人教版八年级物理《物体的浮沉条件及应用》教学设计

孙云良

教材分析

《物体的浮沉条件及应用》是人民教育出版社出版第10章第3节的内容。本节《课程标准》要求是让学生知道物体的浮沉条件及其应用。是在认识了浮力、浮力产生的原因、学习了阿基米德原理的基础上，从知识应用的角度学习物体的浮沉条件。本节知识综合性较强，难度较大，涉及应用受力分析、力和运动的关系、密度、浮力的知识结合起来解决问题等。由“物体的浮沉条件”和“浮力的应用”两部分内容构成。

学情分析

学生爱动手、喜欢观察，在教学过程中我准备了很多小实验、分组实验、演示实验来激发学生的学习兴趣。从知识储备上看，学生已经学习了受力分析、二力平衡、阿基米德原理和浮力等相關知识。虽然他们在生活中已经对常见的物体的浮沉现象有了大致了解，但是毕竟没有经过系统学习，难免会有一些潜在的模糊甚至是错误的意识，比如：物体的浮沉状态有哪些？能说清物体的浮沉状态吗？物体浮沉条件是什么？是不是重的物体就一定会下沉，轻的物体就一定会上浮等。

教学目标

知识与技能：

1、知道物体的浮沉条件，会根据物体的浮沉条件判断物体的浮沉;

2、了解轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理;

3、能应用浮沉条件解决一些简单的问题。

过程与方法：

1、通过实验和理论分析，探究物体的浮沉条件;

2、通过实验、微课教学，让学生明白轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。

情感态度与价值观：

1、通过对轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理的学习，体验科学、技术、社会的紧密联系;

2、通过观察实验，激发学生学习物理的兴趣;

3、通过对轮船大小的学习，激发学生的民族自豪感及爱国热情。

教学重、难点

教学重点：物体的浮沉条件;轮船的工作原理。

教学难点：理解物体的浮沉条件;解释轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。

教学资源

教师：水槽、圆柱体（两个）、装水的气球、水、潜水艇模型、微课。

学生：二个水槽、装水的气球一个、水、食盐、酒精、橡皮泥。

教学方法：实验、讨论、分析、推理、归纳。

教学过程

复习：

师：阿基米德原理用文字怎么表述？用公式又怎么表述？学生回答

学生回答

师：活动一：分别将装水的圆柱体（三个）如图1浸没在水中，观察松手后它们会怎么样。（教师带领学生定义各种浮沉状态）

学生观察并定义提出问题：

师：物体为什么会处于不同的状态？

今天让我们来学习物体的浮沉条件及应用。

新课教学

环节一

一、浮沉条件

1、多媒体展示悬浮、上浮、下沉三种状态，请学生在导学案图2上对物体进行受力分析，并结合二力平衡条件及力与运动的关系分析浮沉条件，并将结果填入图3中的部分。

学生边总结，教师同时板书，强调上浮最终会漂浮（分析此时的受力情况），下沉最终会沉底。

请同学们完成例1。

例1、用手将一重为5N的物体物体全部压入水中，物体排开的水重为8N，此时物体所受的浮力为__________N。放手后物体将__________（填“上浮”、“下沉”、“悬浮”），待静止时物体所受的浮力__________N。

2、请同学们利用阿基米德原理公式及重力的计算公式推导物体处于上述各种状态时物体密度和液体密度的关系（并填入图3中）。

3、根据同学们推导出的密度关系，提问如何使液体密度变大？如何使液体密度变小？并请学生用实验验证（用装水的气球加盐水或酒精改变液体的密度，验证浮沉条件—密度的关系）并将结果填入图3中。

例2、把重8N、体积为1.0×10-3m3的物体投入水中当物体静止时，物体的状态和所受浮力是（）

A.漂浮，F浮=10N B.悬浮，F浮=8N

C.漂浮，F浮=8N D.沉在水底，F浮=10N

学生解答后，提问是否还有不同的方法？

环节二

师：物理来源于生活，并应用于生活，我们今天学习了浮沉条件，下面我们来看一下浮沉条件的应用。

二、浮力的应用

（一）轮船

1.讨论：

问题1、木材能漂浮在水面，原因是什么？怎样让密度比水大的钢铁漂浮在水面上？请同学们思考讨论后回答。

实验：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（学生答做成空心状），下面我们用橡皮泥来验证大家的猜想？

学生讨论、实验、汇报、展示，让学生明白利用空心的办法可以使密度比水大的物体漂浮在水面上。

2、播放微课（轮船）

让学生加深了解轮船的工作原理，并明白轮船的大小用排水量表示。

总结：轮船原理：采用________的办法，增大__________，从而增大可以利用的________，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。

例3、如图4所示是我国首艘航母“辽宁号”的排水量为67500t，当航母满载时静止在水面上受到的浮力为______ N;舰体底部在水面下10m深处受到海水的压强是

Pa（g取10N/Kg，ρ海水=1.03×103Kg/m3）。

提问：那么轮船从河里驶入海里，它的重力变不变？它受到的浮力变不变？排开液体的体积变不变？它是下沉一些，还是上浮一些？

学生思考并进行分组讨论，利用阿基米德原理和对轮船进行受力分析进行判断得出结论：轮船从河里驶入海里，它的重力不变，浮力不变，排开海水的体积变小，轮船会上浮一些。

播放微课（轮船是上浮还是下沉）观看后填空。学生观看。引导学生总结出木块能漂浮在水面是因为其密度比水小。

让学生知道轮船采用把物体做成“空心”的办法来增大浮力，知道如何描述轮船的大小。

同一艘轮船从河流驶入海里的过程中，轮船的重力__________，轮船受到的浮力__________，而F浮=ρ液ɡV排，ρ液变__________，轮船排开液体的体积变__________，轮船__________。

例4、如图5所示，若“玉林号”导弹护卫舰从大海驶入珠江，下列分析正确的是（）

A. 浮力变小，舰体上浮一些 B. 浮力变大，舰体下沉一些

C. 浮力不变，舰体下沉一些 D. 浮力不变，舰体上浮一些

环节三

（二）潜水艇

潜水艇能潜入水下，在上浮和下潜过程中排水体积如何变？浮力如何变？它是怎么工作的呢？

实验：我们用潜水艇模型来模拟潜水艇，观察模型抽气和打气时的水量的变化和浮沉情况。

现象：抽气时，水逐渐进入管中，管子下沉;打气时，管中的水被排出，管子上浮。

【讲解】潜水艇两侧有水舱，当水舱中充水时，潜水艇重力增大，就逐渐潜入水中;当水舱充水使重力等于浮力时，潜水艇就可悬浮在水中;当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇變轻，就可以上浮了。（在潜水艇上浮或下潜时将潜水艇模型拿出水面，并比较水的多少）。

环节四

（三）气球和飞艇

请同学们阅读P59页后完成下列问题：

气球里充的是密度比空气______（选填“大”或“小”）的气体来升空。高空探测气球充的是______，热气球充的是被加热器加热的密度比空气______（选填“大”或“小”）的空气来升空的。飞艇充的是______气。

环节五：

这节课我们学习了物体的浮沉条件及应用方面的知识，我们来总结一下我们所学的内容有哪些？

一、物体的浮沉条件

二、浮沉条件的应用

效果分析

本节课应用复习方法，使学生的知识形成系统，让学生观察物体在水中的状态，认识到物体会上浮、下沉、悬浮等状态，利用二力平衡的条件分析出物体处于以上状态的原因，通过推导、实验等方法分析总结出物体处于以上状态时物体、液体密度之间的关系，利用以上知识分析轮船、潜水艇、热气球实现浮沉的原理，通过讨论提高了学生的交流能力，通过自己观察、动手实验来掌握知识，突破了重点、难点，充分体现了以“学生为主体，教师为主导” “兴趣是最好的老师”的设计理念。

参考文献：

[1]中华人民教育共和国教育部.物理新课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2012：1.

[2]中华人民教育共和国教育部.八年级物理课本[M].北京：人民教育出版社，2013：6.

[3]刘福利.鼎尖教案[M].吉林：延边教育出版社，2015：9.

（作者单位：云南省曲靖市麒麟区第七中学）