10.5 跨学科实践：潜艇 导学案 2025-2026学年教科版八年级物理下册

第10章 流体的力现象 5 跨学科实践：潜艇 导学案 班级：________ 姓名：________ 组别：________ 评价：________ 【学习目标】 1.理解潜艇的浮沉原理，知道潜艇是通过改变自身重力实现上浮、下沉和悬浮。 2.了解潜艇的基本结构、工作方式及多学科知识融合特点。 3.能小组合作设计、制作并调试潜艇模型，完成浮沉、悬浮等任务。 4.了解我国潜艇事业发展，增强科学精神与民族自豪感。 【学习重点】 1.潜艇的浮沉原理：改变自身重力实现上浮、下沉、悬浮。 2.潜艇模型的制作与调试。 【学习难点】 1.潜艇悬浮状态的受力平衡分析。 2.潜艇模型水舱设计与浮沉精准控制。 【学习过程】 一、情景导入 潜艇能在深海自由潜行、上浮、下潜和悬浮，被称为 “深海幽灵”。它之所以能灵活控制沉与浮，核心就是我们学过的__________。 二、自主学习・快乐感知（填空题） （一）潜艇的沉与浮 1.潜艇浮沉原理：潜艇依靠________吸水、排水，改变自身________，从而实现上浮和下沉。 2.上浮：水舱中的水，重力，当F浮​________G艇时上浮。 3.下沉：水到水舱，重力，当 F浮​________G艇时下潜。 4.悬浮：调节水舱水量，使 F浮​________G艇。 5.潜艇在水面具有________能力；重力偏大时艇体下沉，浮力________；重力偏小时艇体上浮，浮力________。 （二）军用潜艇 1.潜艇内部空间主要分为________和________。 2.工程师通过调节________控制沉浮；依靠________推动前进；利用________、________等设备探测目标。 3.潜艇设计融合了物理、________、________、材料科学等多学科知识。 （三）浮沉控制方式对比 1.潜艇：通过改变________控制浮沉。 2.鸡蛋浮沉实验：通过改变________控制浮沉。 三、合作探究・快乐学习（具体活动任务） 探究 1：潜艇浮沉原理分析 小组讨论并回答： 1.潜艇和鸡蛋实现浮沉的方式有什么不同？ 答：_______________________________________________________。 2.潜艇在水下悬浮时的受力条件是什么？ 答：____________________________________________________________。 3.潜艇从淡水驶入海水，浮力如何变化？要保持悬浮应怎样操作？ 答：_______________________________________________________。 探究 2：制作潜艇模型（实践任务） 材料：大小塑料瓶、注射器、软管、配重物、胶水、剪刀等。 要求： 1.模型分为人员工作生活区和水舱，且工作区体积更大。 2.能完成：水面下潜→悬浮→上浮。 步骤： 1.画出设计图，标注水舱、进水 / 排气管路。 2.组装模型，用注射器实现吸水、排水。 3.放入水中调试，实现稳定下潜、上浮、悬浮。 4.小组展示并讲解工作原理。 探究 3：中国潜艇与 “核潜艇之父” 查阅资料，简要记录： 1.被誉为 “中国核潜艇之父”的科学家是：________。 2.潜艇的研制体现了哪些学科知识：________________________________________________________________。 四、智能演练・快乐升级 一、填空题 1.潜艇是通过改变________来实现上浮和下沉的。 2.潜艇上浮时要________水，下沉时要________水。 3.悬浮时，浮力________自身重力。 4.潜艇从河里驶入海里，液体密度变大，浮力________，为保持悬浮应________水。 5.潜艇依靠________控制沉浮，依靠________提供前进动力。 二、选择题 1.潜艇实现下沉的操作是（） A. 排水减小重力 B. 吸水增大重力C. 增大浮力 D. 减小浮力 2.潜艇悬浮时（） A. F浮>G B. F浮<G C. F浮=G D. 不受浮力 3.下列与潜艇浮沉原理相同的是（） A. 热气球 B. 潜水艇模型 C. 轮船 D. 密度计 4.潜艇在水面具有自动平衡能力，原因是（） A. 重力会自动变化B. 艇体升降会改变排开水体积，从而改变浮力 C. 液体密度自动变化D. 大气压变化 5.制作潜艇模型核心是控制（） A. 体积大小 B. 自身重力 C. 液体密度 D. 外部压力 三、判断题（对√，错 ×） 1.潜艇通过改变浮力大小实现浮沉。（ ） 2.潜艇悬浮时浮力等于重力。（ ） 3.潜艇在水面可以自动调整平衡。（ ） 4.鸡蛋和潜艇控制浮沉的原理一样。（ ） 5.潜艇设计只用到物理知识。（ ） 四、简答题 1.完整说明潜艇从水面漂浮→下潜→悬浮的过程。 答：____________________________________________________________ ________________________________________________________________。 2.为什么潜艇从淡水进入海水，需要向水舱吸水？ 答：____________________________________________________________ ________________________________________________________________。 【参考答案】 二、自主学习 （一）1. 水舱；重力2. 排出；减小；＞3. 吸入；增大；＜4. ＝5. 自动平衡；增大；减小 （二）1. 人员工作生活区；水舱2. 水舱水量；动力装置；声呐；潜望镜3. 机械；电子 （三）自身重力；液体密度 三、合作探究 1.潜艇：改变自身重力；鸡蛋：改变液体密度 2.F浮=G艇​ 3.浮力变大；向水舱吸水，增大重力 四、智能演练 一、填空 1.自身重力 2.排；吸 3.等于 4.变大；吸 5.水舱；动力装置 二、选择 1.B 2.C 3.B 4.B 5.B 三、判断 1.× 2.√ 3.√ 4.× 5.× 四、简答 1.水面漂浮时浮力等于重力；向水舱吸水，重力增大，大于浮力而下潜；调整水量使重力等于浮力，实现悬浮。 2.海水密度更大，浮力变大；为保持悬浮（浮力=重力），需吸水增大自身重力。 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 $