10.3+物體的浮沉條件及應(yīng)用+教學(xué)設(shè)計++-2024-2025學(xué)年人教版物理八年級下學(xué)期

《物體的浮沉條件及應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計章節(jié)人教版（2024）物理八年級下冊第十章第三節(jié)課題物體的浮沉條件及應(yīng)用課時1課型規(guī)律課授課時間教學(xué)內(nèi)容分析課標要求解讀《義務(wù)教育課程標準（2022年版）》對本節(jié)內(nèi)容的要求為：2.2.9能運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)生活中的有關(guān)現(xiàn)象。例10了解潛水艇的浮沉原理。（一）課程標準對本節(jié)學(xué)生需要掌握的知識要求有：（1）物體浮沉的條件：①物體在液體中，有漂浮、懸浮、沉底的三種狀態(tài)和上浮、下沉的兩種現(xiàn)象；②從靜力學(xué)的角度分析，當物體在液體中，浮力大于重力時，物體上??；浮力大于重力時，物體受力平衡，可以懸浮在液體內(nèi)；浮力小于重力時，物體下沉。③從物質(zhì)特性的角度分析，當物體在液體中，如果它的密度小于液體的密度，物體上??；如果它的密度等于液體的密度，物體懸浮；如果它的密度大于液體的密度，物體下沉。（2）生產(chǎn)生活中的浮沉現(xiàn)象了解潛水艇、輪船、氣球、飛艇、鹽水選種子的原理。（二）課程標準對本節(jié)學(xué)生掌握知識的程度要求為：“說明”和“了解”屬于認知性目標行為動詞，了解水平，基本特征是復(fù)述，即把已經(jīng)學(xué)過的知識，通過回憶按照問題的要求陳述出來。因此，本節(jié)要求學(xué)生能夠判斷出物體在液體中所處的狀態(tài)，探究總結(jié)出物體的浮沉條件，且運用物體的浮沉條件解釋生產(chǎn)生活中的一些浮沉現(xiàn)象。教材分析本節(jié)內(nèi)容屬于初中物理八年級下冊第十章第三節(jié)，是在前兩節(jié)浮力概念和阿基米德原理的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)上進一步探究物體的浮沉條件，與前兩節(jié)內(nèi)容構(gòu)成完整的浮力知識體系。物體浮沉條件的探究將重力、質(zhì)量和密度、二力平衡和浮力等知識聯(lián)系起來，是力學(xué)知識的綜合應(yīng)用，且與生活實際應(yīng)用聯(lián)系密切，重在提升學(xué)生的分析能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會責任核心素養(yǎng)。為了達成課程標準要求中的“運用物體的浮沉條件說明生產(chǎn)生活中的一些現(xiàn)象”，教材設(shè)計了物體的浮沉條件和浮力的應(yīng)用兩部分內(nèi)容。物體的浮沉條件這部分內(nèi)容，教材從學(xué)生生活經(jīng)驗提出問題：，引導(dǎo)學(xué)生受力分析、并運用運動和力的關(guān)系、二力平衡條件、整合歸納得出物體浮沉?xí)r，浮力和重力的大小關(guān)系，又利用阿基米德原理、重力、密度知識進行整合,從而得出物體浮沉?xí)r，液體密度和物體密度的大小關(guān)系。同時介紹了農(nóng)業(yè)上鹽水選種的例子和鹽水浮雞蛋的小實驗，加深學(xué)生對物體浮沉條件的認識。浮力的應(yīng)用這部分，教材選取了3個實例來幫助學(xué)生利用浮沉條件解釋生產(chǎn)、生活的一些現(xiàn)象。首先從學(xué)生熟悉的船引入教學(xué)，介紹船的發(fā)展歷程，并利用能承載重物的橡皮泥船，認識到空心的作用，輪船是改變排開水的體積從而改變浮力實現(xiàn)浮沉的實例代表。潛水艇是改變重力實現(xiàn)浮沉的實例代表。氣球和飛艇是改變密度從而改變重力實現(xiàn)升空的實例代表，學(xué)生通過學(xué)習(xí)輪船、潛水艇、氣球和飛艇的浮沉原理，了解物理知識在生產(chǎn)，生活中的應(yīng)用。另外，教材的兩個想想做做用日常用品進行實驗，拉近物理與生活的距離，讓學(xué)生深切體會到科學(xué)的真實性。教材最后對飛艇與能源進行了簡單的介紹，反映了科技發(fā)展的新面貌，使學(xué)生除了學(xué)到科學(xué)知識外還能感受到時代的脈搏。物理內(nèi)容分析（1）物體浮沉條件的文字表述：浮力大于重力時，物體上?。桓×Φ扔谥亓r，物體受力平衡，可以懸浮在液體內(nèi)；浮力小于重力時，物體下沉。或：浸沒在液體中的物體，如果它的密度小于液體的密度，物體上??；如果它的密度等于液體的密度，物體懸浮；如果它的密度大于液體的密度，物體下沉。（2）物體的浮沉條件及應(yīng)用的意義：探究物體的浮沉條件可以解釋物體在液體中的狀態(tài)，在此過程中可以提升學(xué)生觀察現(xiàn)象的能力和分析問題的能力。物體浮沉的條件又可以運用在生產(chǎn)生活中，了解物體浮沉的條件在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用可以培養(yǎng)學(xué)生的社會責任核心素養(yǎng)。（3）物體浮沉條件的內(nèi)涵：從力學(xué)角度來看，物體在液體中的狀態(tài)與物體所受浮力和重力的大小有關(guān)；從物質(zhì)特性的角度來看,物體在液體中的狀態(tài)與物體和液體的密度有關(guān)。（4）物體的浮沉條件及應(yīng)用的外延：教科書中講述了物體在液體中的浮沉條件，但該浮沉條件也適用于氣球、飛艇等在空中的漂浮。（5）物體浮沉條件及應(yīng)用的關(guān)聯(lián)：從力學(xué)的角度分析物體的浮沉現(xiàn)象運用了二力平衡等力學(xué)基礎(chǔ)知識，即鞏固了前面所學(xué)的知識，為后續(xù)解決物體較復(fù)雜的受力情況提供了思路，奠定了基礎(chǔ)。（6）物體浮沉規(guī)律應(yīng)用的發(fā)展：物體在液體中漂浮、懸浮、沉底的狀態(tài)和上浮、下沉的現(xiàn)象是生產(chǎn)生活中的直觀經(jīng)驗。了解其中的原理之后，又可以根據(jù)需要，把物理知識投入生產(chǎn)生活，如輪船、潛水艇、氣球、飛艇等的設(shè)計。學(xué)情分析本節(jié)課的教授對象為初二年級的學(xué)生，通過對浮力和阿基米德原理的學(xué)習(xí)，學(xué)生對浮力及其大小有了一定的認識，對物體的浮沉也有一些生活體驗，并且學(xué)生已經(jīng)掌握了運動和力的關(guān)系，簡單受力分析、二力平衡條件等力學(xué)基礎(chǔ)知識，但分析總結(jié)物體的浮沉條件能力不足，需要教師加以指導(dǎo)。此外，雖然學(xué)生通過電視或網(wǎng)絡(luò)對輪船、潛水艇、氣球和飛艇有些許了解，但是對于如何實現(xiàn)它們的浮沉，缺少理論指導(dǎo)。并且學(xué)生可能會認為在液體中重的物體會下沉，輕的物體會上浮，在教學(xué)中教師要引導(dǎo)學(xué)生從力的角度和密度的角度分析物體的浮沉?；A(chǔ)生活經(jīng)驗1.學(xué)生知道乒乓球等輕的物體可以浮在水面上，石頭等重的物體會沉入水底。2.見過輪船、氣球的影像或?qū)嵨铩W(xué)習(xí)基礎(chǔ)概念規(guī)律學(xué)習(xí)了重力、浮力、力與運動的關(guān)系、二力平衡等力學(xué)基礎(chǔ)知識；思想方法初步掌握了依據(jù)探究實驗概括規(guī)律的思想。探究能力具備一定觀察分析能力、動手實踐能力及物理規(guī)律的總結(jié)能力。教學(xué)目標物理觀念1.知道物體的浮沉是由物體在液體（氣體）中所受浮力與重力的大小關(guān)系決定的，且與物質(zhì)的密度有關(guān)科學(xué)思維1.通過分析乒乓球的浮沉現(xiàn)象，掌握從受力分析入手分析物體運動的方法2.通過物體浮沉條件的應(yīng)用（如輪船、潛水艇等），能夠應(yīng)用對應(yīng)物理模型解決實際問題科學(xué)探究1.通過小組探究不同物體在水中的浮沉狀態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力、合作能力、以及對結(jié)果的交流、評估、反思能力科學(xué)態(tài)度與責任1.認識浮力對人類生活、生產(chǎn)的影響，學(xué)會分析生活中的浮沉現(xiàn)象2.通過自制小船、熱氣球等，做到理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用，認識科學(xué)技術(shù)對社會發(fā)展的影響教學(xué)重點從力的角度總結(jié)歸納物體的浮沉條件。如何改變物體的浮沉條件。物體浮沉條件的應(yīng)用。教學(xué)難點運用物體的浮沉條件解釋輪船、潛水艇、熱氣球其中的原理。教法與學(xué)法教學(xué)模式啟發(fā)引導(dǎo)模式教學(xué)策略認知沖突策略、認知整合策略教學(xué)方法講授法、演示法、實驗法教法：本節(jié)課作為一堂物理規(guī)律課，采用啟發(fā)引導(dǎo)和討論探究的教學(xué)模式，主要運用講授法、演示法、實驗法三種教學(xué)方法。通過演示“乒乓球沉浮的實驗”，定量計算重力與浮力的大小，讓學(xué)生更深入地理解物體的沉浮條件。通過學(xué)生自己做小船實驗，消除密度大的物體一定下沉的錯誤認知。學(xué)法：學(xué)生在教師逐步的提問引導(dǎo)下通過觀察和探究掌握物體在液體中的浮沉條件，并且動手制作橡皮泥船，提高對于浮力的理解與應(yīng)用。教學(xué)手段教學(xué)用具：乒乓球，細沙，透明水杯，清水，橡皮泥，栗子，電吹風，塑料袋，天平輔助資源：多媒體教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖新課引入1.老師提問：隱沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，但是有的物體要上浮，有的卻要下沉。這是為什么？2.演示實驗的進行：實驗器材：一號乒乓球（不裝沙子），二號乒乓球（裝少量沙子），三號乒乓球（裝滿沙子），乒乓球體積均為33.5cm3，裝有一定量清水的透明水杯；天平；老師依次擺放好器材，三個乒乓球，透明水杯。老師首先對學(xué)生們進行提問：同學(xué)們，老師把乒乓球放入透明水杯會發(fā)生什么呢？老師首先放入三號乒乓球，發(fā)現(xiàn)乒乓球下沉到底部。老師拿起二號乒乓球，提出相同的問題。把乒乓球放入透明水杯后，發(fā)現(xiàn)乒乓球懸浮在水中。老師拿起最后一個乒乓球，放入透明水杯中，發(fā)現(xiàn)乒乓球上浮。1.學(xué)生帶著疑問進行下面課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)。2.觀察老師演示實驗的初始情境。學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗回答：乒乓球會上浮，最終漂浮在水面上。根據(jù)上一個乒乓球，學(xué)生回答：乒乓球會下沉。觀看最后一個小球的浮沉情景，進行思考。1通過提問，學(xué)生進行思考，把生活中的例子與浮力聯(lián)系起來。進而引出本節(jié)課的內(nèi)容。2.通過演示實驗，增加物理教學(xué)中的趣味性，提高學(xué)生對物理學(xué)科的興趣。新課講授1.根據(jù)演示實驗現(xiàn)象，老師提出“常識”的錯誤性。老師向同學(xué)們提出：“常識”有時是錯誤的，我們需要發(fā)展創(chuàng)新質(zhì)疑的能力。2.教師講解物體的五種浮沉狀態(tài)，并且邀請學(xué)生上臺畫出五種狀態(tài)的受力分析。老師對演示實驗進行總結(jié)歸納，得出物體的沉浮條件：當物體浸沒在水中時（1）浮力大于重力時，物體上浮。（2）浮力等于重力時，物體受力平衡，可以懸浮在液體內(nèi)。（3）浮力小于重力時，物體下沉。3.演示實驗：選取沉入水底的乒乓球，分別放入三杯水中。學(xué)生觀察物體的浮沉狀態(tài)并畫出受力分析圖。得出結(jié)論：物體的浮沉情況也可以用物體密度和液體密度的大小來描述。老師舉出生活中的例子：在用鹽水選種時，把漂浮的種子清除掉，留下下沉的飽滿種子。4.教師總結(jié)物體的浮沉條件。5.演示實驗：教師利用自制教具先對氣球充氣使物體浮起，再向瓶內(nèi)注水使物體下沉。學(xué)生觀察物體的浮沉狀態(tài)并回答改變物體浮沉狀態(tài)的兩種方法（改變自重和浮力大?。?。1.學(xué)生意識到生活經(jīng)驗有時會欺騙自己，初步具有了質(zhì)疑創(chuàng)新的精神。2．學(xué)生上臺畫出受力分析圖。3.學(xué)生畫出不同密度下的受力分析圖，學(xué)習(xí)通過密度判斷物體浮沉的方式。并了解日常生活中的應(yīng)用。1.發(fā)展了學(xué)生質(zhì)疑創(chuàng)新的能力，通過乒乓球“不一般”的行為強化了學(xué)生的實驗意識。2.通過學(xué)生思考，將現(xiàn)象與理論結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理模型解決實際問題的科學(xué)思維實驗探究1.教師提供實驗器材（裝有水的透明水缸、燒杯、食鹽、吸管、細鐵絲、攪拌棒、薄鐵片、蠟塊、橡皮泥、硬幣、干紅棗、空塑料瓶、胡蘿卜塊），學(xué)生探究不同物體在水中的浮沉狀態(tài)，并且探索如何改變物體當前的浮沉狀態(tài)（不定向）。2.小組展示與交流實驗結(jié)果。學(xué)生認真做實驗，并進行討論交流。通過探究性、開放性實驗，培養(yǎng)學(xué)生求真、探索的科學(xué)精神。學(xué)生實驗可以提高學(xué)生的實驗?zāi)芰?，強化學(xué)生的實驗意識，提高學(xué)生對物理學(xué)科的興趣。浮力的應(yīng)用1.輪船播放003號航空母艦視頻老師提出問題：輪船是用鋼鐵制造的，鋼鐵的密度遠大于水，怎么用沉重的而堅硬的鋼鐵制成可以承載那么多貨物的船呢？實驗開始前：老師：根據(jù)阿基米德原理，排開液體的重力與浮力數(shù)值相同，為了讓物體漂浮在水面上，我們需要增大浮力也就是增大排開液體的重力，現(xiàn)在請同學(xué)們想一想，我們實驗中液體種類已經(jīng)確定了，可以通過改變哪一個量來增大排開液體的重力。大家可以仿照輪船模型。老師：同學(xué)們，我們發(fā)現(xiàn)把鋼鐵做出船狀放在水面，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水較多，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。輪船就是根據(jù)這個道理制造的。老師介紹排水量：輪船裝滿貨物時排開水的質(zhì)量。2.潛水艇2.1播放視頻，介紹我國長征18號潛水艇，提問其可以在深海之中可以自由上浮與下沉的原理。（潛水艇能潛入水下航行，進行偵察和襲擊，是一種很重要的軍用裝置。潛水艇的艦身裝有水艙。潛水艇通過水艙改變自身重力，實現(xiàn)在水中上浮，下沉，懸浮的三個不同狀態(tài)。向水艙充水時，潛水艇變重，逐漸潛入水中。水艙充水后潛水艇重等于同體積的水重，它可以懸浮在水中。當用壓縮氣體將水艙中拍出一部分時，潛水艇變輕，從而上浮。實際航行時，上浮和下潛過程中潛水艇總要開動推進器加快上浮和下潛的速度。3.氣球和飛艇3.1氣球演示實驗：老師取一個稍大的薄塑料袋，袋口用很細的銅絲框成一個圓口，開口朝下，用電吹風向袋內(nèi)吹熱空氣。放手后，塑料袋熱氣球便冉冉上升。師：同學(xué)們，你知道塑料袋上升的原因嗎？在這里我們可以應(yīng)用本節(jié)課學(xué)習(xí)的關(guān)于物體的浮沉條件的知識。我們用電吹風吹熱空氣后，由于熱脹冷縮的知識，塑料袋內(nèi)部密度小于外部，塑料袋上浮。解釋氣球漂浮在空中的原理：氣球內(nèi)氣體密度小于空氣的密度。舉例：高空探測氣球：內(nèi)部充的是氫氣和氮氣；學(xué)生實驗：將塑料袋罩在酒精燈上方，保持一段時間，釋放塑料袋，塑料袋上浮。3.2飛艇5月15日4時40分，我國第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究“巔峰使命”珠峰科考中，“極目一號”Ⅲ型浮空艇平臺超過世界最高峰珠穆朗瑪峰，到達海拔9032米的高度，創(chuàng)造了浮空艇大氣科學(xué)觀測世界紀錄。特點：定向航行；之前使用氫氣（易爆炸），現(xiàn)在改為氦氣（不會爆炸）；飛行速度低但是造價低廉。運行原理：氣囊內(nèi)的氣體密度小于空氣的密度。1.學(xué)生在老師的提示下對輪船原理進行思考，并根據(jù)做過的實驗回答問題：因為輪船增大了排開水的體積，浮力變大2.了解潛水艇的原理。觀察老師的演示實驗，并動手進行實踐操作，在老師的講解下了解氣球，氣艇的原理。1.學(xué)生通過了解我國最新的航空母艦，浮空艇，有利于家國情懷的培養(yǎng)，民族自豪感的提升。1.學(xué)生掌握潛水艇的工作原理，對物體的浮沉條件知識的掌握進一步加深。2.演示實驗以及動手實驗可以增加課堂的趣味性，同時加強了學(xué)生的知識的掌握。學(xué)生對氣球原理的認識更加全面。課堂小結(jié)教師作課堂總結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了1.物體的浮沉條件（1）浸沒在液體中的物體受到重力和液體對