沉与浮
【教学目标】
(一)知识与技能:
1.理解物体的沉浮条件;
2.知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理;能应用沉浮条件解释一些简单的问题。
(二)过程与方法:
1.通过实验,观察鸡蛋的下沉、上浮和悬浮,使学生建立起三种状态的概念,并且通过逻辑推理得出产生三种状态所需的条件;
2.通过逻辑分析的方法,解释鱼、潜水艇的浮沉原理;
3.通过动手制作,让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”;
4.通过在网上查阅,让学生设计出打捞中山舰的方案。
(三)情感、态度与价值观:
1.通过对鱼、潜水艇和热气球的沉浮原理这些与日常生活紧密联系的现象的学习,让学生体验科学、技术与社会的紧密联系;
2.通过制作“自制潜水艇”和“热气球”,激发学生学习物理的兴趣;通过学习阅读材料,培养学生的民族情感。
【教学重难点】
1.知道鱼、潜水艇、飞艇和密度计的沉浮原理;
2.能应用沉浮条件解释一些简单的问题。
【教学准备】
鸡蛋、水杯、盐水、注射器、试管、胶塞、胶管、玻璃管、铁丝、水、轻纸带、胶带、酒精、棉花、火柴等。
【教学过程】
(一)物体的沉浮条件
1.演示实验:石块和塑料空心球
把它们分别浸没在水中,叫同学们观察现象并提问:浸在水中的物体,有的上浮,有的下沉,这是为什么呢?
2.观察:鸡蛋的沉浮
取一只新鲜鸡蛋,放在清水中,观察它在水中沉浮的情况,向水中慢慢加些盐,并轻轻搅拌,观察到鸡蛋怎样运动?如果再加些清水,观察到什么现象?
(1)鸡蛋放入清水后,它是上浮还是下沉?
(2)加盐轻轻搅拌的目的是什么?
A.盐溶于水后,变成盐水,密度比水的密度大;
B.加盐会导致液体的密度增大;
(3)随着不断地往水里加盐,有什么现象出现?
(4)为什么会有这样的现象出现?
可以对鸡蛋做受力分析;
A.这里有两个状态,一个是鸡蛋下沉的状态,另一个是鸡蛋上浮的状态;
B.当它下沉的时候,它只受到浮力和重力的作用;
C.当它上浮的时候,它只受到浮力和重力的作用;
D.在两个状态过程中,鸡蛋的重力没有发生变化;
E.鸡蛋只受到浮力和重力,重力没有变,那么肯定是浮力的变化引起它下沉和上浮;
F.不断加盐,导致液体的密度增大,鸡蛋所受浮力逐渐增大;
G.当浮力小于重力时,鸡蛋下沉;当浮力大于重力时,鸡蛋上浮。
3.总结
鸡蛋所处的三种状态:
下沉:浮力<重力
上浮:浮力>重力
悬浮:浮力=重力(平衡)
4.生活中的下沉与上浮
我们来看一看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的?
(1)鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的;
(2)鱼鳔较小时,鱼所受的浮力小于重力,鱼下沉;
(3)鱼鳔较大时,鱼所受的浮力大于重力,鱼上浮;
(4)鱼所受的浮力等于重力时,鱼将可以在水中任意的深度游动。
(二)控制沉与浮
1.潜艇
(1)最早的潜艇用于军事侦察和袭击,现在也用于深海考察,为开发海洋,获得新资源提供信息。另一个仿生学的例子——潜水艇(潜水艇的水舱相当于鱼鳔)。
(2)潜水艇是怎样实现上浮和下沉的?(靠改变自身的重力来实现沉浮的。)
A.潜水艇只受到两个力的作用,重力和浮力;
B.人工向水舱中压入水,直到重力大于浮力的时候,潜艇下沉;
C.人工从水舱中排出水,直到重力小于浮力的时候,潜艇上浮;
D.当重力与浮力相等时,潜艇悬浮。
分析比较:
(3)提问:鸡蛋、鱼和潜水艇都会在液体中下沉、上浮和悬浮,那么它们都是用了同样的方法处于这三种状态的吗?
(4)同学们自己归纳一下,总结出它们有什么区别和共同点;
动手做:做一个潜艇
按图10-4-6自制一个潜艇模型。把模型浸在水中,从管中抽气,模型将怎样运动?向试管中打气,模型又会怎样?
2.热气球
介绍热气球,加图片;
运用我们学过的知识解释热气球的沉浮原理。
解释热气球为什么会升起来?假如由你来设计一个吊篮的热气球,为了使它能降回地面,你打算采用什么办法?
动手做:做一个热气球。
3.浮船打捞
介绍我国古代用浮船打捞沉落江中的万斤大铁牛的故事。
简单介绍中山舰——浓缩了中国现代史的一代名舰,1938年在长江被日军击中,沉入19m深的长江;中山舰排水量达780吨,长62.48m,宽8.99m。
讨论交流:打捞中山舰
让学生自己设计打捞中山舰的方案。
(三)课堂小结
1.了解三种状态:下沉、上浮和悬浮。
2.三种状态产生的条件:
下沉:重力大于浮力;
上浮:重力小于浮力;
悬浮:重力等于浮力。
3.用学过的知识解释鱼、潜艇和热气球的沉浮原理。
【作业布置】
实践活动:
制作自制潜水艇,制作热气球,在因特网上查找有关飞艇的资料。
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