8.7 物体的浮沉条件及其应用（教学设计）-2024-2025学年北师大版物理八年级下册

该初中物理教学设计聚焦“物体的浮沉条件及其应用”，通过巩固复习浮力定义与阿基米德原理，结合木块、铁块等物体浮沉实验引入新课，衔接旧知与新知，搭建清晰的学习支架。 以实验探究为核心，用木块、潜水艇模型等器材引导学生从受力分析和密度关系推导浮沉条件，结合轮船、密度计等生活实例培养科学思维与探究能力，助力学生理解应用，也为教师提供丰富教学资源，提升课堂实效。

教案 课题 物体的浮沉条件及其应用 授课日期 教学目标 (1)物理观念:知道物体浮沉现象,能从受力分析角度判断物体浮沉状况,理解物体浮沉条件及在实际中的应用。 (2)科学思维:通过探究物体浮沉条件的实验,培养学生分析问题、解决问题的思维能力,学会运用物体浮沉条件解释浮沉现象。 (3)科学探究:经历探究物体浮沉条件的实验过程,提高学生动手操作能力和实验探究能力,培养学生的科学探究精神。 (4)科学态度与责任:引导学生关注物理知识在生活中的应用,培养学生的科学态度和社会责任感,激发学生学习物理的兴趣。 教学重点 (1)从受力分析角度判断物体浮沉状况,包括上浮、下沉、漂浮、悬浮的分析与判断,理解重力与浮力大小关系对物体浮沉的决定作用。 (2)掌握轮船、潜水艇、热气球、飞艇、密度计的工作原理,明白它们如何利用浮力实现各自的功能,如轮船通过 “空心” 增大浮力漂浮、潜水艇改变自身重力实现浮沉等。 教学难点 (1)引导学生从物体的浮沉现象深入理解浮力、重力、密度之间的关系,特别是在物体处在上浮、漂浮、悬浮、下沉不同状态下的比较,这需要学生具备较强的逻辑思维和抽象思维能力。 (2)让学生理解密度计的工作原理及其在实际应用中的浮力变化情况,由于密度计的构造和原理较为抽象,学生往往难以直观地理解和掌握,需要通过大量的实验和实例来帮助学生理解。 教法学法 实验探究法、讲授法 教具学具准备 (1)多媒体课件,用于展示各种物体的浮沉现象、实验过程及相关例题等,以增强教学的直观性和趣味性。 (2)各种实验器材,如实心的木块、泡沫塑料块、铁块、石块、水、密度计、烧杯、潜水艇模型、热气球模型等,以帮助学生进行探究实验,深入理解物体的浮沉条件及其应用。 教学内容设计 个性化调整 (二次备课) 一、巩固复习(5 分钟) 教师活动:面带微笑,亲切引导学生回顾上一节所学内容,将重点知识再次呈现在黑板上,如浮力的定义、阿基米德原理等。 学生活动:认真回忆,跟随教师的引导,将重点知识在脑海中加深印象。 设计意图:通过回顾旧知识,为新知识的学习打下坚实的基础,加强学生对知识的巩固。 接着,教师活动:耐心讲解学生们所做的课后作业,针对作业中出现的问题进行详细的分析和解答。 学生活动:仔细聆听教师的讲解,认真记录重点内容,解决自己在作业中遇到的问题。 设计意图:及时反馈学生的作业情况,帮助学生纠正错误,加深对知识的理解。 然后,教师活动:通过提问的方式,如 “浮力的定义是什么?”“阿基米德原理的公式是什么?” 等,让学生积极回答。 学生活动:纷纷举手,积极回答老师的提问,对于不懂的问题,会及时举手提出。 设计意图:检验学生对上节知识的掌握程度,发现学生的薄弱环节,以便进行针对性的教学。 二、新课引入(5 分钟) 教师活动:拿出一些实验器材,包括实心的木块、泡沫塑料块、铁块、石块,引导学生观察将这些实心物体没入水中然后释放后的现象。 学生活动:全神贯注地看着老师的操作,期待着实验结果,心中充满好奇。 设计意图:通过实验现象引发学生的兴趣,激发学生对新知识的探究欲望。 教师活动:赞许地点点头,肯定学生观察到的现象,即木块和泡沫塑料块会在水中浮起,而铁块和石块会下沉。 学生活动:眼中闪烁着好奇的光芒,准备投入到新知识的学习中,对接下来的学习充满期待。 设计意图:鼓励学生,让学生感受到自己的观察和思考是有价值的,增强学生的学习自信心。 三、进行新课(20 分钟) 物体的浮沉条件 (1)根据物体的受力情况判断物体的浮沉(8 分钟) 教师活动:将浸在水中的相同体积的铁块和木块展示给学生,询问学生它们各受到什么力。 学生活动:异口同声回答是浮力、重力。 设计意图:引导学生关注物体在水中的受力情况,为后续的学习做好铺垫。 教师活动:继续追问铁块和木块受到的浮力是否相等及原因。 学生活动:思考后回答不相等,因为它们排开水的体积 V 排不相等,排开水的重力也就不相等,根据阿基米德原理 F 浮 = G 排 = 液 gV 排,可知浮力不相等。 设计意图:培养学生的逻辑思维能力,让学生学会运用所学知识解决问题。 教师活动:竖起大拇指,称赞学生回答很棒,然后引导学生结合运动和力的关系思考松手后铁块沉底而木块上浮的原因。 学生活动:陷入沉思,开始认真思考问题,尝试从运动和力的角度去理解物体的浮沉。 设计意图:加深学生对物体浮沉条件与运动和力关系的理解,培养学生的综合分析能力。 教师活动:总结物体浸没在液体中时,受到竖直向上的浮力 F 和竖直向下的重力 G,这两个力的合力决定物体在液体中的运动状态。 学生活动:认真听讲,记录重点,理解合力对物体浮沉的影响。 设计意图:帮助学生梳理知识点,形成系统的知识体系。 (2)根据物体和液体的密度关系判断物体的浮沉(7 分钟) 教师活动:引导学生根据物体所受浮力与物体质量的关系,以及质量与密度的关系,推出物体密度与液体密度的关系。 学生活动:开始推导,通过公式的转换和推理,得出不同情况下物体密度与液体密度的关系。 设计意图:培养学生的数学推理能力,让学生学会运用公式解决物理问题。 (3)实心物体浮沉的条件(5 分钟) 教师活动:提问学生对于实心物体,其浮沉的条件有哪些。 学生活动:思考后回答,当 液 > 物时,实心物体上浮;当 液 = 物时,实心物体悬浮;当 液 < 物时,实心物体下沉。 设计意图:检验学生对实心物体浮沉条件的理解和掌握程度,巩固所学知识。 (4)悬浮与漂浮的异同(5 分钟) 教师活动:提问学生悬浮与漂浮是否为同一种状态,它们有什么异同。 学生活动:异口同声回答不是,然后分别回答悬浮和漂浮的特点,如悬浮是物体完全浸没在液体中,漂浮是物体一部分浸没在液体中等。 设计意图:引导学生对比悬浮和漂浮的异同,加深对这两个概念的理解,培养学生的比较分析能力。 例题 1 (用多媒体展示) 质量相等的甲、乙、丙三个实心小球,放入水中后,甲球漂浮,乙球悬浮,丙球下沉,位置如图所示,则 ( ) 教师活动:用多媒体展示例题,引导学生分析题目。 学生活动:认真思考题目,结合所学知识进行分析和推理。 设计意图:通过例题巩固学生对物体浮沉条件的应用,提高学生的解题能力。 解析:三个小球质量相等,则有 G 甲 = G 乙 = G 丙;甲球漂浮,有 F 甲 = G 甲, 甲< 水;乙球悬浮,有 F 乙 = G 乙, 乙 = 水;丙球下沉,有 F 丙<G 丙, 丙> 水。综上可得,F 甲 = F 乙>F 丙, 甲< 乙< 丙。由于 m 甲 = m 乙 = m 丙,由 =m/V,可得 V 甲>V 乙>V 丙。 答案:D 计算浮力的四种方法(5 分钟) 教师活动:回顾在第六节浮力中用弹簧测力计测量浮力的方法,然后依次提问在探究浮力的成因实验、学习阿基米德原理、学习物体的浮沉条件时浮力的计算方法。 学生活动:分别回答浮力等于物体的重力G减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力、浮力等于液体对物体向上、向下的压力差、浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受的重力、物体漂浮或悬浮时浮力等于重力。 设计意图:系统梳理计算浮力的四种方法,让学生对浮力的计算有更全面的认识。 例题 2 体积均为200cm 的木块和合金块,放入水中静止时的情况如图所示,已知木块重1.8N,合金块重6N,则木块受到的浮力为 N,合金块受到的浮力为 N.(g取10N/kg, 水 =1.0 10 kg/m ) 教师活动:引导学生根据物体的浮沉状态选择合适的浮力计算公式进行计算。 学生活动:根据物体漂浮时浮力等于重力的原理,计算出木块受到的浮力为 1.8N;根据物体下沉时浮力等于重力的原理,计算出合金块受到的浮力为 6N。 设计意图:通过例题巩固学生对浮力计算方法的应用,提高学生的计算能力。 物体浮沉条件的应用(20 分钟) (1)轮船(10 分钟) 教师活动:演示实验,拿出两个外形相同的铁罐子,一个是空心的,一个装满沙,然后同时将它们按入水中,松手后实心的下沉,空心的上浮最终漂浮。 学生活动:认真观察实验现象,思考实验背后的原理。 设计意图:通过实验让学生直观地感受物体浮沉条件的应用,激发学生的学习兴趣。 教师活动:用多媒体展示思考题,引导学生思考空心的铁罐子能漂浮的原因等问题。 学生活动:思考后回答,可能是因为空心的铁罐子排开的水的体积更大,受到的浮力更大,F 浮>G 物,所以能上浮,最终能漂浮。 设计意图:培养学生的分析问题和解决问题的能力,让学生学会运用所学知识解释实际现象。 教师活动:讲解轮船的工作原理,即空心法,通过改变物体的密度来改变浮力,从而实现漂浮。 学生活动:认真听讲,记录重点内容,理解轮船漂浮的原理。 设计意图:向学生传授轮船的相关知识,让学生了解轮船的工作原理,拓宽学生的知识面。 教师活动:用多媒体播放课件 “轮船”,并讲解轮船的大小通常用排水量表示等内容。 学生活动:观看课件,加深对轮船知识的理解和记忆。 设计意图:通过多媒体教学手段,让学生更直观地了解轮船的相关知识,提高教学效果。 教师活动:用多媒体展示思考题,引导学生思考轮船从河水驶入海里时的各种变化。 学生活动:思考后回答,重力不变,浮力不变,排开的水的质量不变,体积变小,上浮一些。 设计意图:巩固学生对轮船浮沉条件的应用,培养学生的迁移能力和应用能力。 例题 3 (用多媒体展示)一艘轮船的排水量是 10000t,它满载货物时的总质量是 t,该船满载货物时受到水的浮力是 N.若该船从大海驶入内河,船的重力大小 (选填 “变大”“变小” 或 “不变”,下同),受到的浮力大小 ,由于河水密度比海水密度小,所以它排开水的体积 ,因此轮船要 (选填 “上浮一些” 或 “下沉一些”).(g 取 10N/㎏) 教师活动:用多媒体展示例题,引导学生分析题目,讲解解题思路和方法。 学生活动:认真思考,跟随教师的讲解,掌握解题技巧,提高解题能力。 设计意图:通过例题巩固学生对轮船浮沉条件的应用,提高学生的综合应用能力。 (2)潜水艇(5 分钟) 教师活动:展示潜水艇模型,引导学生思考潜水艇的工作原理,然后让学生分组进行实验 —— 制作潜水艇。 学生活动:分组进行实验,通过吹气或吸气改变塑料管中的水的体积,观察潜水艇的上浮和下沉现象。 设计意图:通过实验让学生亲身体验潜水艇的工作原理,提高学生的动手能力和实践能力。 教师活动:用多媒体展示思考题,引导学生思考小塑料管浸没在水中所受 F 浮是否变化等问题。 学生活动:思考后回答,由于塑料管形变很小,V 排基本不变,根据 F 浮 = 液 gV 排,所以可以认为 F 浮不变。 设计意图:培养学生的分析问题和解决问题的能力,让学生学会运用所学知识解释实验现象。 教师活动:介绍潜水艇的工作原理,即靠改变自身受到的重力来实现上浮、下潜和悬浮。 学生活动:认真听讲,记录重点内容,理解潜水艇的工作原理。 设计意图:向学生传授潜水艇的相关知识,让学生了解潜水艇的工作原理,拓宽学生的知识面。 例题 4 (用多媒体展示)潜水艇浸没在水中,在它下潜的过程中,关于它受到的重力和浮力的说法正确的是( ) 教师活动:用多媒体展示例题,引导学生分析题目,讲解解题思路和方法。 学生活动:认真思考,跟随教师的讲解,掌握解题技巧,提高解题能力。 设计意图:通过例题巩固学生对潜水艇浮沉条件的应用,提高学生的综合应用能力。 (3)热气球和飞艇(3 分钟) 教师活动:提问学生为什么热气球和飞艇会飞起来。 学生活动:回答因为热气球和飞艇内的气体密度小于外面的空气的密度,受到的浮力大于自身的重力。 设计意图:检验学生对热气球和飞艇原理的理解,巩固所学知识。 教师活动:引导学生讨论使充了氦气、升到空中的气球落回地面和使热气球落回地面的办法。 学生活动:思考、讨论后回答,氦气球可以放气,热气球可以停止加热。 设计意图:培养学生的思维能力和创新能力,让学生学会运用所学知识解决实际问题。 (4)密度计(2 分钟) 教师活动:引导学生思考能否设计一个仪器直接测量液体的密度,然后用多媒体播放课件 “密度计”,并向学生展示密度计,介绍它的构造、原理等。 学生活动:认真思考,观看课件,了解密度计的构造和原理,拓宽知识面。 设计意图:通过引导学生思考和多媒体教学,让学生了解密度计的相关知识,提高学生的科学素养。 课后作业布置 (1)请根据所学知识,解释为什么潜水艇在水下下潜和上浮时需要通过改变自身重力来实现? (2)设计一个简单的实验,来验证物体的浮沉条件(可以利用身边的物品)。 学科网(北京)股份有限公司 $