在流体中运动
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.知道流体的压强与流速的关系：流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。
2.了解升力是怎样产生的。
二、过程与方法
1.通过观察法、实验法探究流体的压强与流速的关系，通过分析推理法探究飞机的升力是怎样产生的。
2.通过制作“鸟翼模型”，训练学生的动手能力；
三、情感态度与价值观
1.结合日常生活现象，激发学生兴趣。
2.了解历史，加深人文素养。
教学重点和难点
一、教学重点
知道气体的压强与流速的关系。
二、教学难点
了解飞机的升力是怎样产生的。
教学过程
情景导入
今天，我们先请两位同学来进行一项比赛：“漏斗吹球”比赛。(比赛规则：用手掌托着乒乓球，把乒乓球放在翻转的漏斗中，用嘴通过漏斗向下吹气，同时放开手。看到了什么现象？)
教师提问：乒乓球为什么在漏斗下方不会掉下来呢？
教师讲述：让我们带着问题一起走进今天的物理课堂。
教学活动
一、鸟儿是怎样翱翔的
提问：鸟儿能在天空中翱翔，依据鸟的原理而设计的滑翔机大家听说过吗？你知道第一个设计滑翔机的人是谁吗？
德国的奥托·李林达尔，是世界上公认的滑翔机之父（链接到李林达尔），设计和制造了实用的滑翔机（见教材P65图10-1-1），实现了飞行的梦想。
阅读教材P54，实验探究：鸟翼的升力。
鸟类的翅膀形状各异，飞行方式也各不相同，但它们有一个共同的特点，鸟翼横截面的连线是弯曲的，如图10-1-2所示。
设计实验：
（1）如图10-1-3，用硬纸做一个鸟翼模型，在其中插一根吸管，穿过吸管将模型套在竖直的铁丝上。
（2）用吹风机对着模型吹风，观察气流对鸟翼模型有什么作用。
实验结论：水平的气流，能使鸟翼获得向上的升力。
什么是升力？
就是向上的力，使鸟翼上升的力。一般都是说在空气中，向上的力大于向下的力，其合力可以使物体上升。这个力就是升力。
二、伯努利的发现
这个升力是怎样产生的呢？让我们来追溯一下历史；早在 1738 年，伯努利就发现了流体压强与流速的关系，这不仅解开了鸟儿在天空翱翔的奥秘，也成了人类打开空中旅行大门的钥匙（链接到伯努利）。
1.流体流速与压强有什么关系呢？
阅读教材P55，做“活动：液体压强与流速的关系”。
引导学生进行探究实验：取一张纸条，从纸条上方沿纸条吹气，如图10-1-4 ，纸条会怎样运动？
提问：从这个实验中，我们得出流速和压强有怎样的关系？
分析：要得出流速和压强的关系，我们来探究一下纸条上方的流速和压强；吹纸条上方，导致纸条上方的流速比纸条下方的流速大；纸条上升，说明纸条上方的压强比下方小；纸条上方的流速大、压强却小，说明流速与压强之间的关系是什么?
科学家通过大量实验研究，得出结论：对于流动的液体和气体，在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。这就是伯努利原理。
介绍一下“河流流线”的情况，观察实验室中模拟鸟翼周围的气流的情况（如图 10-1-5）。
2.解释飞机的设计原理。
提问：
（1）飞机和鸟有什么共同的特点？（学生讨论）
（2）它的“翅膀”不能扇动，是什么原因使飞机飞起来的呢？
飞机和鸟类有相似的外形，飞机的机翼也是根据伯努利原理设计的。
3.生活中的“翼”。
举出生活中的例子：
在空中，有飞机、天鹅等；
在海洋中，有企鹅、海豚、鳐鱼、深水飞机等。
你能想象它们的形状吗？请你们把自己的猜想画出来。
板书设计
1.在流体中运动
教学反思
课堂教学模式的转变，在这节课的设计上，我改变了以往的教学模式：由跟我学、跟我做的教师讲授型模式向我要学、我要做、我要说的学生探究型模式转变，整个课堂90%的时间是学生说、学生做。通过问题情景的层层深入，充分调动学生学习的积极性和协作学习的精神，使学生真正成为课堂的主人，实现了开放的、合作的、创新的、平等的教学气氛，让大家在轻松中学，在动态中学。
充分发挥多媒体课件的作用：机翼升力产生的原理，由于流体力学本身就比较抽象难以理解，光靠老师的讲解是远远不够的，须通过课件形象生动地展示出来流体流动的特点和作用在机翼上、下方的压力大小，让学生获得良好的感性认识，真正体会到神奇的升力。
认识浮力
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
认识浮力，知道浮力的方向是竖直向上的，知道浮力产生的原因是液体对物体有向上和向下的压力差。
二、过程与方法
通过观察法和课堂讨论让学生认识浮力，通过类比法、观察法让学生了解浮力产生的原因。
三、情感态度与价值观
结合生活实际培养学生的兴趣，通过学习过程中的合作与交流，培养学生的交流意识、合作精神。
教学重点和难点
一、教学重点
1.认识浮力。
2.了解浮力产生的原因。
二、教学难点
1.认识浮力。
2.了解浮力产生的原因。
教学过程
情景导入
传说大约两千年前，罗马统帅狄杜进兵耶路撒冷，攻到死海岸边，下令处决俘虏的奴隶。奴隶们被扔入死海，并没有沉到水里淹死，却被波浪送回岸边。狄杜勃然大怒，再次下令将俘虏扔到海里，但是奴隶们依旧安然无恙。狄杜大惊失色，认为奴隶们受到神灵保佑，屡淹不死，只好下令将他们全部释放。这是为什么呢？让我们一起学习今天的课，来探索这其间有什么奥秘。
教学活动
一、什么是浮力 ?
一切浸入液体或气体中的物体，都受到液体或气体对它向上的力，叫作浮力。如图所示。
阅读教材P，做“活动：感受浮力”，如图10-2-2所示。
（1）将木块、乒乓球按入水中，有什么感觉？
（2）把铁球、石块从水中托出，有什么感觉？
（3）用线把木块系好，拉入水中，观察线的方向。
通过以上活动，学生讨论交流：感受到浮力的存在了吗？对浮力的方向有什么猜测？
教师总结：
（1）感觉木块和乒乓球受到向上的力；
（2）感觉不一样，在空气中托住铁球和石块比水中要重些，在水中水要给铁球和石块一个向上的力；
（3）线受木块向上的拉力而绷直。
二、浮力产生的原因 ?
提出问题：为什么浸在液体中的物体会受到浮力的作用？
引导提示：利用液体压强的知识分析浮力产生的原因。上下表面受到压力的施力物体是什么？方向如何？压力差的作用效果体现在哪里？方向又是如何呢？
学生讨论交流，归纳：由于液体的同一深度向各个方向的压强都相等，所以浸没在液体中并静止的立方体侧面每个位置上受到的液体压力都会有正对的侧面上同一深度处受到的压力与之相抵消。这样立方体侧面所受液体的压力的合力为零。但是，上、下表面所处的深度不同，上表面受到的压力小；下表面受到的压力大(如图所示)。于是，就产生了竖直向上的压力差。立方体在竖直方向上，受到液体竖直向上的压力差就是浮力。
归纳总结，得出利用压力差求浮力的方法：F浮＝F合＝F向上－F向下。
结论：浸没在液体中的物体，其上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。
?思考：沉没在海底的泰坦尼克号受到浮力了吗？（根据浮力产生的原因判断一下）
得出结论：像沉船那样与水底紧密结合的物体不受到浮力的作用，因为它的下表面没有受到水的压强。
进一步让学生认识到，必须要上下表面的压强同时具备的时候才能产生浮力。
三、测量浮力
上面的活动中，我们用手可以感受浮力。而要得出浮力的确切数值，需要借助仪器。
阅读教材P59，做“实验探究：测量浮力”。如图10-2-5所示。
（1）在弹簧测力计的挂钩上竖直悬挂一个重物，读出测力计的示数F1；
（2）把重物浸入水中，再读出测力计的示数F2；
提出问题：示数怎样变化？这个变化说明了什么？物体受到的浮力沿什么方向：浮力的大小与F1和F2有什么关系？
我们分析受力的大小和方向可以从分析力的示意图开始：
（1）对第一个图进行受力分析时，注意它受到一个拉力 F1 和重力的作用；对第二个图中进行受力分析时，注意它受到一个拉力F2 、浮力和重力的作用。
（2）?两个图中，石块都处于静止状态；?静止状态意味着平衡，平衡意味着相等关系，列出关系式：F1=G，F2+F浮=G，最后的结果是用F1和F2来表示F浮 ，即F浮=F1-F2。
（3）平衡导致了浮力必须和重力在一条直线上；?浮力向上且与重力在一条直线上，那说明浮力的方向是与重力恰好相反，那么浮力的方向竖直向上。
引导：同学们想一想，从这个实验中，我们得到了哪几条有用的结论，并归纳出来。?
（1）认识浮力，是一种能使浸在液体中的物体受到向上的力，它的方向竖直向上；
（2）了解浮力产生的原因是由上、下表面的压强差产生的；
（3）得到一种浮力的计算方法： F浮 =F1-F2 。
阅读教材P60，讨论交流：沉在水底的铁球有没有受到浮力。如图10-2-6所示。
只要上、下表面存在压力差，物体在液体中受到浮力，与它的沉浮无关。
板书设计
2.认识浮力
教学反思
回顾本节课的教学，我认为很多教学目标都较好地达到了，学生能够知道各种物体在水中都受到水的浮力，培养了学生发现问题的能力，部分同学具有了对实验结论进行验证的意识，很多同学受到了验证实验结论的熏陶，学生思维的严密性在发展。令人兴奋的是，学生对实验研究的兴趣得到了加强，学生的想象力和创造力得到了发展，使学生更加关注身边的事物的发展变化，应用知识的意识也得到了一定的发展。但是本堂课的教学还没能做到关注全体学生的思维发展状态，对学生思维发展的训练还不够到位。
科学探究：浮力的大小
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，会求出浮力的大小。
二、过程与方法
通过学生实验，探究浮力的大小与哪些因素有关，培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力，培养学生有步骤进行实验的条理性。
三、情感态度与价值观
通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。
教学重点和难点
一、教学重点
知道阿基米德原理，会计算浮力的大小。
二、教学难点
知道阿基米德原理，会计算浮力的大小。
教学过程
情景导入
我们学习物质的密度时说过一个故事：两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在流体中的体积，不就是物体排开流体的体积吗？随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。这次洗澡的偶然实验，总结出了著名的阿基米德原理。原理的内容是什么呢？今天我们大家一起来学习。
教学活动
一、浮力大小与什么因素有关?
浸在液体中的物体受到浮力的大小与什么因素有关呢?你有什么猜想？
学生甲：船运载货物的多少与船的大小有关，我猜想浮力可能与物体的体积有关。
学生乙：木头能漂在水面上，铁块会沉入水底，所以我猜想浮力和物体的密度有关。
学生丙：浮力是液体中产生的，不同深处，液体压强不同，浮力也可能不同……
学生丁：液体对物体产生浮力，浮力的大小可能与液体的密度有关。
阅读教材P62，做“实验探究：影响浮力大小的因素”。如图10-3-3所示。
1.引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？ ?
根据上面学生的分析、讨论，可得出猜想：
猜想1：浮力可能与液体的密度有关。
猜想2：浮力可能与物体的密度有关。
猜想3：浮力可能与物体浸在液体中的深度有关。
猜想4：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。
2. 进行实验：强调控制变量法。
在研究一个物理量与另一个物理量的关系时，我们常常运用“控制变量法”，也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系，那么我们必须控制其他的实验条件相同，我们用同一个物体浸入同一种液体中，那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。
验证猜想1：浮力可能与液体的密度有关。取相同的物块，浸入清水和浓盐水中相同的深度。如下图所示。
得出结论：浮力的大小跟液体的密度有关。
验证猜想2：浮力可能与物体的密度有关。取相同体积的不同物块，浸入相同深度的清水中。如下图所示。
得出结论：浮力的大小跟物体的密度无关。
验证猜想3：浮力可能与物体浸没在液体中的深度有关。取相同物块，浸没在不同深度的清水中。如下图所示。
得出结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的深度无关。
验证猜想4：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。取相同的物块，分别浸入清水中不同的体积。如下图所示。
得出结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
3.在探究结束后，总结出以上各个猜想的正误，引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照教材上的相关部分，看看自己写的和书上的表述哪个更好。
学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。
教师总结：
实验结果表明：物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
4.启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”，“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”，那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关。
学生分析、讨论作答。
二、阿基米德原理
由上面的实验探究，进一步分析。
学生甲：物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。
学生乙：质量等于密度乘体积。
学生丙：可见，上面的结论也可表述为：物体所受浮力的大小与它排开液体质量有关。
阅读教材P63，做“实验探究：浮力大小与排开液体的关系”。如图10-3-4（验证阿基米德原理）。
1．实验器材：溢水杯、弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。
思考问题：如何测出石块排开的水所受的重力呢？
（1）溢水杯中的水应为多少？
（2）先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？
2．实验步骤：
(1)如图所示，测出石块所受的重力G和小桶所受的重力G桶。
(2)将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流入小桶中，读出此时弹簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水。
(3)用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G桶，则排开水的重力G排＝G总－G桶。
(4)根据F浮＝G－F弹，算出浮力，与G排比较大小。
3．实验数据记录表格：
石块重G/N
小桶重
G桶/N
石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N
小桶和水总重G总/N
浮力的大小F浮/N
排开水所受重力G排/N
4.分析与讨论：
通过比较F浮和G排得出结论。
结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮)，浮力(F浮)的大小等于被它排开的液体所受的重力(G排)。用公式表示为F浮＝G排。
讲述：上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。实验证明，这个结论对气体同样适用。例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。
阅读教材P64，讨论交流：死海之谜。如图10-3-6所示。
在死海，海水的密度很高。人们可以轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！你知道这是什么道理吗？提出你的解释。和同学交流。
三、阿基米德原理的应用
气体和液体都是流体，因此物体在气体中也受到浮力。
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于排开的水所受的重力。
氢气球脱手后会上升，是因为受到空气对它的浮力，因此阿基米德原理也适用于气体。
举出在生活中物体受到浮力的例子。 ??
学生举例：轮船受到浮力；热气球、飞艇受到浮力；水里的鱼受到浮力。
四、浮力计算
浮力计算的方法：
（1）实验室测量浮力的方法可以计算浮力；(称重法)
（2）浮力产生的原因可以计算浮力； （压力差法）
（3）阿基米德原理可以计算浮力； （公式法）
（4）物体的沉浮条件法；（F浮=G物）
例子：书上的例题“橡皮泥块”。????
（1） F浮＝ F1－ F2；
（2） F浮＝ F下－ F上；
（3） F浮＝ G排。
板书设计
3.科学探究：浮力的大小
教学反思
本节我采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，从而更深刻地理解这一原理的内涵，同时有利于学生对科学本质的认识。学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想，然后引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体的重力相等的假设。最后让学生分组进行实验设计和实验操作去验证这一假设。在教学的各个环节中，有意识地促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。
沉与浮
教学目标
三维目标要求
一、知识与技能
1.?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。
2.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、潜水艇和热气球这些与日常生活紧密联系的沉浮原理的学习，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。
教学重点和难点
一、教学重点
理解沉浮条件。
二、教学难点
1.利用沉浮条件解释轮船、潜艇、气球等的原理。
2.能应用沉浮条件解释一些简单问题。
教学过程
情景导入
多媒体展示图片：人在死海中悠闲地戏水、飞艇在空中自由地上升、下降。
引导：对于上面展示的两幅图片，你们想提出什么问题？
教学活动
一、物体的沉浮条件
思考问题：浸在水中的物体，有的会上浮，有的会下沉。这是为什么呢？物体的浮与沉取决于什么条件？
1.阅读教材P66，观察：鸡蛋的沉浮。如图10-4-2。
取一枚新鲜鸡蛋，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，又会发生什么现象？
（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？
①盐水溶于水后，变成盐水，密度比水的密度大；
②加盐会导致液体的密度的增大。
（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：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。
2.物体的沉浮条件。
对于浸没在液体中的物体：
（1）F浮>G ，物体上升；
（2）F浮=G ，物体悬浮；
（3）F浮3.海洋生物控制沉与浮的方式。
二、控制沉与浮
中国古代很早就将浮力应用于生产、生活中。从独木舟到郑和出使西洋所用的大型“宝船”船队，从孔明灯到浮船打捞技术，从盐水选种到密度计，都体现出中华民族的智慧。
1.潜艇。
潜艇最早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。
讲解：潜水艇两侧有水舱，当水舱中充水时，潜水艇加重，就逐渐潜入水中；当水舱充水使艇重等于同体积水重时，潜水艇就可悬浮在水中；当压缩空气使水舱中的水排出一部分时，潜水艇变轻，就可上浮了。
利用多媒体课件演示潜水艇的浮沉。
学生活动：讨论发现悬浮的潜水艇排开海水的体积不能变化，所受浮力不能改变，只能通过改变自身重力实现浮沉。
归纳总结：潜水艇的原理：靠改变自身重力来实现在水中的浮沉。
强调：潜水艇浸没在水下不同深度，所受浮力相同。
阅读教材P67，动手做：做一个潜艇。如图10-4-6。
按上图自制一个潜艇模型，把模型浸在水中，从管中抽气，模型将怎样运动？向管中打气，模型又会怎样？
教师引导学生分析、讨论作答。
2.热气球。
在体育、娱乐活动中，经常看到天空中漂浮着色彩绚丽的热气球。你知道它的构造和原理吗？
介绍热气球的发展历程：
问题：热气球带着人飞上了天，实现了人们升天的梦想，可是它们怎么下来呢？
学生活动：减小浮力，利用阿基米德原理可知，减小排开气体的体积，比如对热气球停止加热。
归纳总结：热气球的升降原理：利用里面充的气体的密度小于空气的密度，空气产生的浮力大于自身的重力来升空；利用减小浮力来下降。
阅读教材P68，动手做：做一个热气球。如图10-4-9。
（1）取一个大的轻纸袋，用细铁丝编一个简单的小筐，再用几条胶带把小筐挂在纸袋下面，筐里放一团用酒精浸湿的棉花。
（2）把热气球拿到室外，点燃酒精棉，热气球就能升起来，你能解释热气球升起来的原因吗？
（3）想一想用什么办法能使升起的热气球降回地面？
教师引导学生分析、讨论作答。
3.浮船打捞。
浮筒绑在沉船两侧时使整体体积增大，总的浮力增大，排出浮筒中的水，浮筒的重力减小，当浮力大于重力时沉船上浮。
阅读教材P69，讨论交流：打捞中山般。如图10-4-12。
中山舰是“浓缩了中国现代史”的一代名舰，其排水量780t，长62.48m，宽8.99m，1938年在长江被日军击中，沉入19m深的长江。
如果由你来组织打捞中山舰，你会怎么做？
让学生自己设计打捞中山舰的方案，填写到书上的表格中。
板书设计
4.沉与浮
教学反思
本节课的教学是围绕着“密度大的物体是如何实现漂浮或悬浮”这个问题进行的。先由阿基米德原理公式的变形得到物体浮沉与密度的关系之后，再通过对密度公式的分析得出轮船和潜艇的浮沉原理。这样的安排，使知识点之间过渡自然，层层递进，利于学生接受。据此得到“空心”这一实现密度大的物体漂浮或悬浮的重要方法，最后我们还共同探讨了潜艇和热气球的升降原理。让学生认识到了科学技术在社会生活中的影响，体现“STS”思想。
