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1、《浮力的應(yīng)用》教學案設(shè)計
高垚駿[安徽省宣城市新田中心初中]
教學設(shè)計
一、教材分析
本節(jié)《浮力的應(yīng)用》是在學習了上節(jié)《浮力》,知道浮力的產(chǎn)生及其大小的基礎(chǔ)上,進一步學習物體浮沉的條件,知道物體浮沉條件在實際生活中的應(yīng)用,理解輪船、潛水艇、氣球和飛艇是如何改變浮力或重力,來實現(xiàn)浮沉的,通過本節(jié)課的學習使學生體會物理就在我身邊,初步學會用浮力知識解決生活中的實際問題。
二、學情分析
本節(jié)課學生已經(jīng)掌握基礎(chǔ)知識較扎實,已經(jīng)學習了系統(tǒng)的力學基礎(chǔ)知識,剛學過浮力產(chǎn)生的原因及阿基米德原理,有強烈的好奇心和求知欲望,知識面廣,學習習慣較好,自學能力較強。
2、本節(jié)課主要指導學生應(yīng)用實驗歸納總結(jié)本課的教學重點、難點,隨著實驗的總結(jié)、拓展,真正發(fā)揮了學生的正常思維潛能,激發(fā)了學生對自然科學的探究,搜集整理浮力在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用,培養(yǎng)了學生實驗操作能力和團結(jié)協(xié)作的精神。
三、設(shè)計思路
根據(jù)浮力知識的教學分解,本節(jié)教學的知識要點:一是物體的浮沉條件;二是浮沉條件的應(yīng)用。知識本身的難度并不算大,但貫穿在從如何調(diào)節(jié)浮力與重力的大小關(guān)系去理解浮力的應(yīng)用事例這個分析過程要求較高,是進行本節(jié)教學的關(guān)鍵,為此,本節(jié)教學的策略設(shè)計是:從觀察、分析、比較物體的浮沉情況→認識物體的浮沉條件(受力條件和密度條件)→調(diào)節(jié)浮力與重力的大小關(guān)系→理解浮力的應(yīng)用(輪船、潛水艇、
3、氣球和飛艇、選種諸方面的應(yīng)用)。
四、三維目標
⒈知識與技能
⑴知道物體的浮沉條件;
⑵知道浮力的應(yīng)用
⒉過程與方法:
⑴通過觀察、分析、了解輪船是怎樣浮在水面的;
⑵通過收集、交流關(guān)于浮力應(yīng)用的資料,了解浮力應(yīng)用的社會價值。
⒊情感態(tài)度與價值觀
⑴初步認識科學技術(shù)對社會發(fā)展的影響。
⑵初步建立應(yīng)用科學知識的意識。
五、教學設(shè)計
⒈教學重點
知道輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。
⒉教學難點:
理解改變物體所受的重力與浮力的關(guān)系,能增大可利用的浮力。
⒊教具準備:
燒杯、水、體積相同的蠟塊和鐵塊、兩個鐵罐子、沙子、潛水艇模型、熱氣球模型、多媒體課件。
⒋教
4、學方法:
分析討論法:通過對以前知識的再應(yīng)用,分析浮力產(chǎn)生的原因,利用重力和浮力的關(guān)系討論物體沉浮條件及沉浮條件在實際中的應(yīng)用。
⒌課時安排:
1課時
六、教學過程:
㈠新課引入
[演示]:
⒈出示鐵塊和蠟塊讓學生觀察發(fā)現(xiàn)它們體積相等。
⒉將體積相同的鐵塊和蠟塊同時浸沒在水中后松手。
[現(xiàn)象]:
鐵塊沉入杯底而蠟塊上浮最終浮在水面。
[提問]:
1.浸沒在水中的鐵塊、蠟塊(松手后)各受到什么力?
(浮力、重力)
⒉鐵塊和蠟塊受到的浮力相等嗎?
(相等。因為V排相等,根據(jù)阿基米德原理可知浮力相等。)
⒊既然鐵塊和蠟塊受到的F浮相同,為什么松手后鐵塊沉底而蠟塊上???
5、
液體中,物體的浮沉取決于什么呢?
[講解]:
物體的浮沉條件:
分析蠟塊:松手后,浸沒在水中的蠟塊所受到的F浮>G蠟,所以蠟塊上浮。當蠟塊逐漸露出水面,V排減小,浮力減小,當F浮=G物時,蠟塊最終漂浮在水面。即:F?。綠物上浮,最終漂浮。
分析鐵塊:松手后,浸沒在水中的鐵塊所受到的F浮<G鐵,鐵塊下沉。到達容器底部后,鐵塊受到F浮、G鐵和F支,三力平衡,靜止在容器底,我們說鐵塊沉底。即:F浮<G物下沉,最終沉底。
若一個物體浸沒在水中,松手后F浮=G物,受力平衡,物體的運動狀態(tài)不變,我們說物體懸浮在液體中。即:F浮=G物,最終懸浮。
總 結(jié):通過上述分析,我們知道浸在液體中物體
6、的浮沉取決于物體所受F浮與G物的關(guān)系。
㈡進行新課
⒈討論:
⑴木材能漂浮在水面,其原因是什么?
⑵把一根木頭挖成空心,做成獨木舟后,其重力怎么變化?它可載貨物的多少怎么變化?重力變小,可以裝載的貨物變多。
[指出]:
從浮力的角度看,把物體做成空心的辦法,增大了可利用的浮力,而且這種古老的“空心”辦法,可以增大漂浮物體可利用的浮力。
[質(zhì)疑]:
密度比水大的下沉的物體有沒有辦法讓它上浮或漂浮呢?
⒉實驗:
兩個外形相同的鐵罐子,一個空心,一個裝滿沙;同時按入水中,松手后實心的下沉,空心的上浮最終漂浮。
[質(zhì)疑]:
⑴鐵的密度大于水的密度,空心的鐵罐子為什么能漂浮呢?可
7、能是因為什么呢?
(因為它是空心的,F(xiàn)浮>G物,所以能上浮,最終能漂浮。)
⑵要想讓實心的鐵罐子也漂浮,可以怎么辦呢?
(把沙取出來,變成空心的。)
⑶大家的想法是如何調(diào)節(jié)的鐵罐子的浮沉的呢?
(F浮不變,挖空使G物變小,當F?。綠物,鐵罐子自然就浮起來了。)
[指出]:
上述實驗告訴我們采用“空心”的辦法,不僅可以增大漂浮物體可利用的浮力,還可以使下沉的物體變得上浮或漂浮。
⒊應(yīng)用
輪船
⑴原理:
采用把物體做成“空心”的辦法來增大浮力,使浮力等于船和貨物的總重來實現(xiàn)漂浮。
⑵排水量:
滿載時,船排開的水的質(zhì)量。即:V排=m船+m貨
[質(zhì)疑]:
⒈輪船從河水駛?cè)?/p>
8、海里,它的重力變不變?它受到的浮力變大、變小還是不變?(不變,始終漂?。?
⒉它排開的液體的質(zhì)量變不變?(不變)
⒊它排開的液體的體積變不變?
(變,ρ海水>ρ水,所以V排海水<V排水)
⒋它是沉下一些,還是浮起一些?(V排變小了,所以上浮一些)
[強調(diào)]:
同一條船在河里和海里時,所受浮力相同,但它排開的河水和海水的體積不同。因此,它的吃水深度不同。
潛水艇
[學生實驗]:
潛水艇能潛入水下航行,進行偵查和襲擊,是一種很重要的軍事艦艇。它是怎么工作的呢?我們用打吊瓶用的小塑料管來模擬潛水艇。請同學們利用和塑料管連接的細管給塑料管吹氣或吸氣。
現(xiàn)象:吸氣時,水逐漸進入管中,管
9、子下沉;吹氣時,管中的水被排出,管子上??;
[質(zhì)疑]:
⑴小塑料管浸沒在水中所受F浮是否變化?
(塑料管形變很小,V排基本不變,所以可以認為F浮不變)。
⑵那它是怎樣上浮或下沉的呢?
(吹氣時,水從管子中排出,重力變小,F(xiàn)浮>G物,所以上??;吸氣時,水進入管子,重力變大,F(xiàn)浮<G物,所以下沉)
[講解]:
潛水艇兩側(cè)有水艙,當水艙中充水時,潛水艇加重,就逐漸潛入水中;當水艙充水使艇重等于同體積水重時,潛水艇就可懸浮在水中;當壓縮空氣使水艙中的水排出一部分時,潛水艇變輕,就可上浮了。
潛水艇:
原理:靠改變自身重力來實現(xiàn)在水中的浮沉。
[強調(diào)]:
潛水艇在浸沒在水下不同深度
10、所受浮力相同。
密度計
[演示]:
“密度計測量液體密度”的實驗。
[質(zhì)疑]:
密度計在不同的液體中都是漂浮的,如何實現(xiàn)液體密度的測量?
G物=F浮=ρ液V排g
[討論]:
液體密度大時,密度計會發(fā)生怎樣變化?(排液量減少)
氣球和飛艇
[演示]:
“熱氣球”的實驗。
[質(zhì)疑]:
酒精燃燒后袋內(nèi)空氣密度怎樣變化?
原理:ρ氣<ρ空氣,使它受到的F浮>G物而升空。
[討論]:
要使充了氦氣、升到空中的氣球落回地面,你們能想出什么辦法?要使熱氣球落回地面,有什么辦法?(放氣或停止加熱)
其他應(yīng)用
密度計、鹽水選種等。
㈢課堂小結(jié)
本節(jié)主要學習的內(nèi)容:
11、
⒈知道物體的浮沉條件;
⒉知道浮力的應(yīng)用
㈣布置作業(yè)
本節(jié)“動手動腦學物理”:⒈⒉⒊⒋⒍
七、板書設(shè)計
物體的浮沉條件
懸浮 F浮=G物
下沉 F?。糋物
上浮 F?。綠物 漂浮F浮=G物
排液減少,F(xiàn)浮↓
上升至露出液面
浮力的應(yīng)用
增加排水量,F(xiàn)浮↑
改變浮力
輪 船 漂浮
吸、放水
改變重力
潛水艇 浮沉
密度計 漂浮
排液量不同
液體密度不同
氣球/氣艇 浮沉
改變密度
改變重力
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