇兩側(cè)有水艙，當(dāng)水艙中充水時(shí)，潛水艇重力增大，就逐漸潛入水中;當(dāng)水艙充水使重力等于浮力時(shí)，潛水艇就可懸浮在水中;當(dāng)壓縮空氣使水艙中的水排出一部分時(shí)，潛水艇變輕，就可以上浮了。（在潛水艇上浮或下潛時(shí)將潛水艇模型拿出水面，并比較水的多少）。

環(huán)節(jié)四

（三）氣球和飛艇

請同學(xué)們閱讀P59頁后完成下列問題：

氣球里充的是密度比空氣______（選填“大”或“小”）的氣體來升空。高空探測氣球充的是______，熱氣球充的是被加熱器加熱的密度比空氣______（選填“大”或“小”）的空氣來升空的。飛艇充的是______氣。

環(huán)節(jié)五：

這節(jié)課我們學(xué)習(xí)了物體的浮沉條件及應(yīng)用方面的知識，我們來總結(jié)一下我們所學(xué)的內(nèi)容有哪些？

一、物體的浮沉條件

二、浮沉條件的應(yīng)用

效果分析

本節(jié)課應(yīng)用復(fù)習(xí)方法，使學(xué)生的知識形成系統(tǒng)，讓學(xué)生觀察物體在水中的狀態(tài)，認(rèn)識到物體會上浮、下沉、懸浮等狀態(tài)，利用二力平衡的條件分析出物體處于以上狀態(tài)的原因，通過推導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)等方法分析總結(jié)出物體處于以上狀態(tài)時(shí)物體、液體密度之間的關(guān)系，利用以上知識分析輪船、潛水艇、熱氣球?qū)崿F(xiàn)浮沉的原理，通過討論提高了學(xué)生的交流能力，通過自己觀察、動手實(shí)驗(yàn)來掌握知識，突破了重點(diǎn)、難點(diǎn)，充分體現(xiàn)了以“學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)” “興趣是最好的老師”的設(shè)計(jì)理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民教育共和國教育部.物理新課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：1.

[2]中華人民教育共和國教育部.八年級物理課本[M].北京：人民教育出版社，2013：6.

[3]劉福利.鼎尖教案[M].吉林：延邊教育出版社，2015：9.

（作者單位：云南省曲靖市麒麟?yún)^(qū)第七中學(xué)）