4 沉与浮 教学设计-2024-2025学年八年级物理下册教科版

《沉与浮》教学设计 一、教学目标 【物理观念】了解物体的沉浮条件；能用物体的沉浮条件解释海洋生物控制 沉浮的现象；能解释如何控制物体的沉浮来进行打捞、盐水选种等。 【科学思维】能运用沉浮条件分析打捞中山舰等实际问题，提出自己的见解， 并获得结论，培养科学推理能力；能在推理时引用证据，具有使用科学证据的意 识。 【科学探究】能基于观察和实验，提出影响物体沉浮状态因素的科学探究问 题；在探究物体的沉浮条件中，能制订初步的实验方案；能通过比较和分析物体 的受力情况，得出物体的沉浮条件。 【科学态度与责任】通过对物体沉浮条件的学习，知道沉浮条件的研究需要 观察、实验和推理；具有探究物体沉浮条件的兴趣，在探究和运用的过程中具有 严谨认真、实事求是的科学态度；了解我国古代就有将浮力应用于生产生活的实 例，如独木舟、郑和下西洋大型舰队、孔明灯、浮船打捞等，为中华民族的科技 成就感到自豪。 二、教学重难点 （一）教学重点 物体的沉浮条件。 （二）教学难点 应用沉浮条件解释日常生活中的问题。 三、教学过程 （一）新课引入 师：2020 年 11 月 10 日，我国载人潜水器奋斗者号在马里亚纳海沟成功坐 底，坐底深度 10 909m。奋斗者号是我国自主研发的万米载人潜水器，它的成功 下潜和对应的科考活动都具有深远的历史意义。 师：奋斗者号是如何在一万多米的深海区域实现沉与浮的？带着这个问题进 入我们今天的学习。 设计意图：使学生在倾听与观看的同时进入老师创设的情境，顺利融入课堂。 （二）新课教学 问题一：物体的浮沉条件 1 ．演示实验 师：首先，老师给大家演示一个神奇的实验。三个外观相同的乒乓球，同时 按入水中。松开手后，请同学们观察乒乓球的浮沉情况。 学生观察乒乓球的几种浮沉状态，思考为什么乒乓球会出现不同的浮沉现象。 教师介绍悬浮、下沉、上浮、漂浮的概念。 师：请同学们猜想一下，三个乒乓球可能有什么区别？ 2 ．受力分析 师：请同学们在学案上完成对不同乒乓球的受力分析，并总结物体的浮沉条 件。 学生在学案上对不同的乒乓球进行受力分析，分析不同状态下乒乓球所受重 力与浮力的大小关系，并总结浮沉条件。 师：通过受力分析，你们觉得物体的浮沉条件是什么？ 3 ．纠错解惑 师：有同学认为“上浮的物体受到的浮力大，下沉的物体受到的浮力小 ”， 你认同吗？ 教师展示小泡沫、大石块在水中的浮沉实验，并请学生对其进行受力分析。 学生观察实验，分析出上浮的泡沫受到的浮力反而小，下沉的石头受到的浮 力反而大一些。 教师强调，物体的浮沉取决于物体受到的重力与浮力的大小关系，而不是单 纯由其中一个力决定的。 总结：物体的浮沉由物体受到的重力与浮力二者的大小关系决定。 设计意图： 纠正学生的片面认识。 问题二：改变物体的浮沉状态 1 ．实验探究 师：同学们已经知道了物体的浮沉条件，那么我们能否改变物体在液体中的 浮沉状态呢？ 老师给大家提供了小泡沫、大石头、水槽、蜡烛、木块、铁块、玻璃杯等物 品，请同学们把实验物品浸没入水中，观察哪些上浮，哪些下沉。 学生操作、观察并汇报结果。 接下来，以小组为单位进行思考讨论：怎样使上浮的物体沉下去？怎样使下 沉的物体浮起来？大家群策群力，互相帮助，一起动手进行实验，并总结你们的 实验方法。 小组合作，进行实验探究，并在学案上记录自己的实验方法。 2 ．实验总结 请学生代表展示所在小组的实验，教师引导学生分析实验方法： 通过改变物体的重力或改变物体受到的浮力（改变ρ液或改变 V 排），从而改变 物体所受重力与浮力的大小关系，进而改变浮沉状态。 小组代表汇报实验过程，如牙膏皮做成空心，铝箔纸叠成船状，向水中加盐 使下沉的物体上浮，给小玻璃杯灌水使其下沉等。 3 ．密度关系分析 师：结合同学们的实验可知，通过改变ρ液能改变物体的浮沉状态。另外，改 变物体的重力，相当于改变了物体的平均密度，这种方法也可以改变物体的浮沉 状态。那么，物体的浮沉状态与ρ物和ρ液之间有没有关系呢？ 实验：把泡沫、蜡烛、木块、石块、铁块浸没入水中，松手后观察现象。 思考：上浮的物体的密度ρ物与水的密度ρ液之间是什么关系，下沉的物体的密 度ρ物与水的密度ρ液之间是什么关系？ 学生结合上浮的物体受到的重力与浮力的大小关系，得到上浮时ρ物与ρ液 的关 系，进而得到悬浮及下沉时ρ物与ρ液 的关系。 设计意图 ：使学生认识到浮沉状态也可以从密度角度进行分析。 通过刚才的学习，同学们已经知道了物体的浮沉条件以及改变物体浮沉状态 的方法。那么，同学们想通过这节课的学习解决什么问题或者实现什么愿望呢？ 接下来，我们就利用所学的知识学习轮船、气球和飞艇的原理。 问题三：物体浮沉条件的应用 1 ．轮船的原理 师：钢铁的密度大于水或海水的密度，可钢铁做成的轮船为什么能漂浮在水 面上呢？ 生：做成空心，增大排水体积，增大浮力。 师：做成空心就能够增大排水体积吗？ 实验：把牙膏皮分别捏成实心和做成空心后放入水中，验证空心的牙膏皮可 以增大排水体积。 学生结合不同形状牙膏皮的浮沉情况对比，认识轮船漂浮的原理。 教师：轮船有一个重要指标——排水量，请同学们课后深入了解排水量的知 识。 2 ．气球、飞艇 通过前面的学习，我们已经知道了如何实现“下五洋捉鳖 ”的愿望。那么， 怎样实现“上九天揽月 ”的梦想呢？ 教师演示：用酒精灯加热塑料袋里的空气，松手后，塑料袋飞了起来。 分析：再怎样改进一下装置，我们就可以飞上天了？除了加热空气外，还有 其他办法吗？ 学生思考改进措施，如做得更大，换成其他材料，加上吊篮，充入氢气或氦 气等。 总结：使热气球或飞艇升空的最好办法——充入密度小于空气的气体。 3. 打捞“南澳一号 ” 打捞“南澳一号 ”沉船曾是我国2010 年海底打捞重点工程。如果你是负责 的总指挥，你准备采取什么方法进行打捞呢？ 学生分小组进行讨论。 师生共同聆听各小组代表汇报的方案。 教师介绍当代打捞沉船的一种重要方法——浮筒打捞。 实验演示：浮筒打捞沉船模型。 教师强调：将知识运用于生活问题解决时，要充分考虑理论的可实施性，寻 找最佳方法。 设计意图： 了解浮筒打捞沉船的方法。 奋斗者号潜水器要想完成沉与浮，离不开自身携带的压载铁。奋斗者号共装 配四块压载铁，总重量将近 2 吨。下潜时，借助四块压载铁和顶部水箱注满的海 水，潜水器加速下沉。当即将抵达预定深度时，可以抛掉一块压载铁，让潜水器 在深海处于悬浮状态从而进行高效作业。完成海底作业后，潜水器会抛掉第二块 压载铁，使得所受的浮力大于自身重力，在浮力的作用下开始上浮返航。 （三）课堂小结 通过今天的学习，我们了解了天上飞的热气球、飞艇，水上航行的轮船，水 下的奋斗者号的浮沉原理。物理源于生活，并应用于生活，希望同学们始终保持 对物理的热爱，学好物理知识，为人类发展做出更大的贡献。 学科网（北京）股份有限公司 $$