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《浮力的應用》教學案設計 高垚駿[安徽省宣城市新田中心初中]　 教學設計 一、教材分析 本節(jié)《浮力的應用》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)掌握基礎知識較扎實，已經(jīng)學習了系統(tǒng)的力學基礎知識，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。本節(jié)課主要指導學生應用實驗歸納總結本課的教學重點、難點，隨著實驗的總結、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)、生活中的應用，培養(yǎng)了學生實驗操作能力和團結協(xié)作的精神。 三、設計思路 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系去理解浮力的應用事例這個分析過程要求較高，是進行本節(jié)教學的關鍵，為此，本節(jié)教學的策略設計是：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系→理解浮力的應用（輪船、潛水艇、氣球和飛艇、選種諸方面的應用）。 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、交流關于浮力應用的資料，了解浮力應用的社會價值。 ⒊情感態(tài)度與價值觀 ⑴初步認識科學技術對社會發(fā)展的影響。 ⑵初步建立應用科學知識的意識。 五、教學設計 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教學方法： 分析討論法：通過對以前知識的再應用，分析浮力產(chǎn)生的原因，利用重力和浮力的關系討論物體沉浮條件及沉浮條件在實際中的應用。 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浮？ 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?。綠蠟，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?。糋鐵，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?。糋物下沉，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：通過上述分析，我們知道浸在液體中物體的浮沉取決于物體所受F浮與G物的關系。 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輪船從河水駛入海里，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)?。綠物，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?。綠物而升空。 [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） 其他應用 密度計、鹽水選種等。 ㈢課堂小結 本節(jié)主要學習的內(nèi)容： ⒈知道物體的浮沉條件； ⒉知道浮力的應用 ㈣布置作業(yè) 本節(jié)“動手動腦學物理”：⒈⒉⒊⒋⒍ 七、板書設計 物體的浮沉條件 懸浮 F浮＝G物 下沉 F?。糋物 上浮 F浮＞G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