第三节 浮力的利用
一、教材分析:
《浮力的利用》选自鲁科版义务教育教科书(五·四学制)《物理》八年级下册第八章《浮力》第三节。
本章主要学习与浮力有关的知识,综合地应用液体的压强、压力、二力平衡和二力合成等知识来展开的,本节是在已经认识浮力和浮力大小以及阿基米德原理的基础上,结合现实生活的进一步应用,本节课的知识对人们的日常生活,生产技术和科学研究有着广泛的现实意义,是本章的重点和关键 ,是前两节课知识的深化与应用。
教材共分为四部分——“由独木舟到木船”,“轮船的发明”,“潜水艇的浮沉”,“气球和飞艇的应用”,本节开头的“想想议议”以曹冲称象的故事引入课题,增强学生的学习趣味性,体现了从生活走进物理的理念;引导学生运用二力平衡的知识和阿基米德原理进行分析问题,为接下来学习轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理打下学习基础,课本为了突出本节课的主题是这样设计的:(一)如何调节浮力和重力来增加可利用的浮力,课本先由从古至今人类对浮力的利用,在提高学生的探究兴趣基础上,由此引出“空心”办法的利用价值,紧接着课本利用“空心”的方法推广到密度大于水的材料“金属箔”,通过金属箔实验,引发学生对现实生活中轮船的发明产生浓厚的兴趣,进而引入现实生活中轮船的发明;(二)利用浮力及二力平衡的知识解释轮船、排水量的知识,将学生所学的知识真正应用到现实生活中;(三)课本由海上轮船转入海下潜水艇的发明以及空中浮力的利用,各部分环环相扣,浑然一体,最后的“想想议议”意在让同学们运用所学的浮力知识解决生活中的问题。
二、学情分析:
根据本节课的教学内容,主要培养学生分析问题和解决问题的能力,通过学习单的指导运用目标导学,课堂上采用小组合作探究的学习方法,提高学生分析解决问题的能力,为了降低学生对轮船的原理、潜水艇的原理还有热气球的原因的理解,教学中从学生便于操作的制作小船的实验来激发学生探究的学习兴趣,通过轮船从河水到海水学生实验、潜水艇演示实验和多媒体课件演示等深化感性认识,将抽象的知识形象化。结合以上学情分析本节的重点为:知道轮船的工作原理。难点为:知道轮船的工作原理、用浮力知识解释轮船排开水的重力等于船和载物的总重。学生在比较轮船在不同水域中的浮沉情况时,往往片面根据液体密度的大小或排开液体的体积大小来判断浮力的大小而出错,而仅凭推理、分析又不能使学生真正理解这一知识点,所以本节课增设了轮船由河水到海水体积变化的实验引发学生的思考,进而使学生根据实验现象,运用所学的知识解释实验现象,所以本节课将如何运用二力平衡和阿基米德原理解释“轮船”的相关知识点作为难点。
三、教学重、难点:
基于以上对教材、学情的分析,本节的重点为:知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。难点为:知道轮船的原理、用浮力知识解释轮船排开水的重力(或质量)等于船和载物的总重(或质量)的关系。
四、教学目标:
1.知识与技能:
(1)知道独木舟和木船是采用什么办法来增大可利用的浮力;
(2)知道轮船的工作原理;
(3)理解排水量的定义;
(4)知道潜水艇的工作原理;
(5)了解气球和飞艇的工作原理;
(6)德育目标:通过轮船的发展史来激发学生培养学生的爱国情怀,了解浮力应用的社会价值,初步认识科学技术对社会发展的影响。
2.过程与方法:
(1)通过科学探究过程,知道轮船的制造原理;
(2)领悟实验过程中用到的物理研究方法;
(3)通过收集、交流浮力应用的资料,提高运用浮力知识解释生活现象的能力。
3.情感态度与价值观:
(1)让学生在探究实验中,体会到客观规律的可认识性和有效的利用规律。
(2)培养学生热爱科学积极研究探索科学知识的精神。
五、教学资源:
烧杯、水、盐水、锡箔纸、多媒体课件,水槽,集气瓶,血压计充气加压皮球一个,打气筒,橡皮管,高玻璃瓶,吸水纸等。
六、教学策略:
1、基本理念:以学生为本,注重多样化的教学方式,贯彻从生活走向物理,从物理走向生活的理念,注重科学探究,培养学生分析问题、解决问题的能力。
2、教学模式:以导学案为载体的小组合作教学模式。
3、教学流程:为充分体现“以学为主体”的新课程理念,学生学习过程以探究学习为主,真正提高学生分析问题的能力,本节课流程如下:
七、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境 引入新课 播放视频《曹冲称象》: 视频中用到了什么物理知识?为什么石头重等于大象重? 生活中利用浮力的知识还有很多,同学们能否举出浮力更多的应用。 本节课学习浮力的利用。请同学们阅读学习目标,了解本节课学习课题。 课件出示课题:《浮力的利用》并板书。 观看视频, 思考: (1)视频中用到了什么物理知识? (2)学生举出浮力的更多的应用 认真阅读学习目标。 (1)播放动画“曹冲称象”中与浮力有关的片段,使学生通过观察,体会浮力知识在生活中的应用,为新课教学创设良好的情境。 (2)通过学生举例提高学生的学习兴趣,同时提高学生观察现实生活的能力 通过活动(1)(2)使学生明确知道本节课的学习内容和要达成的目标。
解决问题一:由独木舟到木船 对浮力的利用可以追溯到远古时期,当时人们是怎样利用浮力的呢?根据导学案完成以下问题并准备回答。 (1)独木舟(或木船)是利用什么办法增大可利用的浮力?你还有哪些发现? (2)通过轮船的发展史对学生进行德育教育,初步认识科学技术对社会的影响。 学生阅读课本,由学生完成导学案的问题 采用“空心”的办法。 通过学生阅读课本提高学生获取知识的能力,通过轮船的发展史及时对学生进行德育教育,提高学生将所学的知识应用于社会的科学素养。
解决问题二:轮船的发明 密度小于水的木头可以增大可利用的浮力,密度大于水的物体如何来增大可利用的浮力?让我们通过实验来探究这个问题。 阅读课本60页观察与实验 认真阅读课本实验,小组合作进行实验,并完成以下问题,交流并准备回答。 1、比较金属箔受到的重力如何变化? 比较金属箔受到的浮力是否变化?为什么? 尝试总结轮船的制造原理出示轮船图片 阅读课本p60“轮船的发明”的2-3段部分,完成以下问题,交流并准备回答: 什么是排水量? 2、船在水面漂浮,分析轮船排开水的重力(或质量)与船和载物的总重(或总质量)的关系? 3、在 “曹冲称象” 故事中,为什么船上石头重即为大象重? 4、做一做:如果将同一小船放在水与盐水中,排水体积如何变化?你有什么新的发现? 老师巡视组内同学的解决情况 教师参与学生的讨论。 学生分组进行实验,观察现象,讨论并回答问题。 不变 变大 通过空心的办法增大了V排,从而增大了浮力。 阅读教材,根据老师提出的问题,组长带领组员自行解决,然后组间竞争展示讨论结果 学生分组进行实验,观察现象,讨论并回答问题 由实际生活中的轮船到自己制作小船比赛引发学生的探究兴趣,提高学生的动手能力和探究知识的兴趣。 通过分组讨论并进行实验、观察、体验的过程,通过两个问题的比较可以使学生明确得出并深刻的理解轮船的制造原理。 引导学生讨论排水量与物体质量有什么关系,进一步巩固浮力的相关知识的应用;锻炼学生的合作能力和发散思维。 与开头的视频呼应,锻炼学生运用所学知识解决实际问题的能力。 学生动手进行简单易操作的实验,由此引发学生对同一艘轮船在不同海域中行驶时排水体积的变化,进而展开讨论,教师加以点拨,突破学生对于轮船的“吃水线”问题的理解,培养学生发现问题和解决问题的能力。
解决问题三:潜水艇的浮沉 同样是用钢铁做的,轮船是漂在水面上的,还有一种是在水上和水中都可以行驶的,大家知道是什么吗?那么潜水艇是如何实现上浮和下沉的呢? 演示学生自制教具:潜水艇 完成以下问题,准备回答 潜水艇利用改变什么的办法实现上浮或下沉的?(潜水艇的工作原理) 学生异口同声回答:潜水艇。 观察实验交流并回答问题。 为了降低学生理解潜水艇的原理的难度,课堂通过学生演示潜水艇在水中的浮沉情况,创设问题情境,引导学生自主学习、探究学习,培养学生分析问题、解决问题的能力。
解决问题四:气球和飞艇的应用 前面所学的轮船、潜水艇利用的都是液体的浮力,有没有利用气体浮力的呢?播放热气球升空视频 阅读课本p61“气球和飞艇的应用”部分,完成以下问题,准备回答。 热气球靠改变什么来实现升降的? 气球和飞艇靠改变什么来实现升降的? 3. 完成课本p61“想想议议”中的两个问题。 阅读教材交流并回答问题。 锻炼学生的自学能力和阅读课本从中获取有价值的信息的能力
梳理反思深化问题 对照学习目标,整理学案,组内交流,谈收获。 对照学习目标交流自己的收获并提出自己的困惑,组内互问互答。 让学生归纳这节课学到的知识,既强化了知识又锻炼了归纳整理的能力。对提高学生的自学能力有重要的作用。
自我检测 结合本节学习目标进行检测。 独立完成。 面向全体,关注个体差异,让每个学生每节课都有所收获。
附:板书设计:
§8.3 浮力的利用
一、轮船的工作原理:
原理:空心 增大V排
二、潜水艇的工作原理
原理:改变自身重力
三、1、热气球的工作原理:改变自身重力
2、气球和飞艇的工作原理:
改变自身的体积