《浮力的应用》预案.doc

浮力的应用
一、教学目标
1．知识与技能：通过学习知道液体中的浮沉是由该物体在液体中所受浮力及其重力之间
的大小关系决定的；知道F＜G，F＞G，F=G这三个表达式的含义。能综合运用阿基米德原理及二力平衡等知识讨论浮沉条件。知道轮船、潜艇和热气球的基本工作原理。
2．过程和方法：通过探究活动提高学生的观察能力、实验操作能力、综合分析能力、语
言表达能力和交流合作能力。
3．情感态度和价值观：培养学生对科学探究的浓厚兴趣，对实验现象认真观察和对实验
操作的科学态度，形成尊重事实、善于质疑的科学态度。通过浮力知识应用实例培养学生理论联系实际的良好学风，激发学生学习情趣；通过学生自己的探究实验，激发学习欲望；发展积极探索的精神，获得谋求内部协调统一的成功体验。

二、教材分析
《浮力的应用》是人民教育出版社编写的初中九年级第十四章第六节的内容，是二力平衡条件及运动和力的关系在流体静力学中的特殊表现形式，是在学生认识了浮力和阿基米德原理的基础知识之后，指导学生探究“物体浮沉的条件及其应用”。本节是九年级物理中的重点知识，它涉及物体浮沉条件和应用两方面的知识，具有应用量大，相互联系紧密和知识交叉的特点。本教学设计根据学生的实际情况和教学时间的限制，将内容处理为浮沉条件和应用实例两大部分；在教学中安排了三个活动，其目的是让学生积极参与到课堂中来，通过动手，探究知识得到相应的结论。就学习要求而言，既有过程性要求，也有结果性要求。
本节课的重点是物体的浮沉条件及其应用，这也是本节内容的难点，应用实例为知识的巩固，使学生充分体会物理就在我们身边，初步学会应用浮力解决生活中的实际问题。

三、学情分析
建构主义理论认为：任何学习过程都是在已有的知识、经验的基础上，通过主体和客体不断的相互作用，及学生个体主动地探索、主动构建新知识的过程。
本节课在学生已经学习了系统的力学知识的基础上，将学过的浮力产生的原因、阿基米德原理和物体的浮沉条件等知识应用于本节生活实例中。而初中学生心理和认知发展规律要求在教学中要充分调动他们的积极性，他们不喜欢枯燥的理论分析和教条式的计算但乐于参与动手实验、观察现象、了解与物理规律有关的图片。在玩中学更能激发学生的学习热情。他们喜欢探索自己熟悉的或与所学知识有关的生活现象、科学事件。教学中安排贴近学生生活的活动和探究，为他们提供一个适合个性发展的空间，这样才更能激发和培养他们的创造性；同时，如何能让学生科学地看问题、想问题，不受主观想象力的干扰，也是教学的重点。
本节课力求指导学生应用实验归纳总结本课的教学重点、难点，随着实验的总结、拓展，真正挖掘学生的思维潜能，激发学生对自然科学探究的兴趣，搜集整理浮力在生产、生活中的应用，培养学生实验操作能力和团结协作的精神。

四、重点难点分析
1．重点：学会控制物体浮沉的方法
2．难点：学会应用浮沉条件解决实际问题

五、教法分析
本节教学内容安排主要以科学探究的方式开展，其中：
有教师引导的半开放式探究，认识物体浸在液体中的各种状态和过程，将观察和分析有序的结合、推进，让学生自己体会到物体的浮沉状态与重力、浮力之间的关系；
有学生独立完成的全开放式探究，给出具体的探究方向：如何让在清水中会下沉的鸡蛋漂浮起来？让学生亲历典型的科学研究过程之中的各个环节：提出问提——进行猜想——设计实验——进行实验——数据分析——交流分析——得出结论，使学生在科学探究的学习过程中体验物体沉浮现象的乐趣，获取物体沉浮的经验认识，增长探究物体沉浮的本质的能力，培养观察实验，思考等科学能力。学生分组开展，器材不同但目标一致，学生通过对器材作用的充分开发展示学生思维的活跃性和创造性；通过实验成果的展示和方法的归纳，将一个问题的解答上升到一类问题的解决方案，得到改变物体浮沉状态的各类方法，从小实验获得大学问；
还有演示实验和学生观察、分析结合的“潜水艇模拟实验”，通过空心塑料小球在水中的浮沉状态的改变及其原因的分析，类比潜水艇的结构浮沉原理，让原理从学生口中说出，
这样在新课程的教学中学生的主体地位应得到充分的发挥，在整个教学活动中让学生在活动中探究、不断地发现问题、提出问题、解决问题；同时又布设一些学生想不到但稍微动一下脑筋就能解决的贴近实际的问题，这样可以给学生一个轻松、活跃的学习氛围。
六、课时安排
一课时（40分钟）

七、教具学具安排
伽利略彩球温度计、乒乓球3个、水槽、鸡蛋、食盐、塑料袋、针管、塑料杯、镊子、橡皮筋、潜水艇演示仪、气球、孔明灯模型（酒精、棉花）、多媒体(潜水艇工作原理)等

八、教学过程
１．引入新课：
教师活动：展示伽利略彩球温度计，简单介绍它的结构，演示环境温度升高后的改变；（提问：小球受到了怎样的影响？）
学生活动：观察温度计中小球状态的变化，初步思考其原因；
设计目的：建立“物体的浮沉状态会因为某些因素而改变”的初步概念，引起学生思索：物体的浮沉取决于什么因素？
　　依　　据：学习物理的基本规律，从现象到本质；
２. 新课教学：
师生互动：这里准备了三个外观基本一致的乒乓球，请大家来猜猜看他们浸入水中时是浮还是沉，比比看谁猜得准：
1. 介绍悬浮状态，分析此时的受力情况；
2. 介绍下沉、沉底，学生分析对应的受力情况；
3. 介绍上浮、漂浮，分析对应的受力情况。
设计目的：实验进行一个分析一个，状态或过程出现一个认识一个并了解他们的本质联系，条件的分析层层推进，以学生的二力平衡知识为出发点，让学生初步建立任何一个状态和过程都是浮力和重力共同作用的思想
依　　据：循序渐进，从感性认识上升到理性的分析，理论联系实际更容易接受；
由此可见，物体的浮沉状态完全取决于什么？那么，改变物体的浮沉状态就是要改变什么？（物体所受浮力和重力之间的大小关系）
学生活动：将鸡蛋放入清水中，观察是浮还是沉；
怎么让下沉的鸡蛋浮起来呢？看看桌上所给的这些物品和材料，你能想到怎样的方案？比比看，那一组的方法最多最精彩。请先做好设计，然后开始实验。
学生活动：学生分组进行实验，
教师活动：用相机现场记录
（视屏展示学生的做法，并请该组同学交流其实验设计的思路，依据了什么原理，展示其结果。）
学生活动：归纳改变物体浮沉状态的方法；
（1.改变浮力：改变排开液体的体积
改变液体密度
2.改变自重）
其实我们的生活中早已应用了这些方法；
学生活动：举出生活中浮力应用的例子
设计目的：以“既然已了解物体的浮沉取决于浮力和重力间的大小关系，反之，想改变物体的浮沉状态，也就是要改变什么呢？”为过渡，层次明晰，也能引发进一步关于“如何改变浮力？”和“如何改变重力？”的思考。
带着思考，利用设想完成小实验“如何让鸡蛋在水中浮起？”，找出大道理——“改变物体浮沉状态的方法”，以学生身边的事物为实验器材、利用小实验找大道理无一不体现出物理来源于生活的事实，也为后面的应用——即物理服务于生活打下伏笔。
实验成果的交流与评估，能充分调动学生的学习积极性，为学生展示自己的实验能力、思维能力和表达能力建立了一个良好的平台，也为生生交流、互评提供了一个机会。
最后的归纳能将本实验的结论上升到理论的高度，让学生体会到实验的目的不仅仅局限于解决一件事，而是解决一类问题，起到以点及面的作用，加深对物理实验作用的理解。
依　　据：探究式学习有学生思考和体验的全过程，是建立重要思想和概念的绝好途径，应合理应用。
先从轮船谈起（简单介绍船的发展史）
（一）钢铁巨轮漂浮海面的奥秘－－空心法(增大v排来增大F浮，使F浮=G重)
过渡：众所周知，人们制造轮船是为了运送货物，但过度装载会带来什么呢？（看小动画分析运载货物多少对轮船造成的影响）
可见任何船只都有其运载的极限，即运载能力的大小。下面我们来了了解一个新的物理量（短片介绍排水量）
排水量：按设计要求，轮船满载时排开水的质量
单 位：吨（t）
学生活动：思考“一艘轮船质量为1000t，最多能装5000t的货物，则它满载时所受的浮力为 N，排开水的重力为 N，排水量为 Kg。”
人们利用轮船实现了飘洋过海的梦想，但另一项事物的出现却将我们的梦想延伸到了海底，你知道那是什么吗？（潜水艇）
为了弄清潜艇自由浮沉的奥秘，先来看一个模拟实验装置。
教师活动：介绍实验装置
学生活动：一学生上台演示改变小球的浮沉状态的过程；
其他同学仔细观察小球中液体多少的变化与小球的浮沉之间的联系。
分析：小球的浮沉原理
真实的潜艇与该模型之间有多大差异呢？
（影片介绍潜水艇的基本结构和浮沉原理）
你认为潜艇的浮沉是改变了什么力？
（二）潜水艇自由沉浮的奥秘－－－改变自身的重力
（上浮：F浮＞G艇 下沉：F浮＜G艇）
以上这些都是人们对液体浮力的应用，气体有浮力吗？如何应用的呢？
充气的气球一定能飞上天空吗？
教师活动：拿一口吹的气球在手，松手；
学生活动：观察口吹的气球，松手后的浮沉；
它为何不能飞上天？（自重大于浮力）
你怎样让它飞起？充入哪种气体？哪种更好？为什么？普通的空气行吗？
这种气球是什么气球？（热气球）
其实早在三国时期，中国已经有人制造出类似的工具用于军事，你知道是什么吗？（孔明灯）
见过吗？想亲手放飞一个吗？
师生互动：演示孔明灯（请学生参与演示实验，强调安全）
学生活动：观察并思考，为何孔明灯后来落下，可见热气球是如何回到地面的？
（三）气球和飞艇升空的诀窍－－－充入密度比空气小的气体（减小重力，增大浮力，使浮力大于重力）
教师活动：简单介绍从气球到飞艇的发展。
设计目的：视频介绍船的发展史（空心法）和衡量轮船大小的物理量（排水量），以视
频带教不仅能继续保持学生的学习兴趣，也能培养学生处理信息的能力。
以模拟实验为模型分析浮沉原理，再对真实的潜艇的下潜和上浮过程，将理论应用于实际。
以“普通气球无法飞上天空”为切入点，分析无法上天的原因，如何可以飞上天？什么气体？哪类气体？等等的逐层设问和学生的应答，引出气球中浮力的应用，并进一步谈到热气球及其原理，介绍、演示孔明灯，将课堂气氛推至高潮，在孔明灯下落时提出如何让气球飞艇回到地面的问题，学生作答为结，为气球结束的同时，引发思考问题；
气球飞上天空的同时也携带了人类飞天的梦想，然而还有些曾经承载着我们梦想的轮船还静静的停在海洋深处，如何借用你今天学到的知识来打捞他们呢？提出问题的同时，也提示了学生们他们即将肩负的使命，使之建立学习知识并应用知识造福生活的思想。
依　　据：以实验和多媒体资料为教学资源，让学生全面体会物理的趣味性、实用性，有利于保持学生高昂的学习热情，也可以调节课堂气氛，让学生在轻松的环境中愉快的学。
３．课堂小结：
1.物体的浮沉取决于什么?
2.改变物体的浮沉状态有哪些方法?
3.今天了解的几个例子分别用到了上述哪些方法?
４．思维拓展：
浮力还可以在哪些方面有所应用？

九、板书设计
浮力的应用
一． 浮沉条件
上浮 F浮＞G物
悬浮 F浮＝G物
下沉 F浮＜G物
二．改变物体浮沉状态的方法
改变浮力
改变ρ液
改变V排

改变重力

二． 应用实例
1. 轮 船-----------空心法实现漂浮（改变排开液体体积来改变浮力）
2. 潜水艇------------改变自身重力实现浮沉改变
3. 气球和飞艇--------充入密度比空气小的气体实浮力大于重力而升空

十、教后反思
本节课以浮沉条件的应用为主线，揭示了浮力应用的一个方面的内容。教学内容分浮沉条件和浮沉条件的应用两大板块，尤其是应用涉及了三个典型实例，量大但时间只有４０分钟，完成授课相当紧张，因此处理上采取重点突出、详略结合的方式。同时，为了体现教学是为了教学生自己学的理念，在两大板块间加入“使下沉的鸡蛋浮起”的探究实验，不仅可以巩固刚刚学习的浮沉条件，还能让学生简单的应用条件改变物体的浮沉状态，初步体验应用的成就感，也能通过简单实验找到大道理，为后一步学习应用实例打下基础，该实验的加入可以让教学更加流畅，衔接自然。
轮船、潜艇和气球、飞艇的教学应避免就事论事的教学现象，它们分别是液体浮力和气体浮力应用的典型，而前两者更是改变浮力和改变自重两种典型方法的写照，教学中应注意突出主要问题，如：潜艇的浮沉状态变化时主要是利用改变自身重力的方法，但在下潜和上浮的过程中其实浮力也在变，教学中要注意类似的细节，以免引起学生的误会。
物理学习的兴趣是教学中时时要维护的，合理应用多媒体中的视频和动画，让学生自己看、自己学，会起到更好的效果。教师在课堂中更多的扮演一名引导者的角色，大胆的将课堂交给学生，新课程标准和新课改的方向才能在实践中有所体现。
由于内容多、教学活动频繁，因此能准确的把握课堂的进程节奏以及时间，难度较大。