教學設計課程基本信息學科物理年級八年級學期春季課題第3節物體的浮沉條件及應用編寫教師工作單位指導專家工作單位工作單位教學目標物理觀念能描述浸沒在液體中由靜止釋放的物體的浮沉條件，并運用其說明生產生活中的有關現象，發展運動與相互作用的觀念科學思維通過浮沉實例，抽象建構浮沉模型，根據二力合成的方法、運動和力的關系進行演繹推理得出物體的浮沉條件，培養推理論證的能力。科學探究設計實驗，通過改變物體所受重力或浮力的大小來改變物體的浮沉狀態，發展科學探究的素養及使用科學證據的意識。科學態度與責任1．運用物體的浮沉條件解釋和解決生產生活中的一些現象和實際問題，認識浮力知識在生產生活中的應用價值，感受物理學對人類生活和社會發展的影響。2．了解我國古代及現代利用浮沉條件的科技成就，為中華民族的科技成就感到自豪，激發學習科學的興趣和探究的熱情，養成實現中華民族偉大復興的責任感與使命感。教學內容教學重點1．根據二力合成的方法、運動和力的關系描述物體的浮沉條件。2．運用物體的浮沉條件說明生產生活中的有關現象。教學難點將受力分析、運動和力的關系以及與浮力知識結合起來用于解決問題。教學過程教學環節教師活動學生活動設計意圖新課導入視頻：木塊上浮、金屬塊下沉。問題：浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，但是有的物體上浮，有的物體下沉，有的物體還會懸浮在液體中。這是為什么？觀察、思考。播放金屬塊下沉、木塊上浮視頻，呈現物體不同的浮沉狀態，激發學生好奇心與探究欲，引出浮沉條件思考，自然過渡到本節課主題，為后續教學鋪墊。新知探究一、物體的浮沉條件1．由靜止釋放的物體，所受浮力與重力的大小關系問題：浸沒在液體中由靜止釋放的物體受哪些力的作用？這些力的合力如何？物體的運動情況如何？根據二力合成的方法、運動和力的關系描述物體的浮沉條件。2．物體密度與液體密度的關系物體所受的浮力F浮＝G排＝ρ液V排g物體所受的重力G＝mg＝ρ物Vg由于浸沒在液體中的物體，其排開液體的體積V排跟物體自身的體積V相等，即V排＝V。問題：物體的浮沉還可如何判斷？【知識小結】3．物體浮沉的討論（1）上浮和下沉不是平衡狀態，懸浮是平衡狀態。物體上浮的結果是漂浮，物體下沉的結果是沉底。問題：請分析物體漂浮和沉底時，物體的受力情況以及物體密度與液體密度的關系。（2）上浮（未露出水面）、懸浮、下沉和沉底時，V排＝V物；漂浮時，V排＜V物。二、浮力的應用1．輪船想想做做：橡皮泥的密度比水大，它在水中會下沉。根據阿基米德原理，怎樣把橡皮泥做成一條小船，使它能漂浮在水面，并能承載重物？（1）輪船利用“空心”，通過增大排開水的體積，從而增大其受到的浮力。（2）輪船的大小通常用排水量來表示。排水量就是輪船裝滿貨物時排開水的質量。問題：輪船從河里駛入海里，船會上浮一些還是會下沉一些？2．潛水艇3．氣球和飛艇用充密度小于空氣的氣體的辦法，使它受到的浮力大于重力而升空。4．密度計作用：可以根據液面所處的位置直接讀出液體的密度值。問題：圖中哪種液體密度更大？判斷的依據是什么？密度計的刻度有什么特點？討論并回答：浸沒在液體中由靜止釋放的物體只受重力和浮力。（1）當浮力F大于重力G時，二力的合力方向向上，物體上浮。（2）當浮力F等于重力G時，二力的合力為0，物體保持懸浮狀態。（3）當浮力F小于重力G時，二力的合力方向向下，物體下沉。討論并回答：浸沒在液體中的物體由靜止釋放：（1）如果ρ物＜ρ液，物體將上浮；（2）如果ρ物＝ρ液，物體可以懸浮；（3）如果ρ物＞ρ液，物體將下沉。討論并回答：物體漂浮時，F浮＝G，ρ物＜ρ液；物體沉底時，F浮＋F支＝G，ρ物＞ρ液。操作與體驗：把橡皮泥捏成瓢狀放在水面，雖然它所受的重力沒有改變，但是排開的水的體積變大，因而受到較大的浮力，所以能漂浮在水面上。討論并回答：因為輪船始終漂浮，，重力G不變，故浮力F浮不變。根據F浮＝G排＝ρ液V排g，因為液體密度ρ液變大，所以船排開液體體積V排變小，船會上浮一些。討論并回答：懸浮在水里的潛水艇，若要實現上浮，可以增加浮力或減小重力；若要實現下沉，可以減小浮力或增加重力。但潛水艇所在液體的密度ρ液無法改變，它排開液體的體積V排也難以改變，故改變潛水艇受到的浮力難以實現。因而潛水艇通過向水艙充水或將水艙里的水排出來改變自身重力，實現上浮或下沉。學生聆聽。討論并回答：右邊液體密度較大。根據EQρ液＝\F(F浮,V排g)，密度計漂浮F浮＝G，可以判斷右邊V排較小，液體密度較大。密度計的上方的刻度值較小，下方的刻度值較大。一、物體的浮沉條件的設計意圖：通過問題引導學生思考物體在液體中的受力及合力對運動狀態的影響，自主描述浮沉條件，培養科學思維與推理論證能力。討論密度關系，深化理解，從多角度分析浮沉現象。結合實例，增強對浮沉條件應用的理解與掌握。二、浮力的應用的設計意圖：通過展示實例，讓學生了解浮力在生活中的應用，增強應用意識。通過活動與問題，如橡皮泥小船實驗、輪船駛入海里變化討論、潛水艇浮沉分析等，加深對浮力應用的理解，培養科學探究與實際問題解決能力。同時，激發學生對物理學的興趣與熱情。課堂練習（1）此時雞蛋所受浮力_______它所受重力，雞蛋密度_______水密度。（2）向水中加入適量鹽，當鹽水密度_______雞蛋密度時，雞蛋可以懸浮。（3）繼續向水中加鹽，可以看到雞蛋上浮，雞蛋上浮過程中（未露出液面）受到的浮力_______它所受的重力。雞蛋最終靜止時，雞蛋受到的浮力_______它所受的重力。通過練習題，如觀察雞蛋在不同密度液體中的浮沉，讓學生運用浮沉條件知識分析現象，加深理解與掌握。同時，教師通過反饋了解學生學習情況，發現理解與應用中的問題，進行針對性指導，提高教學效果。課堂小結學生思考、總結。通過課堂小結，梳理總結浮沉條件和浮力應用等主要內容，使學生形成系統認識，強化重點知識理解記憶，培