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第三节 物体的浮沉条件及应用【教学目标】知识与技能1知道物体的浮沉条件。2知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。3通过浮沉条件的实际应用,了解物理知识在生产与生活中的应用。过程与方法1通过物体的浮沉现象的实验研究,培养学生思维能力和实验研究能力。2通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值。情感、态度与价值观1通过观察和实验,使学生树立以观察和实验的方法来研究物理问题的思想,培养学生与他人交流与合作的精神。2通过联系生活实际,使学生体会到物理知识在生活中的价值。【教学重难点】重点:探究物体的浮沉条件及浮力的应用。难点:探究物体的浮沉条件及浮力的应用。【教学准备】或【实验准备】教师用:多媒体课件、橙子、土豆、西红柿、塑料袋。学生用:烧杯、水、盐、牙膏皮、西红柿、纸杯、气球、铁钉、小瓶、泡沫、橡皮泥。【教学过程】主 要 教 学 过 程教学内容教师活动学生活动一、创设情景,引入新课【播放视频】“中国海上大阅兵” 提出问题:为什么钢铁做成的轮船能浮在水面上?钢铁做成的潜水艇能在水中上浮和下潜呢?引出课题:物体的浮沉条件及其应用(设计意图:激发学生的学习兴趣和爱国情怀。)学生观看视频:了解浮沉情况不同的浮力的应用,并思考问题。二、合作探究,建构知识(一)物体浮沉条件1.探究用F浮和G物的关系判断物体的浮沉2、探究用物与液的关系判断物体的浮沉3. 探究改变物体的浮沉状态的方法1【演示实验】(1)水槽中的瓶子处于什么状态?(2)【猜一猜】一个大橙子和一个小西红柿同时放入水中,会出现什么情况呢?【想一想】是什么原因呢?由此可知物体的浮沉可仅由所受的浮力决定的吗?(3)把一个大土豆和刚才的橙子同时放入水中放手后如右图。 【议一议】为什么土豆排开水的体积比橙子大,它反下沉了呢?到底物体的浮沉取决于什么呢?(设计意图:通过学生猜测和亲身感受引起认知冲突,激发学生探究欲望。)2【受力分析】请分析浸没在水中的上浮的橙子、悬浮的瓶子、下沉的西红柿受力情况。3【归纳总结】师生共同总结物体的浮沉条件:比较浮力与物质重力的关系上浮 F浮G物 漂浮 F浮 = G物悬浮 F浮 = G物下沉 F浮 G物 物 液漂浮 F浮 = G物 物 液 悬浮 F浮 = G物 物 = 液 下沉 F浮 液【想一想】漂浮与悬浮有什么共同点与不同?5【设置跟踪练习】把铁块放在水中时,铁块会 ; 放在水银中时铁块会 ;最终 。6【实验探究、合作研讨】【思维升华】探究改变物体浮沉状态的方法请利用桌上器材(橡皮泥、铁钉、注射器、纸杯等)改变两烧杯中的物体的浮沉状态。【引导总结】改变物体的浮沉状态的方法 1改变浮力 : 改变V排 、改变液2改变重力3同时改变浮力和重力现象释疑:为什么汤圆刚入锅时沉底的,煮熟了就浮到水面上了? (设计意图:通过学生自主探究改变浮沉条件的方法,既为下面浮沉条件的应用作铺垫,又锻炼了学生的思维。)观察、回答:悬浮。猜测:橙子下沉,小西红柿上浮。观察发现:橙子上浮,小西红柿下沉。小组讨论交流:橙子体积大,V排就大,所受浮力就大。讨论交流:土豆V排大,浮力大,其重力也大,得出物体的浮沉应该有F浮和G物共同决定的。受力分析并交流:橙子受到的浮力大于重力、西红柿受到的浮力小于重力、瓶子受到的浮力等于重力。(设计意图:通过学生自主受力分析、归纳总结浮沉条件,有利于学生对知识的理解,同时提升了学生的能力。)动手实验观察并分类。小组合作自主分析:G物=m物g=物gV物 F浮=液g V排 根据浮力与重力的关系得出物体密度与液体密度之间的关系。比较漂浮与悬浮的异同点。共同点:在平衡力的作用下静止不动;浮力等于重力。不同点:漂浮是物体一部分浸入液体中,悬浮是整个物体浸没在液体中。密度关系也不同。学以致用:解决问题巩固新知。小组讨论后再动手实践。展示成果:(1)把牙膏皮做成船型(空心),就能浮在水面上,而且还能装载小西红柿。(2)铁块放在纸杯里、或吹大的气球里。(3)在烧杯里加适量的盐,鸡蛋会浮起来。(4)在泡沫上穿几颗钉子,泡沫就沉下去了。(5)用注射器抽小西红柿中的汁水。分析、解答:汤圆熟了时变成空心的,增大排开液体的体积,从而增大浮力。(二)物体沉浮条件应用1轮船工作原理排水量2潜水艇探究潜水艇的工作原理4气球和飞艇过渡:你能举出生活中应用这些改变浮沉条件的方法的事物吗?1轮船【以问求答】用密度比水大的钢铁制成的轮船是却能浮在水面上,为什么?利用学生展示的漂浮在水面的牙膏皮,可以把它看成一个小船,大家能不能说出轮船工作原理是什么?【引导总结】轮船的工作原理:采用“空心”的办法增大排开液体体积增大可以利用的浮力,使船漂浮在水面。【演示实验】标记水到牙膏皮的位置为1,然后向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为2, 然后再向里加入一个小西红柿标记水到牙膏皮的位置为3牙膏皮小船下沉到水底。【问题导学、自主学习】看来船还有一个运载能力的问题,实际是用什么来衡量船的运载能力的?引出排水量,追问:什么是排水量?【想一想】一艘轮船从河里驶入海里,它受到的重力 。它受到浮力 。它排开水的体积 。(填“变大”“变小”或不变)2潜水艇【合作探究】你能改变玻璃瓶的浮沉状态吗? 【播放动画】潜水艇的沉浮 【问题导学】潜水艇在水下行驶过程中,它受到的浮力大小 ,下潜时向水舱中 ,潜水艇逐渐变 ,就逐渐潜入水中;上浮时,就用压缩空气将水舱中的水排出一部分,使潜水艇变 ,从而上浮。潜水艇的潜水和上浮是靠 _来实现的。【总结】潜水艇的工作原理:潜水艇的上浮、下潜和悬浮,靠改变自身的重力来实现的。3气球和飞艇过渡:在空气中能实现浮沉吗?【归纳总结】气球和飞艇工作原理:气空气,使它受到的F浮G物而升空。(设计意图:通过丰富多彩的探究活动,培养学生的动手能力、激发学习兴趣,使学生勇于探究日常用品或器件的物理原理,具有将科学技术应用于日常生活、社会中的意识。)搜集实例:轮船、潜水艇、气球思考回答。观察实验。回答:排水量。自主学习、回答问题:轮船的大小是按排水量来区分的,排水量是轮船满载时的排开水的质量(m排),它等于船的质量和货物的质量之和。学生思考解答:不变、不变、变小。观察、思考、回答。分组实验:先观察实验器材潜水艇模型,再合作实验。交流方法:1.当将注射器气体压入玻璃瓶时,瓶内的水量减少,瓶和瓶内的水的重力变小, GF浮,球将上浮。 2.当注射器将球内的气体吸出时球内的水量增多,球和球内的水的重力变大 , GF浮,球下沉。观看课件,回答:不变 充水 重 轻 改变自身重力 回答:能、气球和飞艇能实现浮沉。思考回答:往里充密度小的氢气或加热里面的空气。【想想议议】1要使充了氦气、升到空中的气球落回地面,可采用什么办法?2要使热气球落回地面,可采用什么办法?三、课堂小结: 回顾本节课的学习内容本节课你有哪些收获?还有哪些疑惑?学生讨论梳理知识,交流收获和疑惑。五、布置作业出示思考题题目 课后完成
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