4.沉与浮
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文档简介
三、沉与浮
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授课地点： 物理实验室
授课时间： １课时
【仪器材料】 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。
【 教学目标 】
????1．知识与技能
????理解物体的沉浮条件；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。
????2．过程与方法
????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；通过逻辑分析的方法，解释鱼、潜水艇的浮沉原理；通过动手制作，让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”；通过在网上查阅，让学生设计出打捞中山舰的方案。
????3．情感、态度与价值观
????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；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。
【 教学过程 】
教师活动设计
学生活动设计
一、物体的沉与浮
???（ 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；
提问：浸在水中的物体，有的上浮，有的下沉，这是为什么呢？
学生提出各种解释。
????（ 2 ）今天的课上完以后，你们就能解决这个问题了。
演示实验：
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？
????a) 鸡蛋放入清水后，它是上浮还是下沉？
????b ）加盐轻轻搅拌的目的是什么？（以下是一种引导方案以供参考）
?????? 盐水溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大；
?????? 加盐会导致液体的密度的增大；
????c ）随着不断地往水里加盐，有什么现象出现？
????d ）为什么会有这样的现象出现？（以下是一种引导方案以供参考）
?????? 可以对鸡蛋做受力分析；
?????? 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；
?????? 当它下沉的时候，它只受到浮力和重力的作用；
?????? 当它上浮的时候，它只受到浮力和重力的作用；
?????? 在两个状态过程中，鸡蛋的重力没有发生变化；
?????? 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；
?????? 不断加盐，导致液体的密度增大，鸡蛋所受浮力逐渐增大；
?????? 当浮力小于重力时，鸡蛋下沉；当浮力大于重力时，鸡蛋上浮。
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(a)学生观察回答。
(b)教师引导得出搅拌的目的，一步一步让学生建立起加盐水是改变液体密度的概念。
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(c)学生观察发现，鸡蛋上浮了，有的学生很吃惊。
(d)学生思考。
????一步一步引导学生，让他们分析出这种现象出现的原因。
????（ 3 ）整理自己的思路，用 “ => ” 符号描述你的思维过程。
????（ 3 ）学生用逻辑推理的符号阐述自己的思路。
二、认识三种状态
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）
????让学生了解三种状态。
三、生活中的下沉与上浮
????（ 1 ）对于海洋生物来说，浮力非常重要，浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式创造沉与浮，这是一个精彩的世界！展示各种海洋生物图片。
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????（ 2 ）我们来看看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的？（以下是一种引导方案以供参考）
?? 鱼同上面的鸡蛋一样，重力没有发生变化；
?? 鱼也只受到重力和浮力的作用；
?? 重力没有变化，而浮力变化了；
?? 鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的；
?? 鱼鳔较小时，鱼所受的浮力小于重力，鱼下沉；
?? 鱼鳔较大时，鱼所受的浮力大于重力，鱼上浮；
?? 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。
????激发兴趣，学生思考。
?
????一步一步让学生自己解决问题。
????（ 3 ）整理自己的思路，用 “ => ”符号描述你的思维过程，写出鱼在哪种条件下处于下沉、上浮或悬浮三种状态；
????让学生写出自己的思维过程。
四、潜艇与热气球
（ 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。
连接到凡尔纳，加潜艇图片；
另一个仿生学的例子——潜水艇（潜水艇的水舱相当于鱼鳔）。
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（ 2 ）潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？（以下是一种引导方案以供参考）
?? 潜水艇只受到两个力的作用，重力和浮力；
?? 注意潜水艇的水舱的体积是不变的（这一点与鱼鳔不同）；
?? 潜艇排开水的体积不变，潜艇处于同一液体当中（即排开液体的重力相等），那么浮力是不变的；
?? 浮力不变，只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮；
?? 潜艇有两个水舱，可以用人工的方法向水舱中压入和排出水；
?? 潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力；
?? 人工向水舱中压入水，直到重力大于浮力的时候，潜艇下沉；
?? 人工从水舱中排出水，直到重力小于浮力的时候，潜艇上浮；
?? 当重力与浮力相等时，潜艇悬浮。
????引起学生思考。
?
????一步一步引导学生解决问题。
????（ 3 ）整理自己的思路，用自己的语言来描述一下潜水艇下沉、上浮和悬浮的状态，你可以用 “ => ”来表述你的思维过程。
????（ 3 ）学生自己整理自己的思路，并写在纸上，逻辑推理的思维再次得到强化。
五、分析比较
????（ 1 ）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？
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学生分析回答。
不是；
????鸡蛋：是由于鸡蛋浸没的液体的密度发生了变化，引起浮力变化；
????鱼：是通过它的体积发生了变化，引起浮力变化；
????潜水艇，是通过它的自身重力的改变引起了下沉和上浮，它的浮力并没有变。
????（ 2 ）同学们自己归纳一下，总结出他们有什么区别和共同点；
????学生自己思考；
（ 3 ）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？
（ 3 ）引起学生兴趣；
学生讨论，以小组为单位，每一个小组交一份报告，与同学分享；
六、打捞中山舰
介绍我国古代用浮船打捞沉落江中的万斤大铁牛的故事。
学生思考。
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。
与历史结合，了解到物理学科和历史的关系。
????让学生自己设计打捞中山舰的方案，填写到书上的表格中。
学生自行设计。
七、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
学生活动手册内容。
【 实践活动 】
制作自制潜水艇（如图11-3-5） ，制作热气球（如图11-3-8）
在因特网上查找有关飞艇的资料。
【 教学反馈 】
本节内容是在上一节课学习了浮力概念和阿基米德原理的基础上进一步学习物体的沉浮条件，并与上一节内容构成完整的浮力知识体系，因此本节内容一定要将力、重力、二力合成、二力平衡、密度等知识紧密联系起来。这一节课有两个重要的知识点：一是物体的浮沉条件，二是鱼、潜水艇和飞艇的沉浮原理。前者重在培养学生的分析能力，后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活中的应用及其重要意义。在设计教案的时候，主要考虑以学生为主体，层层设立关卡，让他们自己去解决问题，在教师的引导下去解决问题。
本节设计了“动手做”的实验，让学生增强动手能力；又让学生接触到很多日常生活中常见的现象和内容，激发了他们对物理的兴趣；还与历史结合，培养他们的民族自豪感。
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授课地点： 物理实验室
授课时间： １课时
【仪器材料】 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。
【 教学目标 】
????1．知识与技能
????理解物体的沉浮条件；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。
????2．过程与方法
????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；通过逻辑分析的方法，解释鱼、潜水艇的浮沉原理；通过动手制作，让学生自己制作“自制潜水艇”和“热气球”；通过在网上查阅，让学生设计出打捞中山舰的方案。
????3．情感、态度与价值观
????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；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。
【 教学过程 】
教师活动设计
学生活动设计
一、物体的沉与浮
???（ 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；
提问：浸在水中的物体，有的上浮，有的下沉，这是为什么呢？
学生提出各种解释。
????（ 2 ）今天的课上完以后，你们就能解决这个问题了。
演示实验：
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？
????a) 鸡蛋放入清水后，它是上浮还是下沉？
????b ）加盐轻轻搅拌的目的是什么？（以下是一种引导方案以供参考）
?????? 盐水溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大；
?????? 加盐会导致液体的密度的增大；
????c ）随着不断地往水里加盐，有什么现象出现？
????d ）为什么会有这样的现象出现？（以下是一种引导方案以供参考）
?????? 可以对鸡蛋做受力分析；
?????? 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；
?????? 当它下沉的时候，它只受到浮力和重力的作用；
?????? 当它上浮的时候，它只受到浮力和重力的作用；
?????? 在两个状态过程中，鸡蛋的重力没有发生变化；
?????? 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；
?????? 不断加盐，导致液体的密度增大，鸡蛋所受浮力逐渐增大；
?????? 当浮力小于重力时，鸡蛋下沉；当浮力大于重力时，鸡蛋上浮。
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(a)学生观察回答。
(b)教师引导得出搅拌的目的，一步一步让学生建立起加盐水是改变液体密度的概念。
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(c)学生观察发现，鸡蛋上浮了，有的学生很吃惊。
(d)学生思考。
????一步一步引导学生，让他们分析出这种现象出现的原因。
????（ 3 ）整理自己的思路，用 “ => ” 符号描述你的思维过程。
????（ 3 ）学生用逻辑推理的符号阐述自己的思路。
二、认识三种状态
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）
????让学生了解三种状态。
三、生活中的下沉与上浮
????（ 1 ）对于海洋生物来说，浮力非常重要，浩瀚的海洋中，许多生物用不同的方式创造沉与浮，这是一个精彩的世界！展示各种海洋生物图片。
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????（ 2 ）我们来看看鱼是怎样使自己在水中自由地上浮、下沉和悬浮的？（以下是一种引导方案以供参考）
?? 鱼同上面的鸡蛋一样，重力没有发生变化；
?? 鱼也只受到重力和浮力的作用；
?? 重力没有变化，而浮力变化了；
?? 鱼是通过鱼鳔改变自己的体积来改变浮力的；
?? 鱼鳔较小时，鱼所受的浮力小于重力，鱼下沉；
?? 鱼鳔较大时，鱼所受的浮力大于重力，鱼上浮；
?? 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。
????激发兴趣，学生思考。
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????一步一步让学生自己解决问题。
????（ 3 ）整理自己的思路，用 “ => ”符号描述你的思维过程，写出鱼在哪种条件下处于下沉、上浮或悬浮三种状态；
????让学生写出自己的思维过程。
四、潜艇与热气球
（ 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。
连接到凡尔纳，加潜艇图片；
另一个仿生学的例子——潜水艇（潜水艇的水舱相当于鱼鳔）。
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（ 2 ）潜水艇是怎样实现上浮和下沉的？（以下是一种引导方案以供参考）
?? 潜水艇只受到两个力的作用，重力和浮力；
?? 注意潜水艇的水舱的体积是不变的（这一点与鱼鳔不同）；
?? 潜艇排开水的体积不变，潜艇处于同一液体当中（即排开液体的重力相等），那么浮力是不变的；
?? 浮力不变，只可能是重力的变化引起了潜艇的下沉、上浮和悬浮；
?? 潜艇有两个水舱，可以用人工的方法向水舱中压入和排出水；
?? 潜艇通过向水舱中压入和排出水能改变潜艇的重力；
?? 人工向水舱中压入水，直到重力大于浮力的时候，潜艇下沉；
?? 人工从水舱中排出水，直到重力小于浮力的时候，潜艇上浮；
?? 当重力与浮力相等时，潜艇悬浮。
????引起学生思考。
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????一步一步引导学生解决问题。
????（ 3 ）整理自己的思路，用自己的语言来描述一下潜水艇下沉、上浮和悬浮的状态，你可以用 “ => ”来表述你的思维过程。
????（ 3 ）学生自己整理自己的思路，并写在纸上，逻辑推理的思维再次得到强化。
五、分析比较
????（ 1 ）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？
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学生分析回答。
不是；
????鸡蛋：是由于鸡蛋浸没的液体的密度发生了变化，引起浮力变化；
????鱼：是通过它的体积发生了变化，引起浮力变化；
????潜水艇，是通过它的自身重力的改变引起了下沉和上浮，它的浮力并没有变。
????（ 2 ）同学们自己归纳一下，总结出他们有什么区别和共同点；
????学生自己思考；
（ 3 ）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？
（ 3 ）引起学生兴趣；
学生讨论，以小组为单位，每一个小组交一份报告，与同学分享；
六、打捞中山舰
介绍我国古代用浮船打捞沉落江中的万斤大铁牛的故事。
学生思考。
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。
与历史结合，了解到物理学科和历史的关系。
????让学生自己设计打捞中山舰的方案，填写到书上的表格中。
学生自行设计。
七、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
学生活动手册内容。
【 实践活动 】
制作自制潜水艇（如图11-3-5） ，制作热气球（如图11-3-8）
在因特网上查找有关飞艇的资料。
【 教学反馈 】
本节内容是在上一节课学习了浮力概念和阿基米德原理的基础上进一步学习物体的沉浮条件，并与上一节内容构成完整的浮力知识体系，因此本节内容一定要将力、重力、二力合成、二力平衡、密度等知识紧密联系起来。这一节课有两个重要的知识点：一是物体的浮沉条件，二是鱼、潜水艇和飞艇的沉浮原理。前者重在培养学生的分析能力，后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活中的应用及其重要意义。在设计教案的时候，主要考虑以学生为主体，层层设立关卡，让他们自己去解决问题，在教师的引导下去解决问题。
本节设计了“动手做”的实验，让学生增强动手能力；又让学生接触到很多日常生活中常见的现象和内容，激发了他们对物理的兴趣；还与历史结合，培养他们的民族自豪感。
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