9.3　物体的浮沉 ----2024-2025学年沪粤版物理八年级下学期

9.3　物体的浮沉 第1课时　物体的浮沉条件 物理观念:知道物体的浮沉条件,会根据浮沉条件判断物体的浮沉;能根据二力平衡条件和力与运动的关系描述物体的浮沉条件。 科学思维:通过分析物体在液体或气体中的受力情况,推导出物体的浮沉情况;通过物体的浮沉条件和阿基米德原理,推导物体密度和液体密度的关系。 科学探究:通过观察和实验,认识物体的浮沉条件。 科学态度与责任:通过教学活动,激发学生的学习兴趣;通过探索物理现象,揭示隐藏在其中的物理规律,并将其应用于生产和生活实际,培养学生终身的探索乐趣、良好的思维习惯。 教学重点:物体在液体里浮沉的几种基本状态及对应条件。 教学难点:根据物体的浮沉条件分析实际问题。 教师演示:鸡蛋、浓盐水、清水、烧杯等。 学生实验:鸡蛋、浓盐水、清水、烧杯、石块、木块、曲别针、乒乓球等。 教学环节 设计意图 一、创设情境　导入新课 1.复习导入:请复述阿基米德原理,回忆其表达式。 2.情境导入:让学生将石块﹑木块﹑曲别针﹑乒乓球等放入盛水的烧杯中,通过观察,学生会发现木块﹑乒乓球漂浮,而石块﹑曲别针却沉入杯底。 教师设疑:“浸入液体中物体都会受到浮力,为什么乒乓球会浮在水面,而石块却沉入水底,物体的浮沉由什么决定?” 通过观察不同物体的浮沉,激发学生的探究兴趣 二、新课讲解　探究新知 探究点一　物体的浮沉条件 学生分组完成“活动　让鸡蛋像潜艇一样浮沉”,并对鸡蛋的每种状态逐一分析其受力情况,结合力与运动的关系分析受力的大小以及物体密度与液体密度的关系。 1.研究物体上浮的条件 用手将鸡蛋压在浓盐水中,使鸡蛋浸没在浓盐水中,松手后观察到鸡蛋上浮。 问题:鸡蛋上浮时的受力情况及物体密度与液体密度的关系如何? 提示:鸡蛋只受重力和浮力的作用,根据力与运动的关系,满足F浮>G物,即ρ液gV排>ρ物gV物,此时物体排开液体的体积V排等于物体的体积V物,所以ρ液>ρ物。 通过常见的鸡蛋在不同密度的盐水中的浮沉的情况,总结出物体的浮沉条件 2.研究物体漂浮的条件 随着鸡蛋上浮,鸡蛋最终漂浮在浓盐水中。 问题:鸡蛋漂浮时的受力情况及物体密度与液体密度的关系如何? 提示:鸡蛋只受重力和浮力的作用,根据二力平衡的知识,满足F浮=G物,即ρ液gV排= ρ物gV物,此时物体排开液体的体积V排小于物体的体积V物,所以ρ液>ρ物。 3.研究物体悬浮的条件 将清水缓缓倒入浓盐水中,并轻轻地搅拌,随着盐水密度的减小,鸡蛋排开的液体的体积也随之增大,鸡蛋由漂浮状态慢慢变为悬浮状态,此时鸡蛋浸没在盐水中。 问题:鸡蛋悬浮时的受力情况及物体密度与液体密度的关系如何? 提示:鸡蛋只受重力和浮力的作用,根据二力平衡的知识,满足F浮=G物,即ρ液gV排=ρ物gV物,此时物体排开液体的体积V排等于物体的体积V物,所以ρ液=ρ物。 4.研究物体下沉的条件 继续倒入清水,鸡蛋下沉。 问题:鸡蛋下沉过程中的受力情况及物体密度与液体密度的关系如何? 提示:鸡蛋仍然只受重力和浮力的作用,根据力与运动的关系,满足F浮<G物,即 ρ液gV排<ρ物gV物,此时物体排开液体的体积V排等于物体的体积V物,所以ρ液<ρ物。 5.研究物体沉底时的情况 问题:鸡蛋沉底时的受力情况及物体密度与液体密度的关系如何? 提示:鸡蛋受到重力、浮力和杯底的支持力的作用,根据力与运动的关系,满足F浮+F支=G物,即F浮<G物,ρ液gV排<ρ物gV物,此时物体排开液体的体积V排等于物体的体积V物,所以ρ液<ρ物。 教师点拨:浸在液体中的物体,其浮沉取决于它所受到的浮力和重力的关系。 (1)从浮力与重力的大小关系讨论 序号 上浮 下沉 悬浮 漂浮 沉底 浮沉条件 F浮>G F浮<G F浮=G F浮=G F浮+F支=G 受力图示 (2)从密度的大小关系讨论(除④外,物体均浸没) ①物体下沉:ρ物>ρ液,V排=V物 ②物体上浮:ρ物<ρ液,V排=V物 ③物体悬浮:ρ物=ρ液,V排=V物 ④物体漂浮:ρ物<ρ液,V排<V物 ⑤物体沉底:ρ物>ρ液,V排=V物 注意:ρ物指物体的密度。 课堂练习: [例]小亮用手将一个重为4 N、体积为5×10-4m3的物块浸没在水中,放手后物块最终(g取 10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)(A) A.漂浮,所受的浮力为4 N B.悬浮,所受的浮力为5 N C.悬浮,所受的浮力为4 N D.沉底,所受的浮力为5 N 通过习题的解析,熟悉物体浮沉条件的应用 三、归纳概括　课堂小结 学生讨论发言,梳理本节知识要点(“课堂小结”内容见PPT课件)。 培养学生归纳总结的意识和能力 【板书设计】 9.3　物体的浮沉 第1课时　物体的浮沉条件 【当堂评价】 见PPT课件 【作业设计】 见《导与练》夹册《课后分层作业》 【教学反思】 本节内容为物体的浮沉条件,内容少,但是难度较大,如果用传统的讲授、灌输的方法进行教学,虽然学生在短时间内能记住这些知识,但缺少了体验和感悟的过程,一段时间后很容易忘记,并且无法培养学生养成自己分析问题、解决问题的能力。因此,在设计这节课时,我的指导思想是不仅要使学生记住并理解书本上的有关知识,更要关注学生学习过程中的主动参与情况。通过学生在各个教学环节中的合作和参与,使其在实验的过程中感悟其中所蕴含的科学方法,并体验获得物理知识的快乐。 通过本节课的教学,预设教学目标基本已经达到,需要改进的是,应该给学生更多的机会展示自己,让他们多自主探究,像教师一样走上讲台讲解对例题的分析过程,这样更容易把握知识。每一道题目或者问题给出后,还可以给学生多留一些思考时间,充分发挥学生的参与性,效果应该会更好。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 9.3　物体的浮沉 第2课时　浮沉条件的应用 物理观念:知道物体的浮沉条件在生产生活中的应用。 科学思维:能应用浮沉条件解释简单的物理现象。 科学探究:通过观察和实验,认识物体的浮沉条件的具体应用。 科学态度与责任:培养学生应用物理知识解决实际问题、为社会服务的科学态度与责任。 教学重点:浮沉条件的实际应用。 教学难点:辨析实际事例中的浮沉条件。 教师演示:氢气球、橡皮泥、潜艇模型、浮沉子、清水、烧杯、水槽、密度计等。 学生实验:氢气球、橡皮泥、潜艇模型、浮沉子、清水、烧杯、水槽、塑料袋、铁架台、酒精灯等。 教学环节 设计意图 一、创设情境　导入新课 视频导入:播放有关潜艇和热气球的视频。 引导学生思考:潜艇是如何实现上浮和下沉的,热气球是如何升空的? 教师:学习了今天的内容我们就知道了。 通过视频,引发学生思考,激发学生求知欲 二、新课讲解　探究新知 探究点一　潜艇 学生分组实验:如图所示,用注射器、试管、胶管、短玻璃管等器材提前制作好潜艇模型,把模型浸在水中,从管中抽气,模型将怎样运动?向管中打气,模型又会怎样? 学生:抽气时,水逐渐进入“潜艇”中,“潜艇”下沉。打气时,“潜艇”内的水被排出,“潜艇”上浮。 师生共同归纳:潜艇是靠改变自身的重力实现上浮和下潜的。 播放视频“潜艇的浮沉”。 学生阅读课本P112~113关于潜艇的内容,加深对潜艇原理的理解,了解我国核潜艇的发展。 利用潜艇模型演示潜艇工作原理,加深学生的理解 课堂练习: [例]潜艇能潜入水下航行,进行侦察和袭击,是一种很重要的军用舰艇。潜艇的艇身装有水舱,可以通过改变水舱内气压的方式进行充放水,从而改变自身重力实现上浮下潜。下列说法正确的是(C) A.潜艇上浮时,要向水舱充水 B.潜艇下潜时受到的浮力大于重力 C.潜艇受到的浮力等于重力时,可以悬浮在水中 D.潜艇漂浮在水面上时,浮力小于重力 探究点二　探测气球和浮筒 1.课件展示探测气球的图片。组织学生自学课本,然后分小组讨论探测气球的工作原理。 提示:气球内部充有密度比空气小得多的氢气,使浮力大于重力而升空;降落时,打开气球顶部的放气阀门,释放掉部分氢气,使气球体积缩小,所受浮力随之减小,气球就会缓缓地落回地面。 拓展:课件展示热气球图片,热气球为什么能升空呢?用塑料袋、铁架台和酒精灯演示热气球升空的实验。分析为什么加热后塑料袋能升空? 学生:在加热过程中气囊中气体受热膨胀,密度变小,则自身重力减小,当重力小于浮力时开始上升;当气囊中气体温度降低,密度增大,则自身重力变大,当重力大于浮力时下沉。 归纳:热气球是通过改变自身重力实现浮沉的。 2.学生阅读课本第P113“浮筒”的内容。 问题:浮筒的作用是什么,它是如何工作的? 学生:浮筒常被用于打捞沉船。打捞时,先在浮筒内装满水,并将其固定在沉船上,再向浮筒中输入高压空气,排出其中的水,使连成一体的沉船和浮筒所受的重力小于浮力,沉船随着浮筒上升。 课堂练习: [例]新疆的天山天池被誉为“瑶池”,乘坐热气球可以俯瞰其景色之美。如图所示的热气球,其下方开口处燃烧液化气,随着热气球内部气体温度升高,热气球体积膨胀到一定程度,便会升空。关于热气球升空的过程,下列说法正确的是(B) A.热气球内部的气体密度大于空气的密度 B.热气球排开空气的重力大于热气球的总重力 C.热气球所受的浮力大于它排开空气的重力 D.热气球所受的大气压逐渐变大 通过潜艇的考题解析,认识浮沉条件在实际生活中的应用 通过探测气球的浮沉原理,认识改变体积和所充气体的密度这种使物体实现浮沉的方法 及时练习,实时反馈学习效果 探究点三　轮船(拓展) 过渡:上一节课我们往浓盐水中加清水是通过改变液体的密度来改变鸡蛋的浮沉状态,还有没有其他方法可以改变物体的浮沉状态?教师演示:将一块橡皮泥放入水中,橡皮泥在水中下沉。如何让橡皮泥在水中漂浮呢? 学生分组设计方案“让橡皮泥在水中漂浮”,完成后展示成果。 成果展示:橡皮泥做成“空心”的“轮船”可以漂浮在水上。 教师引导总结:橡皮泥是通过增大排开液体的体积改变物体浮沉状态的。 教师点拨:和橡皮泥做成的“轮船”一样,是通过“空心”的方法,增大排开水的体积,增大浮力。 教师提醒:排水量是轮船满载时排开水的质量(m排),它等于船和货物的总质量。轮船漂浮时,浮力与轮船的总重力是一对平衡力,即F浮=G物+船,根据阿基米德原理可知,浮力等于排开水的重力,即F浮=G排水,所以轮船的总重力等于排开水的重力G排水= G物+船,m排水= m物+船,即轮船的排水量等于轮船和货物的总质量。 探究点四　密度计(拓展) 教师展示密度计图片,介绍密度计。密度计在不同的液体中均处于漂浮状态,故密度计所受浮力与自身重力相等。密度计在液体中能保持竖直状态,可以根据液面所在的位置直接读出液体的密度。 利用浮沉条件和阿基米德原理推导排水量公式,加强知识前后联系 三、归纳概括　课堂小结 学生讨论发言,梳理本节知识要点(“课堂小结”内容见PPT课件)。 培养学生归纳总结的意识和能力 【板书设计】 第2课时　浮沉条件的应用 【当堂评价】 见PPT课件 【作业设计】 见《导与练》夹册《课后分层作业》 【教学反思】 本节内容为物体的浮沉条件的应用,这也是物理知识与实际生活相结合的内容,因此教学过程中要引导学生通过船的空心结构、潜艇的自重改变、探测气球所充气体的密度小于空气密度等方面,领会浮沉条件的实际应用。将课堂的时间交给学生,让他们自主讨论、比较、分析、归纳,自主掌握知识。 学科网（北京）股份有限公司 $$