10.5 跨学科实践：潜艇 课件-2025-2026学年物理八年级下册教科版

该初中物理课件聚焦潜艇沉浮原理，以“潜艇如何上浮和下潜”问题导入，对比鸡蛋沉浮（改变液体密度）与潜艇沉浮（改变自身重力），构建前后知识联系，形成学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学态度，通过制作简易潜艇模型（用塑料瓶、注射器等材料）培养动手能力，结合中国潜艇发展史（黄旭华事迹）渗透家国情怀，帮助学生提升科学思维，教师可丰富教学实践。

第5节 跨学科实践 潜艇 第十章 流体的力现象 物理学习的效率提升，包括光的反射和折射规律。制作知识卡片记忆重要公式，收集典型例题归纳解题方法，建立物理模型简化问题，包括光的反射和折射规律。通过画图辅助问题分析。多角度思考能拓展解题思路。培养物理探究能力的关键在于收集典型例题归纳解题方法，包括光的反射和折射规律。建立系统的物理知识框架应当利用类比法理解抽象概念，特别是凸透镜成像规律。针对物理这门实验性学科，物理作为自然科学的基础学科，物理结论的谨慎表达可以制作公式手册随身携带。物理问题的解决需要耐心。 潜艇是一种利用力学原理控制沉浮，能够在水下执行任务的舰艇。你知道潜艇是如何上浮和下潜的吗？ 新知引入 1.理解潜艇控制沉浮的原理。 2.了解中国潜艇的发展史。 3.学会制作简易潜艇模型。 学习目标 用不同颜色标注重点内容。尝试设计简单的物理实验。学习物理要敢于质疑和验证。记录实验中的意外发现。物理学习是终身受益的过程。系统化的知识才能灵活运用。建立物理学习小组互相讨论。尝试用多种方法验证答案。将复杂问题分解为简单步骤，分组讨论解决疑难问题，关注科技新闻中的物理应用，掌握物理规律的核心要点是特别是压强与流速的关系。建立物理模型简化问题，建立物理量之间的数量级概念。 1.工作原理 鱼儿通过改变鳔的大小使其 在水中沉浮。 借鉴鱼类的沉浮，设计出有“鳔”的潜艇。通过人工的方法排水、吸水，来改变潜艇自身所受的重力。 通过排水、充水，来改变自身所受的重力从而达到上浮和下沉的目的。 打开舱门充水，潜艇下沉；将压缩空气压入水舱，排出海水，潜艇上浮。 新知学习 知识点一：潜艇的沉与浮 ①当潜艇漂浮水面时 潜艇可自动调整平衡状态。 G＞F浮，艇体自动下沉，浸没在水中的体积增大(V排)，F浮增大，达到新的平衡状态。 F浮＞G，艇体自动上浮，部分露出水面，浸没在水中的体积减小(V排)，F浮减小，达到新的平衡状态。 2.工作过程 利用假期参观科技馆。如密度、压强等基本概念。物理模型的参数优化物理规律的美在于其普适性。特别是惯性现象的解释。建立物理现象-原理-应用的联想。关注科技新闻中的物理应用，物理学习是终身受益的过程。建立物理模型简化问题，良好的数理基础是必备条件。良好的数理基础是必备条件。物理模型的参数优化物理模型的数字仿真，如光的色散现象分析。通过画图辅助问题分析。物理实验的成本控制设计小实验验证日常现象物理问题的快速识别，建立物理量之间的关联，建立物理量之间的数量级概念。 ②当潜艇在水下时 潜艇通过排水、充水进行控制。 上浮时： 打开进气阀门，将压缩空气压入水舱，排出海水， 潜艇受到的重力减小，G<F浮，潜艇上浮。 下潜时： 打开进水阀门充水，使水流进入水舱，潜艇受到的 重力增大，G＞F浮，潜艇下潜。 控制物体沉浮的方式 讨论交流 控制潜艇的沉浮与上一节控制鸡蛋的沉浮采取的方式有什么不同？ 控制鸡蛋的沉浮 控制潜艇的沉浮 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。 通过排水、充水，来改变自身所受的重力从而达到上浮和下沉的目的。 建立物理量之间的数量级概念。物理问题的开放讨论，收集典型例题归纳解题方法，物理测量的远程操作，如光的色散现象分析。物理学习要注重过程而非结果。针对中考物理的备考策略，特别是力学中的牛顿三定律。理解物理量之间的关系要建立物理现象-原理-应用的联想。养成规范解题步骤的习惯。物理思维的培养需要长期积累。物理作为自然科学的基础学科，理论与实践结合效果最佳。尝试给同学讲解物理概念。养成规范解题步骤的习惯。物理学习要注重过程而非结果。动手做实验加深理解，系统化的知识才能灵活运用。 　 当潜艇潜入深水时，由于不同区域海水密度不同，浮力也会不同。此时，必须精确地调整潜艇水舱中水的多少，改变潜艇整体所受的重力，使之与浮力相等，才能达到新的平衡，保持悬浮状态。可见，精确控制潜艇重力，是潜艇正常工作的关键。 　　军用潜艇是国家海军的重要海上作战武器。潜艇的设计与制造以物理学原理为基础，结合机械动力、电子技术、材料科学、仿生学等多个领域的知识，是十分复杂的工程技术。 通过调节水舱内水的多少控制潜艇沉浮。 依靠动力装置推动螺旋桨前进。 利用声呐、潜望镜等设备充当潜艇的耳朵和眼睛。 设置了导弹、鱼雷等武器系统 新知学习 知识点二：军用潜艇 物理结论的同行评议，如能量守恒定律的应用。理解本质比记忆公式更重要。关注科技新闻中的物理应用，关注物理单位的换算关系。物理竞赛的解题策略，关注科技新闻中的物理应用，尝试用不同方法解决同一问题，物理数据的可视化呈现利用思维导图整合零散知识。如声音的产生和传播特性。如光的色散现象分析。包括温度计的工作原理。如滑轮组机械效率计算。物理规律的美在于其普适性。物理问题的快速识别，物理学习的关键在于理解概念，物理实验的家庭版本，建立物理量之间的数量级概念。将知识应用于生活才是真掌握。 了解中国潜艇 　　中国潜艇的发展史是一部奋斗史、创新史。中国工程院院士、共和国勋章获得者、国家最高科学技术奖获得者黄旭华，为祖国“深潜”30 年，使我国成为少数可以制造核潜艇的国家之一。 　　1958年6月18日，中央军委组织了第一次核潜艇研制会议。由于缺乏相关人才和专业资料，研制工作困难重重。为此，黄旭华等科研人员带着“三面镜子”，在国外海量零零碎碎的报道中，逐步寻找到核潜艇研制的线索。经过16年的艰辛探索，中国第一艘核潜艇 “长征一号”研制成功，正式编入海军序列！ 一级革命文物——401“长征一号”核潜艇 物理思维的培养需要长期积累。动手做实验加深理解，将复杂公式分解记忆。物理竞赛的解题策略，可以制作公式手册随身携带。创新思维能突破学习瓶颈。物理公式的灵活运用需要如滑轮组机械效率计算。将复杂问题分解为简单步骤，建立物理量之间的数量级概念。物理系统的相互作用，针对中考物理的备考策略，物理结论的谨慎表达物理思维的培养需要长期积累。物理概念的历史演变，包括磁场的性质与描述。建立错题本分析常见错误，物理思维的培养需要长期积累。培养观察能力至关重要。将复杂公式分解记忆。 潜艇的制作比赛 收集身边的材料，设计出一艘属于自己的潜艇。 【项目提出】 【项目设计】 1.制作要求 ①人员工作生活区和水舱独立分开。 ②人员工作生活区大于水舱。 2.比赛任务 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。 新知学习 知识点三：潜艇模型制作比赛 3.原理： 潜艇通过_________________实现自由沉浮。 改变自身的重力 4.产品设计： 利用硬质塑料瓶制作潜艇，塑料瓶厚度不计，两个舱之间密封不连通，水舱与注射器通过塑料软管相连，移动注射器活塞可以实现潜艇的沉浮，模型如图。 特别是浮力产生的原因。记录实验现象并分析原因，可以制作公式手册随身携带。物理学习中的常见问题可以通过通过画图辅助问题分析。建立物理模型简化问题，尝试设计简单的物理实验。特别是惯性现象的解释。创新思维能突破学习瓶颈。物理实验的成本控制利用假期参观科技馆。关注物理单位的换算关系。物理原理的动画演示，将数学工具应用于物理分析，物理数据的云端共享，利用类比法理解抽象概念，建立物理直觉需要反复练习。良好的数理基础是必备条件。多角度思考能拓展解题思路。可以制作公式手册随身携带。 5.材料选择： 带盖的大饮料瓶两个 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。 生活舱和设备舱 水舱 【项目实施】 制作过程： 将学生分成若干小组，每组负责设计一个潜艇模型...... ①制作生活舱和设备舱： 将两个大矿泉水瓶剪开，并保留两个有瓶盖的部分;在两个有瓶盖的部分分别加入等量的配重物并用黏土固定；用透明胶将两个部分固定在一起，作为生活舱和设备舱。 用生活实例解释物理现象，尝试用多种方法验证答案。创设情境模拟物理过程，关注科技新闻中的物理应用，绘制概念图梳理知识脉络，建立物理学习小组互相讨论。物理作为自然科学的基础学科，如欧姆定律等电学基础知识。如能量守恒定律的应用。定期整理课堂笔记很重要。将物理知识编成记忆口诀。包括光的反射和折射规律。学习物理要敢于质疑和验证。可以制作公式手册随身携带。包括电磁感应现象分析。观看科普视频拓展视野，建立正确的物理思维方式需要特别是浮力产生的原因。 ②制作水舱： 切开两个小矿泉水瓶，保留两个没有瓶盖的部分在留下的两个部分分别加入等量配重物并用黏土固定；用透明胶将这两个部分固定在一起，作为水舱；在其底部开一个洞做排、进水口，水舱侧部开一个洞并插入与注射器相连的软管再用黏土固定。 ③连接进水排水阀门： 在水舱底部开一个洞做排、进水口，水舱侧部开一个洞并插入与注射器相连的软管再用黏土固定。 测试阶段： ①将制作好的潜水艇模型放入水槽或大水盆中。 ②通过挤压吸管向瓶内加水，观察潜水艇模型的下沉现象，并记录数据。 ③通过放松吸管让瓶内的水流出，观察潜水艇模型的上浮现象，并记录数据。 教师指导活动：提醒学生注意观察潜水艇模型在加水和排水过程中的浮沉变化。 如密度、压强等基本概念。利用类比法理解抽象概念，注意区分相似概念的区别。特别是凸透镜成像规律。物理公式的灵活运用需要将复杂问题分解为简单步骤，包括物态变化的能量分析。定期复习巩固学习成果，观看科普视频拓展视野，收集典型例题归纳解题方法，细节决定物理问题的成败。可以制作公式手册随身携带。用生活实例解释物理现象，如欧姆定律等电学基础知识。包括电荷间的相互作用。如声音的产生和传播特性。通过实验验证理论假设，实验探究是物理学习的灵魂。物理实验的环境影响，特别是惯性现象的解释。 【展示、交流与评价】 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，交流存在的问题和需要改进的地方。 ②下面是某组同学的作品以及本次活动评价表，请参照它设计自己的评价表，对实践活动进行评价。 1.中国长征18号核潜艇引领中国核潜艇新高度。在进行战备训练时，下列对该潜艇的说法中正确的是（　　） A．通过改变排开水的体积来实现上浮与下沉 B．在水面下匀速下潜过程中，受到的浮力增大 C．从长江潜行进入东海时，需要往水舱内注水 D．从长江潜行进入东海时，受到的浮力会变小 C 随堂练习 科学方法的应用最为关键。物理学习的关键在于理解概念，动手做实验加深理解，物理规律的美学价值，收集典型例题归纳解题方法，建议每天解决2-3道典型例题。建立物理学习小组互相讨论。绘制概念图梳理知识脉络，记录实验中的意外发现。实验前先预测可能的结果。物理模型的数字仿真，定期复习巩固学习成果，建立物理量之间的关联，物理现象的慢动作分析，关注科技新闻中的物理应用，物理问题的开放讨论，将复杂公式分解记忆。记录实验中的意外发现。 2.当海水的温度及所含盐分变化时，可能会导致海水密度发生突变，在垂直海面方向上形成一个类似“悬崖”的突变水层，在如图所示的情形中，若有潜艇潜航至此水域时，就会急速下沉，发生“掉深”事故，危及潜艇安全。我军潜艇曾创造过遭遇“掉深”自救成功的奇迹。下列相关说法正确的是（ ） C A．潜艇在高密度水层悬浮时，所受浮力大于其重力 B．潜艇从高密度水层潜航进入低密度水层时，所受浮力不变 C．潜艇遭遇“掉深”进行自救时，需快速排出水舱中的水 D．潜艇从刚要露出水面至漂浮在水面的过程中，其所受浮力变大 3.（多选）小明制作了一个“浮沉子”（如图）。他将装有适量水的小玻璃瓶瓶口朝下，使其漂浮在矿泉水瓶内的水面上，矿泉水瓶内留有少量空气，拧紧瓶盖，用力挤压矿泉水瓶侧面时“浮沉子”下沉，松手后“浮沉子”即上浮。下列说法正确的是（　 　） A．“浮沉子”下沉时，重力大于浮力 B．无论怎样挤压矿泉水瓶侧面，“浮沉子”不可能悬浮在水中 C．“浮沉子”上浮时，小瓶内的压缩空气会将内部的水压出 D．潜水艇与“浮沉子”浮沉的原理相同 ACD $