第4节 水的浮力 第4课时（表格式教学设计）科学浙教版2024八年级上册

该初中科学教学设计聚焦水的浮力应用原理，通过“早期木船与现代钢铁轮船”对比导入，以阿基米德原理为支架，衔接学生已知的浮力与液体密度、排开体积关系，引导探究轮船、潜艇等的应用逻辑。 突出“实践驱动”特色，设计橡皮泥漂浮（改变排开体积）、模拟潜艇浮沉（玻璃球+针筒）等实验，落实探究实践；通过“轮船入海浮力变化”“密度计刻度分析”等问题链，培养科学思维。联系浮筒打捞、热气球等生活科技，助学生构建“原理-应用”认知，为教师提供重难点突破方案。

第4节 水的浮力（第4课时）（教学设计） 年级 八年级 授课时间 课题 4.4 水的浮力（第4课时） 学情 分析 本节内容选自浙教版八上第四章第4节第4课时。学生已学习阿基米德原理，明确浮力大小与液体密度、排开液体体积的关系，这是理解浮力应用的基础，但对原理在实际场景中的具体转化仍存在认知缺口。学生在生活中接触过轮船、热气球等利用浮力的物体，具备一定感性认知，不过对钢铁轮船漂浮、潜艇浮沉等现象的原理缺乏深入思考，易受“密度大的物体必然下沉”等前概念干扰，需要通过实验和分析打破认知误区。 在能力层面，学生已初步掌握简单实验操作和逻辑推理方法，能够参与橡皮泥漂浮、模拟潜艇浮沉等实践活动，但在运用阿基米德原理定量分析浮力变化时，可能存在计算与原理结合不紧密的问题。此外，学生对密度计刻度特点、浮筒打捞法等较复杂应用的理解，需要借助具象案例和分步解析来降低认知难度。 从学习心理来看，学生好奇心强，对动手实验和生活中的科学现象兴趣浓厚，适合通过实践活动激发学习主动性，但在抽象思维和综合分析能力上仍有不足，面对多变量影响的浮力问题时，容易出现思路混乱，需要教师引导梳理关键因素，帮助构建“原理—现象—应用”的完整认知链条。 教学 目标 科学观念：理解浮力在轮船、潜艇等场景的应用原理，建立浮力与生活的联系。 科学思维：通过分析浮力相关现象，运用阿基米德原理推理判断，提升逻辑思维能力。 态度责任：感受浮力应用的科技价值，培养对科学探究的兴趣和实践创新意识。 教学 重难点 重点：理解轮船、潜艇、密度计等利用浮力的原理，掌握浮力应用与阿基米德原理的关联。 难点：分析轮船从江河驶入大海时浮力与排开水体积的变化逻辑；理解潜艇通过改变自身重力实现浮沉的动态过程，区分其与改变排开体积实现浮沉的差异。 教学 准备 课件、课本、视频、活动器材等 教学过程 教师活动 学生活动 新 课 导 入 人类很早就制造出了木船，浙江萧山跨湖桥遗址距今约8000年的独木舟，是目前世界上最早的木船实物证据之一。而现代轮船通常用钢铁制造。 钢铁的密度远大于水，用钢铁制造的轮船为什么能够漂浮在水面上呢？ 了解人类早期木船与现代钢铁轮船的相关介绍，产生认知疑问，激发探究兴趣 新知讲授 如果把一块橡皮泥放在水面上，橡皮泥将会沉入水底。你有什么方法能让橡皮泥漂浮在水面上？动手试一试。 将橡皮泥捏成碗状 1、轮船 （1）漂浮:F浮=ρ液gV排=G （2）轮船的大小常用排水量来表示，所谓排水量就是轮船装满货物时排开水的质量。 思考与讨论 （1）将货物装上船，船受到的浮力如何变化？船在水中的浮沉情况如何变化？ ①货物始终处于漂浮状态，浮力等于重力，因此将货物装上船，总质量增加了，船受到的浮力增大。 ②货船受到的浮力增大，根据阿基米德原理，船排开水的体积也就增大，船在水中会下沉些。 （2）一艘轮船从江河驶入大海，受到的浮力如何变化？排开水的体积如何变化？ 轮船从江河驶入大海，受到的浮力不变，排开水的体积变小。 2、浮子式密度计 （1）构造 密度计是一根密封的玻璃管，玻璃管下部的玻璃泡内封装有小铅丸或水银，玻璃管的上部标有刻度。 （2）原理——F浮=ρ液gV排=G密度计 测量时，让密度计漂浮在液面上。液体的密度不同，密度计排开液体的体积就不同，液面对应密度计的位置也就不同。根据液面对应密度计上的刻度可以直接读出被测液体的密度。 思考与讨论：把两支完全相同的密度计分别放在甲、乙两种液体中，甲、乙两种液体的密度分别为ρ甲和ρ乙，分析判断两液体密度的大小关系。 根据阿基米德原理，密度计受到的浮力F浮=ρ液gV排，因为密度计漂浮F浮=G密度计，即密度计放在甲、乙两种液体中受到的浮力相等，可得ρ甲gV排甲=ρ乙gV排乙，由图可知V排甲＜V排乙，所以ρ甲＞ρ乙。 潜艇是海军的主要舰种之一，它既能在水面航行，又能潜入水下某一深度进行工作。 你知道潜艇在水中是怎样实现上浮和下沉的吗？ 探索活动 （1）玻璃球的顶部和底部各有一个小孔，顶部小孔通过橡皮管与针筒相连。开始时球内装满水，沉入水下。 （2）将针筒的活塞向内推，使玻璃球内的水从底部小孔压出，观察玻璃球的运动情况。上浮 （3）将针筒的活塞往外拉，使水从底部小孔进入玻璃球内，观察玻璃球的运动情况。下沉 3、潜艇 （1）结构特点：潜艇的两侧有水舱，内部有压缩空气的储罐。 （2）潜艇的浮沉原理 ①当水舱充满水时，潜艇受到的重力大于浮力，潜艇就会下沉。 ②当用压缩空气将水舱里的水排出一部分，潜艇受到的重力小于浮力时，潜艇就会上浮。 ③当水舱里留有适量的水，潜艇受到的重力等于浮力时，潜艇就能够悬浮在水下某一深度的地方。 科学阅读 航天员模拟训练和悬浮的鱼空间站环绕地球运行时，太空环境使得航天员在太空行走时身体变得难以控制，空间知觉也会紊乱。为了使航天员能够适应太空的特殊环境，人们设计了在大型水池中对航天员进行太空行走模拟训练的方法。为保证航天员在水中处于悬浮状态，应使航天员自身及所携带的装备受到的浮力与总重力相等。 鱼可以一动不动地悬浮在水中，直到感兴趣的食物出现，才立刻摆动尾巴紧跟而上。鱼的脊柱下有一个壁很薄的囊，叫作鱼鳔。鱼鳔中有从其血液里获取的氧气和氮气。鱼通过调整鱼鳔的体积，可以改变自己的总体积，从而改变所受的浮力，实现上浮或下沉。 4、热气球和飞艇 （1）热气球 热气球内充有被燃烧器加热后的热空气，由于空气受热膨胀，密度减小，通过调节热空气可以控制热气球的上升或下降。 （2）飞艇 ①结构特点 飞艇有巨大的流线型艇体，艇体的气囊内充入氦气，艇体下面安装了可供人员乘坐和装载货物的吊舱，艇体上还安装了起稳定控制作用的尾面和推进装置。 ②优点：飞艇造价低廉、消耗燃料少，可用于交通、运输、娱乐、赈灾、气象观察、大气科学实验等。 思考与讨论 人们常用“浮筒打捞法”打捞沉船，做法是把几个浮筒灌满水，使它们沉到水底，潜水员用钢索把它们拴在沉船的两侧。然后，打捞船上的机器开动起来，把空气压进浮筒，将筒内的水排出去，沉船就可以浮起来了。这种方法的原理是什么？ 将沉船与浮筒看作一个整体，排开水的体积不变，所受浮力不变。当浮筒内的水未排出时，重力大于浮力，不会浮起。当浮筒中的水排出后，整体所受重力减小，当重力小于浮力时，沉船浮起，即浮筒打捞法是利用改变自身的重力实现上浮和下沉的原理实现的。 尝试将沉入水底的橡皮泥捏成碗状使其漂浮，感知增大排开液体体积可改变物体浮沉。 分析漂浮物体浮力与重力的关系，理解浮力随总重力变化的规律。 观察两支相同密度计在甲、乙液体中的状态，分析液体密度与排开体积的关系，掌握密度计工作逻辑。 通过推、拉针筒控制球内水量，观察玻璃球上浮、下沉，理解改变自身重力实现浮沉的原理。 分析整体重力与浮力的变化关系，明确该方法利用改变重力实现浮沉的本质。 课 堂 小 结 1、轮船 （1）漂浮:F浮=ρ液gV排=G船+G货 （2）排水量:轮船装满货物时排开水的质量。 2、浮子式密度计 （1）刻度特点：上小下大 （2）原理:F浮=ρ液gV排=G密度计 3、潜艇 （1）结构特点：潜艇的两侧有水舱，内部有压缩空气的储罐。 （2）潜艇的浮沉原理 ①充满水:重力大于浮力，下沉。 ②排出水:重力小于浮力，上浮。 ③留有适量水：重力等于浮力，悬浮。 4、热气球和飞艇 （1）热气球:热气球内充有被燃烧器加热后的热空气 （2）飞艇:艇体的气囊内充入氦气 板 书 设 计 作 业 设 计 （请老师按实际教学需求撰写） 教学反思 本次教学围绕浮力应用展开，通过实验、思考讨论等活动，帮助学生理解核心原理与实际应用的关联。教学中，橡皮泥漂浮、模拟潜艇浮沉等实践活动有效激发了学生兴趣，助力突破重难点。但仍存在不足，部分学生对轮船从江河驶入大海时排开体积变化的逻辑推理不够顺畅，抽象思维转化有待加强。同时，密度计刻度特点的讲解稍显仓促，个别学生未能及时消化。后续教学需优化节奏，增加针对性提问和小组互助环节，强化原理与实例的结合，为学生搭建更清晰的认知桥梁，提升知识应用能力。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $