10.5《跨学科实践：潜艇》课件----2024-2025学年教科版物理八年级下学期

跨学科实践：潜艇 第5节 第十章 流体的力现象 教科版（2024）初/中/物/理——八年级下册 ————————————————————— 学习目标 难点 重点 1.能够利用物体的沉浮条件解释潜艇的工作原理。 2.了解军用核潜艇的基本结构和中国潜艇的发展史，培养爱国主义精神，增强民族自豪感。 3. 制作简易模型潜艇，在班级里展示，并与同学、老师交流，进行改进。 新课引入 隐入深海 70多年来，在党的领导下，人民海军潜艇部队从无到有，从弱到强，不断发展壮大，一代代潜艇人跟党走、铁血闯大洋，用一道道向远向深的静谧航迹，铸就了坚不可摧的“水下钢铁长城”。 潜艇这样的庞然大物是怎样在水中实现上浮、下沉的呢？ 温故知新——物体的沉浮条件 图示 物体的状态 G物与F浮的关系 ρ物与ρ液的关系 上浮 悬浮 漂浮 下沉 沉底 F浮 ＞ G F浮 = G F浮 < G F浮 < G F浮 = G ρ液 ＞ρ物 ρ液 ＞ρ物 ρ液 < ρ物 ρ液 <ρ物 ρ液 = ρ物 一、潜艇的沉与浮 观看视频，与同学讨论潜艇是如何实现上浮与下沉的。 知识构建 ① ② ③ 上浮过程 ①→②：打开进气阀门，使高压空气进入潜艇两侧的水舱，将水排出，艇重变小，F浮＞G，潜艇上浮，最终水舱里的水被排空，潜水艇漂浮在水面上，此时，F浮＝G 。 下沉过程 ②→③：打开进水阀门，使水流进水舱，艇重变大，F浮＜G，潜水艇下沉。 一、潜艇的沉与浮 原理 原 理 潜艇是通过人工的方法排水、吸水，来改变潜艇自身所受的重力，从而达到上浮和下沉的目的。 中国海军372潜艇遭遇海水断崖后，凭借准确的指令和默契的配合，利用180s的时间成功自救并完成了演练任务。自潜艇发明以来，只有中国海军遇到海水断崖并成功自救，这是世界唯一的一例。 中国海军372潜艇遭遇海水断崖 一、潜艇的沉与浮 在水面时 在水下时 如果F浮＞G，潜艇自动下沉，浸入在水中的体积增大，浮力增大，达到新的平衡；反之，如果F浮<G,则潜艇会自动上浮，浮力减小，达到新的平衡。因此，水面的潜艇在一定范围内具有自动调整平衡状态的能力。 不同区域海水密度不同，浮力不同。此时，精准调整潜艇水舱中的水量，改变潜艇自身的重力，使之与浮力相等，才能保持悬浮状态。 一、潜艇的沉与浮 二、军用潜艇 核潜艇在现代战争中的地位 隐蔽性 特种作战 侦察与监视 突袭能力 反潜作战 威慑能力 核潜艇的基本结构 核潜艇的基本内部结构（可下载关联视频） 结合课本上核潜艇的基本结构图，你能找到它的动力系统、武器系统和“眼睛耳朵” 吗？ 动力系统：核反应堆、涡轮机、马达和螺旋桨等 武器系统：导弹、鱼雷等 眼睛耳朵：潜望镜、声呐、雷达等 二、军用潜艇 三、潜艇模型制作比赛 1.生活舱和水舱独立分开。 2.生活舱与设备舱大于水舱。 1.完成从水面下潜到指定位置悬浮。 2.完成从水下上浮到指定位置悬浮。 带盖的大、小饮料瓶各两个、配重物、注射器，塑料管、胶枪（包括热熔胶）、剪刀、透明胶等。 制作要求 比赛任务 制作材料 展示、交流与讨论 1.各小组介绍潜艇的设计思路，展示设计图纸和制作的潜艇，交流存在问题和需要改进的地方。 2. 参照以下评价表，设计自己的评价表，对实践活动进行评价。 小组名称 时间 评价指标 评价等级 总评 实现沉浮 吸排水 艺术性 展示交流 说明：评价等级用 表示，等级从低到高分为3级，分别为 、 评价表 样例展示 知识迁移 1.控制潜艇的沉浮与上一节教材中控制鸡蛋的沉浮采取的方式有什么不同？ 控制鸡蛋的浮沉是通过改变液体的密度从而改变鸡蛋受到的浮力来实现的。控制潜艇的沉浮是通过改变潜艇自身的重力来实现的。 2.在学校举办的“自主创新实验”活动中，创新小组制作了如图所示的沉船打捞模型，用注射器通过胶管向“浮筒”中充气或从“浮筒”中抽气，就可以使“浮筒”上浮或下沉。若将“浮筒”从如图所示的位置上浮直至露出水面，从而带动沉船上浮（胶管在水中的体积变化忽略不计）。下列分析正确的是（ ） B A．“浮筒”上浮过程中所受的浮力逐渐变大 B．“浮筒”露出水面过程中排开水的重力逐渐变小 C．“浮筒”是通过改变自身体积实现上浮和下沉 D．当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气，其所受重力等于浮力 当浮筒完全浸没入水中，浮筒在上浮过程中所受的浮力不变，故A错误；“浮筒”露出水面过程中排开水的体积变小，故受到的浮力变小，故B正确；由浮沉原理可知，向“浮筒”中充气把里边的水排出，浮筒自身重力减小，或从“浮筒”中抽气，水进入浮筒，浮筒的自身重力增大，就可以使“浮筒”上浮或下沉，是靠改变“浮筒”的自身重力实现上浮或下潜。故C错误；当“浮筒”处于悬浮状态时向外抽气，使水进入浮筒，其所受重力增大排开水的体积不变，故受到的浮力不变，重力大于浮力，故D错误。 知识拓展 中国核潜艇之父——黄旭华 花甲痴翁志探龙宫， 惊涛骇浪乐在其中。 ——黄旭华 黄旭华简介 黄旭华（1926 年 3 月 12 日 - 2025 年 2 月 6 日），广东汕尾人，被誉为 “中国核潜艇之父”。他早年求学辗转多地，1949 年毕业于上海交通大学。1958 年投身核潜艇研制，隐姓埋名 30 年，带领团队攻克诸多技术难题，于 1970 年成功研制出中国第一艘核潜艇，使我国成为世界上第五个拥有核潜艇的国家。1988 年，他亲自参与核潜艇极限深潜试验。黄旭华一生为中国核潜艇事业鞠躬尽瘁 ，荣获 “共和国勋章” 等多项荣誉 。 中国潜艇发展史 613型潜艇 R级633型潜艇 参照苏联R级潜艇 第一代常规动力潜艇 035改进型潜艇 宋级潜艇 元级潜艇 汉级潜艇 夏级潜艇 知识小结 军用潜艇 潜艇的沉与浮 制作潜艇模型 上浮过程：打开进气阀门，使高压空气进入潜艇两侧的水舱，将水排出，艇重变小，F浮＞G，潜艇上浮，最终水舱里的水被排空，潜水艇漂浮在水面上，此时，F浮＝G 。 下沉过程：打开进水阀门，使水流进水舱，艇重变大，F浮＜G，潜水艇下沉。 原理：潜艇是通过人工的方法排水、吸水，来改变潜艇自身所受的重力，从而达到上浮和下沉的目的。 制作要求、比赛任务、制作材料。 展示、交流与讨论。 ①核潜艇在现在军事中的地位。 ②核潜艇的基本结构。 跨学科实践 ： 潜艇 $$