人教版八年级物理下册第十章《浮力》（同步教学设计）

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人教版八年级物理下册第十章 《浮力》（同步教学设计） 课题第十章 第1节 浮力1课时授课教师XXX授课类型新授课教学目标1.通过实验体验及生活实例，准确简述浮力的概念、方向，学会用弹簧测力计测量浮力的大小。2．通过学生演示实验并相互合作，理解浮力产生的原因。3.通过实验，探究并掌握浮力大小跟哪些因素有关。教学重点、教学难点重点：探究影响浮力大小的因素。难点：浮力产生的原因。教学方法浮力比较常见,学生往往凭着自己的生活经验去认识浮力,在这些认识中有些是不科学的甚至是错误的,因此在教学中既要注意利用学生已有的经验和知识,又要纠正那些错误的认识,也为下一节阿基米德原理打基础。教学过程中采用演示实验和学生实验相结合,注意引导学生动手、动脑、动口,让学生自己去解决问题,这样既充分调动了学生的主动性,又活跃了课堂气氛。教学准备乒乓球、弹簧测力计、装满水的水槽、细线、石块、烧杯、水、盐水、多媒体课件等。教学过程一、新课引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，下令处决俘虏来的奴隶。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，再次下令将奴隶们扔到海里，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。由此引入浮力。二、讲授新课知识点一 浮力1．什么是浮力？它有方向吗？教师演示：出示一个装满水的水槽，用手将一个乒乓球压入水中，然后放手。观察现象：乒乓球从水中浮起。提出问题：浮在水面的乒乓球受几个力的作用？施力物体是谁？力的方向如何呢？归纳总结：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫浮力。2．下沉的物体也受到浮力。漂浮的物体受到浮力，那么在水中下沉的石块、铜块等物体是否也受到浮力作用？创设情景：将木块、泡沫塑料、石块、粉笔头投入水中，木块和泡沫塑料漂浮，石块和粉笔头下沉。提出问题：浮在水面上的物体受到浮力，浸没在水中的石块受到浮力作用吗？怎样来验证你的想法？空气中所受重力G/N浸没在水中时的示数F拉/N二者之差(G-F拉)/N学生之间相互交流、讨论，学生展示方案，教师点评后，依据图示演示、讲解并记录：交流分析：物块受到几个力的作用？各力的方向如何？这几个力的关系如何？两次弹簧测力计的读数之差说明了什么？归纳总结：物块在水中静止不动，说明物块所受的重力=物块受到的拉力大小+物块在水中受到的浮力大小。所以，浮力大小=物块重力-物块在水中时弹簧测力计的读数。物理学中把这种测浮力大小的方法，叫称重法。得出结论：一切浸在液体中的物体都会受到液体对它向上的浮力。浮力的大小F浮=G-F拉。补充说明：在液体中，无论物体上浮还是下沉，形状规则还是不规则，运动还是静止，浸在哪种液体中都会受到浮力的作用。3．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？归纳总结：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。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。知识点二 决定浮力大小的因素实验猜想：浮力的大小可能跟什么因素有关？多媒体展示：启发学生提出猜想与假设。(1)轮船从江河航行到大海，吃水的深度变化了。由此猜想：浮力可能与液体的密度有关。(2)从井中提水，盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就需要越大。由此猜想：浮力可能与物体浸入液体中的深度有关，也可能与物体排开液体的体积有关。制定实验计划、设计实验：学生分小组讨论实验方案，教师要巡视指导。进行实验：(1)①用弹簧测力计测量出石块的重力G；②将石块分别浸没在水和盐水中，读出弹簧测力计的示数；③比较两次弹簧测力计示数的变化情况。(2)①用弹簧测力计测量出石块的重力G；②将石块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数；③改变石块在水中的深度，读出弹簧测力计的示数；④比较弹簧测力计示数的变化情况。(3)①用弹簧测力计测量出石块的重力G；②将石块部分浸入在水中，读出弹簧测力计的示数；③将石块全部浸没在水中，读出弹簧测力计的示数；④比较两次弹簧测力计示数的变化情况。注意事项：(1)“浸没”指物体完全处在液体下方。(2)对于多因素(多变量)的问题，常常可以采用控制变量的办法。实验结论：浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸入液体中的体积有关，物体浸入在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。三、课堂小结回顾本节课你学到了什么？梳理本节知识要点。四、板书设计 第1节 浮力一、浮力(1)概念：浸在液体中的物体受到向上的力，这个力叫浮力。(2)方向：竖直向上。(3)大小：F浮=G-F拉。(4)浮力产生的原因：浸在液体中的物体的上、下表面受到的液体对它的压力差。F浮=F合=F向上-F向下。二、决定浮力大小的因素浸入液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体浸在液体中的体积有关，与物体浸没在液体中时所处的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关。物体浸入液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。教学设计反思让学生猜想在水中下沉的物体是否也受到水的浮力,然后利用称重法测量浸没在水中的石块受到的浮力大小,让学生学会利用实验来帮助自己走出认识的误区。在探究浮力大小跟哪些因素有关时,采用“猜想→制定实验计划→进行实验→得出结论”这四个环节引导学生进行探究。但是探究过程没有收集所有小组的实验数据,不能使所有学生都建构物体所受浮力大小的规律。课题第十章 第2节 阿基米德原理1课时授课教师授课类型新授课教学目标1.通过实验体验及交流，猜想F浮与G排之间的关系。2.小组合作交流设计实验方案，探究得出阿基米德原理。3.尝试用阿基米德原理解答简单的问题，能解释生活中一些与浮力有关的物理现象。教学重点、教学难点重点：阿基米德原理的实验探究及应用。难点：实验探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系，正确理解阿基米德原理的内容。教学方法本节课采用探究教学方法,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,然后教师引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体所受的重力相等的假设。最后让学生分组进行实验设计和实验操作去检验这一假设。在教学的各个环节中,教师要促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。在整个教学过程中,教师还要注意利用学习性评价方法对学生的探究活动进行评价。教学准备易拉罐、水槽、烧杯、溢水杯、弹簧测力计、石块、细线、小桶、水、多媒体课件等。教学过程一、新课引入情境导入：阿基米德的启示阿基米德出生在古希腊的贵族家庭，他从小热爱学习，善于思考，喜欢辩论。有一次，国王要金匠给他做一顶金王冠，做王冠用的金子事先称过重量。王冠做好了，国王听说工匠在王冠中掺进了白银，偷走了一些金子。可是，王冠的重量，并没有减少；从外表看，也看不出来。没有证据，就不能定金匠的罪。国王把阿基米德找来，要他判断这顶王冠有没有掺进白银，如果掺了，掺进去多少。据说，阿基米德是从洗澡得到启发，才解决了这个难题。这天，他去澡堂洗澡，心里还想着王冠问题。当他慢慢坐进澡盆的时候，水从盆边溢了出来。他望着溢出来的水发呆，忽然，高兴地站了起来：“找到了！找到了！”阿基米德连衣服都来不及穿好，就从澡堂跑回家里。原来，阿基米德已经想出了一个简便方法，可以判断王冠是不是纯金做的。他把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢了出来。他取出金冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢了出来。他把两次溢出的水加以比较，发现第一次溢出来的多。于是他断定王冠中掺了白银。然后，他又经过一番试验，算出了白银的重量。当他宣布这个结果的时候，金匠们一个个惊得目瞪口呆。他们怎么也弄不清楚，为什么阿基米德会知道他们的秘密。当然，说阿基米德是从洗澡中得到启发，并没有多大根据。但是，他用来揭开王冠秘密的原理流传下来，就叫阿基米德原理。直到现在，人们还在利用这个原理测定船舶载重量。你知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗？你想知道这个原理的内容吗？今天我们就来学习这个原理。二、讲授新课知识点一 阿基米德的灵感自主学习：阅读课本P53的内容,了解物体受的浮力的大小与物体排开液体的体积的关系。提出问题:(1)阿基米德鉴定王冠的原理是什么?(2)如何才能知道阿基米德的做法是否正确?演示实验：易拉罐浮在水面上,用什么办法能把它浸入水中呢?方法1:用手把空易拉罐向下慢慢压入水中。方法2:将易拉罐灌满水后放入水中下沉。提出问题:（1）易拉罐沉入水中的过程中,受到的浮力是如何变化的?（2）易拉罐沉入水中的过程中,排开水的体积是如何变化的?归纳总结：（1）物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积。（2）物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越大。（3）浮力的大小跟排开液体所受的重力有关。知识点二 浮力的大小实验探究：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验器材：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？溢水杯中的水应为多少？先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？实验步骤：(1)如图甲、乙所示，测出小桶所受的重力G桶和石块所受的重力G。(2)如图丙所示，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，同时用小桶收集石块排开的水。(3)如图丁所示，用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G总，则石块排开水的重力G排=G总-G桶。(4)根据F浮=G-F拉算出浮力，比较F浮与G排的大小。(5)换用不同质量的小石块，重复以上步骤，记录实验数据如下表所示。实验数据：小桶重G桶/N石块重G/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/N0.631.621.41.40.63.51.82.321.70.64.22.22.62.52实验结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力。用公式表示为F浮=G排。三、课堂小结回顾本节课你学到了什么？梳理本节知识要点。四、板书设计 第2节 阿基米德原理一、阿基米德的灵感影响浮力的因素eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(液体的密度ρ液,物体排开液体的体积V排))二、浮力的大小1.阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力。2.用公式表示：F浮=G排=m排g=ρ液gV排教学设计反思本节课采用探究教学方法，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，有意识地引导学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。课题第十章 第3节 物体的浮沉条件及应用1课时授课教师授课类型新授课教学目标1.知道物体的浮沉条件。2.知道轮船、潜水艇、气球和飞艇的原理。3.理解物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用，结合阿基米德原理掌握浮力问题的解决方法。教学重点、教学难点重点：浮沉条件和密度大的物体实现漂浮的方法。难点：综合利用二力平衡的知识探究浮沉条件。教学方法本节课采用两学两教的主要模式,充分利用实验观察法来明确相关概念和原理,并利用问答法这一有效手段检测学生对知识的掌握情况,让学生充分利用分析法解决一些生活中的实际问题,增强学生的学习能力和变向思维能力,将知识连成体系。教学准备乒乓球、沙、装有水的水槽、金属箔、大烧杯、水、充有氢气的气球、没充气的气球、多媒体课件等。教学过程一、新课引入多媒体展示：探海蛟龙潜水艇这么一个庞然大物,却能自由地上浮与下沉,同学们想知道它的浮沉原理吗?下面我们就一起来学习物体的浮沉条件及应用。二、讲授新课知识点一 物体的浮沉条件1．漂浮、悬浮和下沉演示实验：将三个乒乓球浸没在水中(一个充满沙；一个中空；一个有部分沙，用蜡封住)，松手后出现什么现象？教师引导：首先指明这些现象可以描述为“漂浮”“下沉”“悬浮”，规范物理语言，然后要求学生进行受力分析，利用二力平衡的知识解决问题。提出问题：浸入水中的物体受到哪几个力的作用？它们的施力物体分别是谁？交流讨论：一个物体在受到两个或两个以上力的作用时，它的运动状态由这些力共同决定。(1)F浮=G时，它受到平衡力的作用，处于什么状态？(2)F浮>G时，它受到非平衡力的作用，处于什么状态？(3)F浮G竖直向上沉底F浮+F支=G为零提出问题：物体漂浮和悬浮时，都有F浮=G，那这两种情况岂不是完全相同了吗？学生活动：比较分析。悬浮的物体完全进入液体中，可以静止在液体内部任一位置，其体积等于物体排开液体的体积；而漂浮则是物体静止在液体表面上，其体积大于物体排开液体的体积。点拨：总结易混淆的几个词语浸没：物体完全浸入液体中，整个物体在液面以下。浸入：也就是“浸在”，包括完全浸入和部分浸入。漂浮：物体漂在液面上，部分体积浸入。悬浮：物体在液面以下，完全浸入，可以静止于液面下任何位置。上浮：物体正在向上加速运动，可能完全浸入，也可能部分浸入，最终状态是漂浮。下沉：物体正在向下加速运动，可能完全浸入，也可能部分浸入，最终状态是沉在液体底部。知识点二 浮力的利用1．轮船的浮沉原理提出问题：怎样让铁块漂浮或悬浮在水中？学生活动：让铁块的密度变小，小到等于水的密度就能悬浮了，小于水的密度就能漂浮了。提出问题：怎么才能使铁块的密度变小呢？学生活动：根据ρ=eq \f(m,V)，可知有两种办法(1)在质量不变的情况下增大体积。可将铁块压成薄片，包成铁盒，增大体积。(2)在体积不变的情况下减小质量。可挖掉铁块内部的铁，减小质量。其实这两种办法都是将铁块制成“空心”。演示实验：将叠在一起的金属箔放在水面上，金属箔下沉。将金属箔伸展开，叠成盒状放在水面上，金属箔漂浮。轮船就是利用这个原理制成的。(1)轮船的原理：通过将密度大的钢铁制成空心，增大了体积，进而增大了排开液体的体积，从而增大了可以利用的浮力，使浮力等于船和货物的总重来实现漂浮。(2)排水量：轮船排开水的重力越大，受到的浮力就越大，就可以承载更多的货物。我们把轮船满载货物时排开水的质量叫轮船的排水量。即排水量=m船+m货。思考问题：轮船从河里驶入海里时，(1)它受到的浮力变大、变小还是不变？(2)它排开的液体的质量变不变？(3)它排开的液体的体积变不变？(4)它是下沉一些，还是上浮一些？拓展延伸：同一条船在河里和海里时，所受浮力相同，但它排开的河水和海水的体积不同。因此，它的吃水深度不同。轮船漂浮，人们在船体与水面相平处用不同颜色画线作标记，表示轮船没入水中的深度，这条线叫吃水线，最高吃水线表示最大的安全载重量。2．潜水艇的浮沉原理提出问题：潜水艇受到的浮力和重力相等，所以可以悬浮在海水中，可是它如何才能浮出水面呢？教师讲解：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，就可以上浮了。多媒体展示：潜水艇的浮沉学生活动：经讨论发现，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。重点强调：潜水艇浸没在水下不同深度，所受浮力相同。3．气球和飞艇的升降原理情景设置：释放一个氢气球，气球上浮至天花板。现场吹一个气球，扎紧口并松手，气球降至地面。提出问题：这两个气球都受浮力吗？为什么一个上浮，另一个下降呢？学生回答：因为充入的气体不同，密度不同造成浮沉不同的。提出问题：如何才能让气球浮在空中？学生交流：利用浮沉条件的密度关系可知，向气球中充入密度比空气小的气体，比如氢气、氦气等。介绍热气球和飞艇的发展历程：氢气球——氢气飞艇——氦气飞艇。提出问题：热气球、飞艇带着人飞上了天，实现了人们升天的梦想，可是它们怎么着陆呢？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，比如热气球停止加热、飞艇放出一部分气体等。归纳总结：气球和飞艇的升降原理：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。提出问题：生活中还有哪些现象可以利用浮力的知识来解释？学生交流：如腌鸡蛋时，开始鸡蛋漂浮，后来下沉；煮饺子时，饺子熟了后会浮出水面；吹出的肥皂泡先上升后下降等等。三、课堂小结回顾本节课你学到了什么？梳理本节知识要点。四、板书设计 第3节 物体的浮沉条件及应用一、物体的浮沉条件：F浮>G物   上浮 最终漂浮 　ρ液>ρ物F浮=G物   悬浮　　　　 　 ρ液=ρ物F浮G物而升空。教学设计反思1.本节课以学生自主探究为主线展开教学,实验器材充分,目的明确,能让学生通过丰富多彩的探究活动，大胆实践、勇于创新,学生的创新精神和探究能力得到了锻炼,激发学生的学习积极性,能让学生在自主探究和合作交流中提升对知识的认识,真正发挥了学生的正常思维潜能,激发了学生对自然科学的探究,培养了学生的探究意识,动手能力和团结协作的精神,更重要的是培养了学生的创新意识。2.由于对学生自主动手实验的能力、信心不足,仍不敢对学生全面放手,教师在学生自主探究实验活动中时不放心,这不利于学生自主探究能力和创新能力的培养。部分学生教学的参与度不够，学生的动手能力也比较弱,要多鼓励学生,对于学生的困难,给予及时的辅导。3.活动和实验的目的是帮助学生更好地理解知识,所以活动和实验要注意其有效性和可参与性,还要注意留给学生足够的思考、讨论和交流的时间,这也是一堂课成功的关键。