第三節(jié) 物體的沉浮條件及應用

【教學目標】

知識和技能

1、認識事物的盛衰。

2. 了解貨機、潛艇、氣球和飛艇的工作原理。

3、通過沉浮情況的實際應用，了解化學知識在生產(chǎn)、生活中的應用。

流程和技能

1、通過對物體沉浮的實驗研究，培養(yǎng)中學生的思維能力和實驗研究能力。

2.通過收集和交流壓力應用信息，了解壓力應用的社會價值。

情感、態(tài)度和價值觀

1、通過觀察和實驗，使中學生樹立以觀察和實驗的方式研究化學問題的思想，培養(yǎng)中學生與他人之間的溝通與合作精神。

2、通過聯(lián)系實際生活，中學生能夠體會到數(shù)學知識在生活中的價值。

【教學重難點】

重點：探討物體下沉、上浮的情況以及壓力的應用。

難點：探索物體下沉和漂浮的情況以及壓力的施加。

[教學計劃]或[實驗計劃]

班主任使用：多媒體講義、橙子、土豆、西紅柿、塑料袋。

中學生：燒瓶、水、鹽、牙膏皮、西紅柿、紙杯、氣球、鐵釘、小瓶、泡沫、酒精燈、塑料袋。

【教學流程】

主要教學過程

教學內(nèi)容

班主任活動

中學生活動

1.創(chuàng)設情境，引入新課

【播放視頻】《中國海上大閱兵》

問一個問題：鋼鐵制成的貨船為什么能浮在海上？鋼制潛艇能在水下漂浮和潛入嗎？

主題：物體的沉浮條件及其應用

（設計意圖：激發(fā)中學生的學習興趣和愛國主義精神。）

中學生觀看視頻：了解不同壓力在下沉和上浮情況下的應用，并思考問題。

2. 協(xié)作探究與知識建構(gòu)

(1)物體沉浮情況

1.探索F浮點與G物體的關(guān)系，判斷物體的升降

2.探究ρ物質(zhì)與ρ液體的關(guān)系，以確定物體的盛衰

3、探索改變物體盛衰的方法

1.【演示實驗】

(1)水槽里的杯子是什么狀態(tài)？

（2）【猜猜看】將一個大橙子和一個小冬瓜同時倒入水底會發(fā)生什么？

[思考] 原因有哪些？

是否可知物體的盛衰僅由其所受到的壓力決定？

（3）將一個大芋頭和昨天的橙子同時倒入水底，然后放掉，如下圖所示。

【討論】為什么芋頭開水體積比橙子大，卻反而下沉？物體的盛衰到底取決于什么？

（設計意圖：通過中學生的猜測和親身體驗，引發(fā)認知沖突，激發(fā)中學生探索欲望。）

2.【受力分析】

請分析一下漂浮在水中的橙子、懸浮的杯子和沉入水中的獼猴桃所受的壓力。

3.【總結(jié)】師生共同總結(jié)物體下沉和漂浮的情況：比較壓力和重力的關(guān)系

向下浮動 F 浮動 > G 對象暫停 F 浮動 = G 對象

浮點 F 浮點=G 東西

水槽F浮子rHb物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

【做法】請將泡沫、木塊、牙膏皮、小瓶子、小獼猴桃、鐵塊放入水底。什么是浮體，什么是沉體？并分別放入兩個燒瓶中。

4.【獨立分析交流】固體物體浸入液體中，你能根據(jù)物體密度與液體密度的關(guān)系來判斷物體的盛衰嗎？

【總結(jié)】漂浮F漂浮>G物質(zhì)ρ物質(zhì)<ρ液體

懸浮液 F 浮子 = G 物質(zhì) ρ 物質(zhì) < ρ 液體

浮子 F 浮子=G 物質(zhì) ρ 物質(zhì)=rho 液體

水槽F浮子 ρ液體

【思考一下】浮動和浮動有哪些相同點和不同點？

5.【設置追蹤練習】

當石頭放在水底時，石頭會；當放入水銀中時，石頭會；最后。

6.【實驗研究、合作討論】

【思維升華】——探索改變物體盛衰的方式

請使用桌面設備（氣球、鐵釘、注射器、紙杯等）來改變兩個燒瓶中物體的起伏。

【指南總結(jié)】——改變物體盛衰的方法1.改變壓力：改變V排、改變ρ液體

2.改變重力

3.同時改變壓力和重力

現(xiàn)象解疑：為什么餃子剛?cè)脲仌r會沉到水底，而煮時卻浮到海面呢？

（設計意圖：通過中學生自主探索改變起伏狀況的方法，既為下面起伏狀況的應用做鋪墊，又鍛煉了中學生的思維。）

觀察，答案：漂浮。

猜想：橘子沉下去，小獼猴桃浮下去。

觀察發(fā)現(xiàn)，橙子浮下去，獼猴桃沉下去。

小組討論交流：橙子體積越大，V排越大，壓力越大。

討論交流：紅薯V排大，壓力大，重力也大。結(jié)論是物體的升降應該是由F浮球和G物體決定的。

受力分析與交流：橙子上的壓力小于重力，西紅柿上的壓力大于重力，瓶子上的壓力等于重力。

（設計意圖：通過對中學生壓力的自主分析，并對起伏情況進行歸納總結(jié)，有利于中學生理解知識，提高中學生能力。）

動手實驗室觀察和分類。

團體合作獨立分析：

G物質(zhì)=m物質(zhì) g=rho物質(zhì) gV物質(zhì)

F浮=ρ液體gV行

根據(jù)壓力與重力的關(guān)系，可以得到物體的密度與液體的密度之間的關(guān)系。

比較懸浮與漂浮的優(yōu)缺點。它們的共同點是：在平衡力的作用下保持靜止；壓力等于重力。

區(qū)別：懸浮是物體的一部分溶解在液體中，漂浮是物體整個浸入液體中。密度關(guān)系也不同。

學以致用：解決問題以鞏固新知識。

小組討論后進行實踐練習。

顯示結(jié)果：

（1）把牙刷皮做成船形（中空的），可以浮在海面上，可以裝小冬瓜。

(2) 將石頭放入杯子或吹好的氣球中。

(3)燒瓶中加入適量的鹽，豬肉會浮到上面。

(4)在泡沫上釘幾顆鐵釘，泡沫就會下沉。

(5)用注射器將小番茄中的汁液抽出。

...

分析解答：餃子煮熟時，做成中空的，減少了排開液體的體積，從而降低了壓力。

(2)物體浮沉條件的應用

1.貨機

工作準則

移位

2.密度計

3.潛艇

探索潛艇的工作原理

4.氣球和飛艇

5.應用開發(fā)

轉(zhuǎn)變：你能說出你生活中應用這種方式改變起起落落的事情嗎？

1.貨機

【問答】密度比水大的鋼材制成的客船可以漂浮在海上，為什么？

借助中學生展示的懸浮在海面上的牙刷皮，可以看作是一艘小船。你能告訴我客船的工作原理是什么嗎？

【指南概要】——船舶的工作原理：采用“中空”的方式來減少排開液體的體積和可以用來使船舶懸浮在海面上的壓力。

【示范實驗】在位置1的牙刷皮上標記水，然后在位置2的牙刷皮上添加一個小獼猴桃在位置2處標記水，然后在位置3的牙刷皮上添加一個小獼猴桃標記水……牙膏船沉入水中。

【問題學習案例，自主學習】看來這艘船還是存在運載能力的問題。實際上用什么來判斷船舶的承載能力呢？ ——引出位移，問：位移是多少？

【跟蹤案例分析】某貨輪排水量為2×104t。請問它的沸水的比重是多少？此外，我們可以估計多少化學量？總結(jié)：

【演示實驗】將牙刷皮舟放入密度為1.0×103㎏/m3的純水中，將水到達牙刷皮的位置標記為S，然后放入密度為1.0×103㎏/m3的鹽水中1.1×103㎏/m3，牙刷皮船會發(fā)生什么變化？將從水面到牙刷皮的位置標記為W。則W在S的____邊。W和S稱為客船的水線。

【想一想】一艘貨船從河里駛向大海，它深受重力的影響。這是深深的壓力。它取代了沸水的體積。（填寫“更大”、“更小”或不變）

2.密度計

【指導安裝】S可標注為純水的密度，W可標注為鹽水的密度。牙刷皮革可以安裝什么樣的裝置作為檢測裝置？這樣它就被改裝成了密度計。

如圖所示：密度計——一種可以直接測量液體密度的儀器。

【求解答】1. 工作原理：利用物體懸浮在液面上時壓力與重力相等的原理制成。

2、刻度特征：上小下大，刻度間隔不均勻。

3.潛艇

【合作探索】你能改變玻璃瓶的沉浮嗎？

【玩動漫】潛艇的沉浮

[問題] 潛艇在水下航行時，會受到壓力。當潛入水箱時，潛艇逐漸發(fā)生變化，逐漸潛入水底；部分水被排出，導致潛艇漂浮，從而下沉。潛艇的下潛和下降是由____實現(xiàn)的。

【摘要】潛艇的工作原理：潛艇的下潛、下潛和上浮是通過改變自身重力來實現(xiàn)的。

【拓展】魚的沉浮：你從海底想到的植物有哪些，能談談魚是通過什么方式實現(xiàn)沉浮的嗎？

【反饋訓練】當潛艇從海面以上10m下潛到100m深時，潛艇的浮力為_____，壓力為____；從漢江到東海，壓力為____。

4.氣球和飛艇

過渡：是否有可能在空氣中下沉和漂浮？

【設置場景】展示一個薄薄的塑料袋，將其展開并松開，塑料袋就會掉落；用嘴吹塑料袋使其松開，塑料袋就會掉落。

為什么不能被舉到空中呢？怎么讓它飄到空中呢？

【模擬實驗】用塑料袋和酒精燈模擬熱氣球

讓各組同時釋放。

【課堂獎勵】“熱氣球”上升最高的小組將獲得“許愿燈”獎勵。

【總結(jié)】氣球和飛艇的工作原理：

ρ 氣體 < ρ 空氣，從而被 F 漂浮 > G 物質(zhì)深深地提升到空氣中。

（設計意圖：通過豐富多彩的探究活動，培養(yǎng)中學生的動手能力，激發(fā)學習興趣，使中學生敢于探究日常用具或部件的數(shù)學原理，并具有應用科技的意識日常生活和社會。）

(1)打撈沉沒

介紹方法：將幾個裝滿水的小浮標跳入水中，用繩索將浮標和沉物綁緊，然后用高壓空氣將浮標中的水排出，沉物會與浮標一起浮出水面。

【思考】請解釋一下打撈沉船的原因？

(2)鹽水選擇

（3）躺在“死海”里讀書，這是什么原因？

（設計意圖：開闊中學生的視野，激發(fā)他們對科學知識的渴求和探索科學知識的興趣，從數(shù)學走向生活。）

收藏示例：貨機、潛艇、氣球......

考慮一下回答一下。

觀察實驗。

答：位移。

自學答題：貨船的大小是通過它的排水量來區(qū)分的，排水量就是客船滿載時沸水的質(zhì)量（米排），等于船的質(zhì)量和貨物的質(zhì)量。

應用所學知識：分析解決方案。

（設計意圖：中學生通過解決問題提高對知識的理解，同時鍛煉運用知識解決問題的能力。）

溝通及答復：會向下浮動一點。

中學生思考答案：保持不變，保持不變，變小。

易錯點分析：客船暫停，F(xiàn)浮子=G物體，G物體不變，F(xiàn)浮子不變。

思考一下答案：檢測液體的密度。

觀察、思考、回答。

小組實驗：先觀察實驗設備潛艇模型，然后合作進行實驗。

通訊方式：

1、當注射器二氧化碳被壓入玻璃瓶中時，瓶內(nèi)水量減少，瓶子與瓶內(nèi)水的重力變小，G<F浮起，小球就會向下浮起。

2、當注射器吸出球內(nèi)二氧化碳時，球內(nèi)水量增大，球與球內(nèi)水的重力增大，G>F上浮，球下沉。

看講義并回答：

恒定注水重量

改變重力

通訊：通過魚肚的膨脹和收縮物體的浮沉條件實驗，改變沸水的體積，從而改變壓力和重力之間的關(guān)系。

想想答案：變得更大，保持不變，變得更大。

答：能源、氣球和飛艇可以下沉和漂浮。

觀察、思考、回答：向內(nèi)部填充低密度的甲烷或加熱上方的空氣。

小組合作模擬實驗：

【想討論】

1、用什么方法可以使升到空中的氫氣氣球落回地面？

2、可以用什么方法讓熱氣球落回地面？

通訊及解答：浮標內(nèi)的水排出后，重力大大減小，但壓力卻沒有。

F浮力>G，所以可以浮在湖面上。

AC鹽水選種原則：嬌嫩的種子密度小于鹽水而下沉。

溝通并解答。

3. 課堂小結(jié)：

回顧您在本課中學到的內(nèi)容

通過這節(jié)課你有什么收獲？任何問題？

中學生們討論整理知識，交流收獲和困惑。

4、課堂巡查

班主任檢查及點評

試題及答案填寫請參見附件1

5.布置作業(yè)

顯示思考題標題，見附件2

下課后完成

【版式設計】

第三節(jié) 物體的沉浮條件及應用

一。物體的沉浮情況：

向下浮動 F 浮動 > G 物體懸浮 F 浮動 = G 物體

浮點 F 浮點=G 東西

沉沒 F 漂浮 < G 事物終于沉底

二、應用

1、客船：利用物體作為“中空”的方法來降低壓力，使壓力等于船舶和貨物的總重量，從而實現(xiàn)懸浮。

2.密度計

3、水船：通過改變自身重力，可以在水底沉浮。

4、氣球和飛艇：ρ氣體<ρ空氣物體的浮沉條件實驗，使其被F漂浮>G物體升到空中。

【教學反思】

一、教案“亮點”

1、本課教學設計思路是從生活出發(fā)，激發(fā)興趣，創(chuàng)設情境，引發(fā)沖突，實踐、體驗、探索、學以致用。

2、教學以中學生自主探索為主線進行。實驗設備充足，目的明確。通過豐富多彩的探究活動，讓中學生大膽實踐、創(chuàng)新。中學生的創(chuàng)新精神和探究能力得到了鍛煉，學習熱情可以使中學生在自主探索和合作交流中提高對知識的理解，真正發(fā)揮中學生正常的思維潛力，迸發(fā)出中學生的積極性。學校學生對自然科學的探索，培養(yǎng)中學生的探究意識、動手能力和團結(jié)合作精神。更重要的是培養(yǎng)中學生的創(chuàng)新意識。

2、教學中容易出現(xiàn)的問題

1、由于對中學生的自我探索和實驗學習能力缺乏信心，還不敢完全放開中學生。班主任總是擔心中學生的自主探索和實驗活動，這不利于中學生自主探索能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。一些中學生參與教學不夠，動手能力也比較弱。我們要鼓勵更多的中學生，對他們的困難及時輔導。

2.活動和實驗的目的是為了幫助中學生更好地理解知識，所以活動和實驗要注重其有效性和參與性，還要注意留出足夠的時間給中學生思考、討論和交流，這也是一堂課成功的關(guān)鍵。

附件1【課堂巡視】

1、一艘排水量100噸的貨輪正在湖中航行。滿載時，船和船上裝載的貨物的總重量為N，水流的壓力為N。若湖泊的密度為ρ水=1.0×103kg/m3，則船將產(chǎn)生位移河流。的體積為m3。 (克=10N/公斤)

2. 將密度計放入兩種不同的液體 A 和 B 中，如圖所示。如果兩種液體的密度分別為ρA和ρB，密度計靜止時的壓力分別為FA和FB，則ρAρB為FA和FB。

3. 一艘潛艇從漢江潛入（在海面以下航行）前往東海某城市執(zhí)行任務。若浮在河面以下，其重力、浮力分別為G1、F1，水面以下重力、浮力為G2、F2，則：、（填“大于”、“等于”或“小于”）

4. 以下哪項陳述是正確的？ ( )

A.壓力等于重力，所以它必須漂浮

B.壓力等于重力，所以必須懸浮

C.物體浮在水下，壓力保持不變，直到漏出海面

D、勻速下沉于水底的物體的重量小于壓力

附件2【作業(yè)思考題】

1、曹沖巧妙地用砸缸的方法測出了小象的重量。他所使用的與壓力有關(guān)的知識：（1）； (2)_____。

2、如圖所示，將三個體積相同的物體A、B、C浸入水底。 A 下沉，B 漂浮，C 下沉。在 A 泄漏出海之前，關(guān)于它們所承受的壓力，哪種說法是正確的？

A.A壓力很大

B. B的壓力很大

C.C壓力大

D、A、B、C壓力相同

3、如圖所示，導彈A和渡輪B從河里駛向大海。所受壓力的變化為 ( )

A、A、B均保持不變

B．A保持不變，B變大

C、A變大，B保持不變

D、A、B都變大

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（教學）鋼鐵做成的輪船能浮在水面上？

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