第十章 流体的力现象 章末复习与提升 作业设计-2024-2025学年物理教科版八年级下册

《第十章》流体的力现象 设计教师 张佳慧 一、教学目标 【物理观念】理解浮力的产生条件和阿基米德原理。掌握流体压强与流速的关系 【科学思维】能用受力分析解释浮沉现象。通过数学推导解决浮力相关问题 【科学探究】设计实验探究浮力大小的影响因素。分析实验误差并提出改进方案 【科学思维与责任】关注物理技术在工程中的应用（如深潜器、飞机设计）。传承科学文化（如传统打捞技艺） 二、知识点梳理 三、知识点与作业题目对应表 知识点 目标要求 习题 类型 习题 数量 难易程度 （易 适中 难） 伯努利原理 理解流体压强与流速的关系 应用伯努利原理解释现象 选择题 填空题 2 易 浮力的施力物体 理解浮力的定义，识别生活中的浮力现象 选择题 填空题 2 易 称重法测量浮力 能用称重法浮力公式进行计算 选择题 填空题 3 易、适中 阿基米德原理 会应用F浮=ρ液gV排计算 计算题 2 适中 浮沉条件 理解物体的沉浮条件，能根据物体的受力情况判断沉浮状态 填空题 2 适中 连通器应用 识别连通器的工作原理 选择题 1 易 浮力影响因素 了解浮力大小的影响因素并能通过实验进行探究 实验题 1 适中 跨学科综合运用 融合材料科学、流体力学等 结合古法打捞与现代浮力计算 计算题 2 难 巩固性作业 1.乒乓球漂浮于水面上，乒乓球所受浮力的施力物体是（　　） A．空气 B．乒乓球 C．水 D．盛水容器 2.下列实例中，利用连通器原理工作的是（　　） A．吸尘器 B．温度计 C．注射器 D．船闸 3.如图1，是2024年2月20日中国客机C919在新加坡航展展出的情景，它向公众呈现了中国大飞机事业的阶段性成就。飞机飞行时，以 （选填“地面”或“机翼”）为参照物，飞行员是静止的；飞机能够升空，是因为机翼上方的空气流速比下方的 （选填“快”或“慢”），从而产生了较大的升力。 图1 4.如图2所示，物体漂浮在液面上，是由于（    ） 图2 A．物体受到的重力小于浮力 B．物体的密度大于液体的密度 C．物体受到的重力等于浮力 D．物体排开液体的体积大 5.浸在液体（或气体）中的物体受到向 的力，这个力叫作浮力；方向： ；施力物体： 。 6.一物体在弹簧测力计下，示数为8N，当它浸入水中时，示数为3N，此时物体所受的浮力为（　　） A．3N B．5N C．8N D．11N 拓展性作业 7.在弹簧测力计下竖直挂一物体，当物体浸入水中 体积时，弹簧测力计示数为3.5N；当物体浸入水中一半体积时，弹簧测力计示数为1N，物体的重力是（　　） A．12N B．10N C．7N D．6N 8.利用鸬捕鱼是我国传承千年的古老技艺。如图3所示，当捕到鱼的鸬从水中跳到渔船上时，下列关于渔船说法正确的是（　　）    图3 A．排开水的质量不变 B．受到的浮力变大 C．船底受到的液体压强变小 D．所受浮力始终大于船及所载物的总重力 9.在水中，鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图4所示。木头受到的浮力 它自身的重力，鱼受到的浮力 它自身的重力，石头受到的浮力 它自身的重力。（均选填“大于”“小于”或“等于”） 图4 10.如图5所示，取一个瓶口内径略小于乒乓球的矿泉水瓶，去掉底部，把一只乒乓球放到瓶口处，然后向瓶内注水，会发现乒乓球并未浮起，在水面下降过程中，乒乓球受到水的压强在 （选填：“增大”、“不变”或“减小”），若堵住瓶口，不久就可观察到乒乓球上浮起来，再也回不到水面以下；但在空间站里，王亚平可将一个乒乓球用吸管压入水中，使其保持在水面以下如图所示，此时乒乓球 （选填：“受”或“不受”）浮力。 图5 11.如图6为2023年阿布扎比国际海事防务展，中国船舶工业集团有限公司展台大屏幕展示的一款超大型无人潜航器。当它潜入海面下1km深处受到海水的压强是 Pa，潜航器1cm2的面积上受到的海水压力为 N。若继续下潜到2km处，所受的浮力将 （填“变大”、“不变”或“变小”）。（ ， ） 图6 12.先用弹簧测力计测出物块在空气中的重力G；再测出物块浸在液体中时测力计的示数F拉；物块浸在水中时所受的浮力F浮= N。如图所示，物体浸没在盐水中时，受到的浮力大小为 N；从图7乙、丙可知，浮力的大小与液体的 有关。 图7 探究性作业 13.某同学受“怀丙打捞铁牛”故事的启发，设计了如下“打捞”过程：如图8甲所示，金属块A 部分陷入淤泥内，轻质小船装有18N的沙石，细绳将金属块A和小船紧连，细绳对小船的拉力为2N，水面刚好与船的上沿相平（水未进入小船内）；将小船内所有沙石清除后，金属块A被拉出淤泥静止在水中，如图9乙所示。已知金属块A的体积为2×10-4m3，ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，小船的质量、细绳的质量和体积忽略不计。 图8 (1)物理原理；用两只大船装满沙石，此时船所受浮力 （选填“大于”“等于”或“小于”）船和沙石的重力，再把铁牛系到船上，慢慢地去掉船上的沙石，船将 （选填“静止”“上浮”或“下沉”），从而把陷进泥沙中的铁牛拉上来； (2)如图甲，求此时小船受到的浮力 ； (3)如图乙，小船露出水面的体积占船体积的 ，求金属块A的重力 。 14.小明利用如图所示的装置在“探究浮力大小与哪些因素有关”。他选用一个实心物块、弹簧测力计、水和盐水等进行探究。 图9 (1) 、B两图中，弹簧测力计示数的变化量等于物体所受 的大小。 (2)小明猜想物块在水中受到的浮力大小可能与它浸没的深度和浸入水中的体积有关，根据图A、D、E可知，物块在水中受到的浮力与 无关； (3)图C中，物块下表面受到液体的压力为 N。 (4)小明用图中的数据算出了F图中液体的密度为 ；如果在实验F中不小心使物体接触到了容器底且与容器有力的作用，则此时计算出的液体密度值将 （选填“偏大”或“偏小”）。 (5)小明又设计了如图G所示的装置测量木块的密度：往容器中缓慢加水，当木块的一半体积浸入水中时，拉力传感器的示数为 ；继续往容器中加水，当木块完全浸没时，拉力传感器的示数为 。若水的密度为 ，则木块的密度 （请用 、 、 来表示）。 15.跨学科实践 中国载人深潜新坐标——“奋斗者号” 随着我国无数海洋人的努力和探索，“奋斗者号”载人深潜器于2020年11月28日成功潜入海底10909米，再次向世界展示中国力量！“奋斗者号”两侧配有压载铁，通过改变其数量来控制“奋斗者号”的下沉、上浮或悬停。（设海水的密度 ， ） 图10 (1)若海水的密度均匀，“奋斗者号”在从水面下10米下潜至深度为10000m的过程中，所受海水的压强逐渐 ，所受浮力 （选填“变大”、“变小”或“不变”）； (2)“奋斗者号”加速下沉时，其所受浮力 重力（选填“大于”、“小于”或“等于”），若在经过某一密度均匀的海水区域时，迅速抛掉部分压载铁，使其所受浮力等于重力（不考虑海水的摩擦阻力），则“奋斗者号”将 下沉； (3)“奋斗者号”的外壳用的是Ti62A钛合金，相对于普通钢而言，这种材料应具有 大的特点；（选填“密度”或“硬度”） (4)若“奋斗者号”体积为 （不包括压载铁），最大负载时总质量为22吨（不包括压载铁），当抛卸其中部分压载铁，只剩下2块时，可使“奋斗者号”处于悬浮状态，每块铁块的体积为 ，才能使“奋斗者号”最大负载时实现悬浮静止状态； (5)如图乙为某作业区内海水的密度 随海水垂直深度h变化的图线，海水密度的垂直分布主要是由盐度决定，其他因素的影响可忽略。装载着潜水器的轮船在作业区域，将潜水器用钢缆吊起浸没水中直至悬停在水中时，松开钢缆，潜水器刚好匀速下沉，则下沉过程中，潜水器速度最大位置为 ； A．A点　　B．B点　　C．C点　　D．D点 四、设计意图 本课时作业主要在学习了第十章流体的力现象相关知识的基础上设计的，共15道练习题，主要从三个层次来完成教学目标。 巩固性作业：第1题考查学生对浮力产生的理解，辨析浮力的施力物体，从而提升理解浮力的本质是流体对物体的作用力的观念素养。第2题结合实际实例，引导学生从生活现象出发，区分连通器原理的应用场景，增强学生分析装置工作原理，建立物理模型的“科学思维”素养，学会用物理原理解释生活现象。第3题结合国产大飞机情景考察伯努利原理，从而激发学生民族自豪感，将机翼形状与升力产生机制相关联，从而完成对学生科学态度及价值观的提升。第4题以具体的漂浮现象为载体，推理密度关系，强化科学探究的思维。第5题系统梳理浮力属性使学生形成完整的浮力概念，增强物理观念。第6题通过称重法计算浮力，培养学生运用数学知识解决物理问题的能力。 拓展性作业：第7题通过两次浸入体积建立浮力方程组，锻炼学生的数学建模能力，训练学生将物理问题转化为数学方程，并求解未知量。第8题结合传统文化（鸬鹚捕鱼），分析渔船在鸬鹚跳上船后的浮力变化，动态分析浮力与排开液体体积的关系，有效提升学生对知识的综合运用能力和逻辑思维能力。第9题考查学生沉浮条件的深入理解，对比漂浮（木头）、悬浮（鱼）、沉底（石头）三种状态的浮力与重力关系，培养学生在复杂情境中运用物理知识解决问题的能力，深化对浮力概念的理解。第10题通过对比地面与太空（空间站）中乒乓球的浮力现象，突破"浮力依赖重力"的思维定式，引导学生质疑常识，培养学生批判性思维。第11通过国之重器（无人潜航器）渗透科技强国意识，强化学生"浮力与浸没深度无关"的物理观念。第12题通过图像（图7乙、丙）直观呈现数据，降低信息提取难度，但需学生自主总结规律，掌握控制变量法，培养数据对比分析能力，为实验设计题（如第14题）铺垫。 探究性作业：第13还原宋代"怀丙捞牛"方案，通过沙石卸载与浮力变化实现沉船打捞。通过填空题强化原理认知（"等于→上浮"），并且学生需综合浮力公式与受力分析，计算金属块重力，考查综合应用能力。第14题通过四层探究（称重法原理、证伪"深度影响浮力"、压力计算、误差分析），完成完整科学探究流程，培养科学探究精神和物理批判性思维。 跨学科作业：第15题以"奋斗者号"为背景，同时涵盖工程计算、材料特性与爱国主义教育，让物理知识"活"在解决问题的过程中。 五、评价标准 新课程标准指出：要构建新的评价体系才能全面反映学生认知水平，促进评价主体地多元化，将教师评价、自我评价、学生之间的相互评价相结合，加强学生自我评价和学生之间的相互评价。所以本次作业我主要采取自评、生生互评、师评三种形式组合的方式。 1.自评与参考答案 题号 答案 做错原因 教师评价 1 C 2 D 3 机翼 快 4 C 5 上 竖直向上 气体或液体 6 B 7 D 8 B 9 等于 等于 小于 10 减小 不受 11 1x107 1000 不变 12 1 1.1 密度 13 等于 上浮 20N 14N 14 (1)浮力(2)深度(3)0.2 (4) 偏大(5) 15 变大 不变 小于 匀速 硬度 2 C 2.学生互评 本课时第14-15题主要是依靠学生讨论交流得出结果，并在小组内展出。通过学生之间相互评价，增强学生的语言表达能力、逻辑推理能力。能够在点评他人作业中积累经验，发现自己的不足，提高自己解决问题的能力。 3.师评 通过学生作业的批改和学生的自我评价获得信息，了解学生对本单元知识的掌握程度和存在的问题，帮助教师进行总结与反思，调整和改进教学内容与方法。 学科网（北京）股份有限公司 $$