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物体的浮沉条件及应用 教学设计 李社萍物体的浮沉条件及应用 教学设计 青铜峡市铝业学校 李社萍 一、教材分析 本节课的教学内容是人教版八年级下册第十章第三节物体的浮沉条件及其应用第一课时，教学对象：八年级学生。课程标准对本节课的要求是：让学生知道物体的沉浮条件及其应用。从这节课教材的地位来看，它是学生运用浮力知识，分析解决实际问题，使浮力知识在这节课中得以升华与拓展。本节课是建立在上一节阿基米德原理的基础上，通过实验探究让学生观察乒乓球在清水和盐水中的浮沉现象；通过简单的受力分析让学生加深对物体浮沉现象的认识，知道物体在不同状态下对应的浮力与重力大小关系，从而得出物体浮沉条件；引导学生运用控制变量法分析出改变物体浮沉两种的方法；通过实验演示和讲授可以帮助学生弄清楚轮船、潜水艇、气球与飞艇的工作原理。 二、学情分析 由于这节课教学对象是八年级学生，他们的好奇心和求知欲都很强，因此在教学过程中需要注意激发学生的学习兴趣。从知识储备上看，学生已经学习了受力分析、二力平衡、阿基米德原理和浮力等相关知识。虽然他们在生活中已经对常见的物体的浮沉现象有了大致了解，但是毕竟没有经过系统学习，难免会有一些潜在的模糊的甚至是错误的意识，比如：物体的浮沉状态究竟有哪些？物体浮沉条件是怎样的？是不是重的物体就一定会下沉，而轻的物体就一定会上浮等等。而这些问题如果不解决就会一直困扰着学生。因此在教学中我设计了较多的能体现学生的主体地位的活动，如：让他们多动手实验，多观察现象，留给他们足够多的时间去思考，真正帮助学生纠正认知上的错误，理解他们所学的知识。 三、教学目标 1、知识与技能 知道物体的浮沉是由物体在液体中所受浮力与重力的大小关系决定的； 知道F浮G，F浮G，F浮=G这三个表达式的含义。能综合运用阿基米德原理、二力平衡等知识来讨论浮沉条件。 知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的工作原理。 2、过程与方法 通过实验探究和受力分析，得出物体的浮沉条件； 通过对演示实验的观察和分析，了解轮船是怎样浮在水面上的以及浮力的其他应用。 3、情感态度与价值观 初步认识科学技术对社会发展的影响； 初步建立应用物理知识解决实际问题的意识。 四、教学重、难点的确定 重点确定： 物体的沉浮现象学生虽然在生活中常见，但对物体的浮沉现象和浮沉条件并不一定清楚明白，而这个结论又是本节课的后续教学基础，因此把物体的浮沉现象及学生对浮沉条件理解定为本节课重点；说到轮船的工作原理，学生也是略知一，但对轮船为什么能漂浮以及排水量的知识都存在认识误区，因此把轮船工作原理就定为本节课的第二个重点。 难点的确定： 由于物体的沉浮条件内容较多，如果学生对此理解不到位，就会直接影响到本节课的后续教学内容浮力应用的学习，所以把学生对该条件的理解确定为本节课的教学难点；而学生在学习轮船、潜水艇的工作原理时，由于涉及到对前面所学知识的综合运用，这可能会造成学生思维上的混乱，因此把这部分知识也定为本节教学的难点。 五、教法： 采用学生探究和教师演示实验法、讲授法和谈话法相结合的教学方法。 五、教学策略设计 本节课在教学的指导思想上，始终坚持“教师为主导，学生为主体”的原则，通过教师创设问题情境和有效的设问引导，让学生亲历物理知识的构建过程； 在教学方法和手段上，采用学生实验探究与教师、学生演示实验相结合、观察实验现象与作图受力分析相结合，归纳与比较详解、物理理论知识与生活实际等多种方法，并辅以多媒体等手段，把教学过程设计成以学生对浮沉现象认识的实验探究为切入点，以观察实验和已有知识为基础，以问题为主线的师生对话交流的过程； 在学法指导上，让学生尝试自己观察思考、描述实验现象，分析概括，得出结论；使学生在获取知识过程中，领会物理学的研究方法，受到科学思维方法训练以及协作精神、探索精神等情感态度价值观教育。 六教具：多媒体课件、玻璃水槽一个，自制潜水艇模型，等体积的铝片两个，盛液筒1个，水适量，气球和氢气球各一个 学具：分组实验：15组，每组：200毫升和50毫升各1个，玻璃棒1个，盐60克，一次性纸杯1个，装适量沙子的乒乓球 1个，水适量 七、教学流程图 知识回顾 漂浮、悬浮、下沉、上浮 创设情景 导入新课 引出问题：物体的浮沉条件及应用 完成对乒乓球浸没在清水和盐水中的浮沉现象观察实验探究； 讲授新课： 一、物体的浮沉条件 利用多媒体课件来对浸没在液体里的物体进行受力分析 比较悬浮和漂浮；下沉和沉在容器底部的异同点 实验探究 总结规律 总结物体的浮沉条件； 二、如何改变物体的浮沉条件 三、物体的浮沉 条件的应用 1、G不变，F浮改变； 演示实验得出轮船原理 2、F浮不变G改变；演示实验：潜水艇模型的浮沉(学生做) 1、轮船:工作原理、排水量、漂浮、浮力大小不变且等于重力 2、潜水艇：演示实验，分析在水面下时浮力与重力的变化 3、气球和飞艇：演示对比实验，原理-物<空气， F浮>G物 八、教学过程设计 教学环节和教学内容 一、知识回顾：阿基米德原理及表达式 二、创设情境，引入课题 先向学生展示先向学生展示四张不同物体浮沉的图片，其中一张是关于潜水艇的照片。让学生说出它们的浮沉情况. 三、讲授新课： 一、物体的浮沉条件 1、实验探究： 按照幻灯片的图示，完成对装有适量沙子乒乓球浸没在清水、盐水中的浮沉现象观察实验探究； 教师活动 教师倾听，必要时帮助纠错 学生活动 积极思考，回答问题 设计意图 为后面改变浮力大小变化以及轮船从海里到河里，排开液体体积等问题的解决提供必备的知识 用贴近时事和生活的例子引入课题，提出要解决的问题，激发学生学习兴趣。 问：潜水艇这么一个庞然大观察 物，却能自由地上浮与下沉， 同学们想知道它的浮沉原理好奇 吗？提出问题：为什么这些 物体的浮沉情况不一样？并兴奋 继而提出：物体的浮与沉是 由什么因素决定的呢？从而思考 引出本节课的主题：物体的 浮沉条件及应用。 回答 观察到装适量沙子乒乓球的物体 结合多媒体图片对悬浮和漂浮沉情况是：下沉浮，下沉和沉底进行对比。 -沉在容器的底部；悬浮；上浮-漂浮。回答 让学生通过观察该实验感知装有适量沙子的乒乓球浸没在清水和不同密度的盐水中的浮沉现象。用FLASH帮助学生加深印象 2受力分析： 让学生回顾物体在液体中的几种常见状态：漂浮、悬浮、下沉、上浮，提问学生，为什么不同的物体放到液体中会有不同的状态？让学生说出自己的想法。引导学生从受力分析角度，探究物体的浮沉条件。并对物体处于漂浮和悬浮这两种状态以及下沉和沉在容器底部的浮沉情况的异同加以比较 引导学生思维： 从受力分析角度探讨问题。 先让学生对物体在液体中处于上浮和下沉两种运动状态进行分析，然后对物体静止在液体的三种状态进行受力分析，得出物体处于这五种状态时要满足浮力与重力的大小对应关系即物体浮沉条件。 由浅入深，层层递进，引导学生动脑思考，培养学生的逻辑思维能力和口头表达能力。通过老师的引导，思考 回答 使学生在观察的过程中思维得到启发。让学生对物体进行受力分析，培养学生的理论分析能力。 观察 用课件总结出物体下沉与上浮条件，并将结论写在黑思考 利用多媒体课件解释物体的浮沉条件，将抽象的物理情境清晰地展现出来，有利于分析 让学生的把感性认识上升到理性认识。 通过总结让学生对物理解 体的浮沉条件有系统的了解。通过进一步提记忆 问，加深学生对物体浮沉条件的认识，让学生明确漂浮与悬浮是物体在液体中的两种状态，而下沉和上浮则是两个过程。 3.总结规律，得出物体的浮沉条件： 师生共同得出物体的下沉与上浮条件： 板上。引导学生分步对物体进行受力分析。 上浮：F浮>G 向上运动 漂浮：F浮=G静止 V排 < V物 悬浮： F浮=G V排=V物 静止 下沉：F浮<G 向下运动 沉在容器的底部。F浮<G静止 回答 二、如何改变物体的浮沉条件 引导学生分析物体浮沉得出物体的浮沉是由物体所思考 对此问题的讨论，得出改变物体的浮沉的方法受的浮力与重力的大小关系是：1、 G不变， F浮改变；2、F来决定的。 浮不变， G改变 接着，观察现象后得出：演示教师的演示实验两张完实验中采用了G不变，采用“空心”全相同的铝片，一个制成空的办法，增大排水体积，从而增大可利用的浮力，使物体漂浮于水面。分析 为后面讲解轮船、潜水艇和气球和飞艇原理讨论 储备了知识，让学生体会到物理知识在科技从而揭示了轮船的工作原理.以此进入第三个内容的学习，物体浮沉条件的应用。 心方槽，另一个不变，先后放入水中 观察 生活中的应用价值，激发学习物理的热情。 并尝试说说演示演示实验中改变实验中是通过什么物体的浮沉让学生想方法来改变它们原来的浮沉情况 到了轮船的原理，为下一个专题浮力的应用完成了一个很好的过渡。 三、物体的浮沉条件的应用 1、轮船: 1）工作原理：采用_的办法，增大_ ，从而增大可利用的_. 2）排水量：轮船的大小用排水量来表示:轮船满载时排开水的质量 3）由于轮船在河里和海里都是漂浮，因而所受浮力相同，且有浮力与重力大小相等 4）同一艘轮船从河里到海里，船会上浮些还是下沉些？为什么？ 2、潜水艇的浮沉原理。 1. 让学生亲自参与教师自制潜水艇模型演示实验来感受潜水艇的浮沉原理: 教师引导学生对实验结论进行总结：即 对于密度大于水的物体如钢铁材料可以做成空心，这样可以增大排水体积，从而增大可利用的浮力，使物体漂浮于水面-轮船原理 教师从排水量来解释，用多媒体展示从物体浮沉条件及阿基米德原理来解释的内容。 提示学生： 阅读课本58页，了解轮船相关知通过老师一步步提高学生的逻识，思考回答幻灯的引导，片的内容。 辑推理能力；并将规律教学导入应用阶段，培学生分析思考 养学生学以致用的能力，让学生感受到物理讨论 的科学性和实用性。 回答 通过自制模型向同学们展示潜水艇上浮和下潜的过程。引导学生利用物体的浮沉条件，分析潜水艇上浮，下潜的原因。 观察 思考，回答 潜水艇能自由的浮沉，要得益于潜水艇的特殊构造2、引导学生运用物体的浮沉条潜水艇有两个储水仓，储水仓能自由地进行充水和排件来解释潜水艇的浮沉原理。 水，从而改变潜水艇自身的重量潜水艇也是用钢铁作成 的，可它为什么能在水中上漂浮：F浮=G 浮和下潜呢？ 下沉：F浮<G 上浮：F浮>G 总结：潜水艇是靠改变自身重力来达到改变浮力和重力的关系，从而决定上浮或下潜的。 观察潜水艇模型在水中的运动情况，思考潜水艇是怎么利用浮沉条件来实现浮沉的。 听讲 分析：潜水艇浸没水中后浮力 的变化 3、气球和飞艇 原理：物<空气， F浮>G物 对比实验：一个充入空气和另一个充入氦气的气球，同时释放，让学生观察它们在空气中的不同状态，从而得出气球升空的原理。 观察 有机地融入了演示实思考，回答 验，帮助学生对知识的理解。 六、板书设计： 第三节 物体的浮沉条件及应用 一、物体的沉浮条件： 上浮：F浮>G 向上运动 漂浮：F浮=G静止 V排 < V物 悬浮：F浮=G V排=V物 静止 下沉：F浮<G 向下运动 沉在容器的底部。静止 二、如何改变物体的沉浮 ？ 1、 G不变， F浮改变； 2、F浮不变， G改变 三、物体浮沉条件的应用 1、轮船： 1）工作原理：采用“空心”，增大排开水的体积来增大浮力，使它能够漂浮着 2）排水量： 3）轮船在河里和海里都是浮体，因而所受浮力相同。 4）同一艘轮船从河里到海里浸入的体积变小 2、潜水艇：改变自身的重力实现浮沉。 在液面下浮沉时V不变，浮力不变，重力改变，浮沉改变。 3、气球和飞艇的原理： 充有密度小于空气的气体氢气、氦气等。原理： F浮>G物，物体在空气中