人教版八年级物理下册《物体的浮沉条件及应用》教学设计

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

导入新课（5分钟）

视频展示潜水艇。

思考：潜水艇这么一个庞然大物，却能自由地上浮与下沉，它是怎样在水中实现浮沉的呢？

教师再做一个演示实验，将土豆和苹果一起放进水里，让学生观察：土豆在水中下沉，而苹果是漂浮在水面上的。用力向下压苹果使浸没在水中，一松手，苹果又向上浮起。

以上的现象都与物体的浮沉有关，今天我们就亲自来探究影响物体浮沉的条件。

学生观看，体会浮沉现象。

从生活和实验两个方面设置悬念，引入课题。

新课教学（30分钟）

在上面的基础上，介绍名词：上浮、下沉、漂浮。

问：能让苹果在水中下沉，让土豆在水中上浮吗？

我们不仅要知其然，还要知其所以然。为什么你们的做法能达到上述效果呢？这还要从力与运动的关系讲起。

思考：浸在水中的物体受到哪几个力的作用？它们的方向怎样？（浸在水中的物体受到两个力：重力和浮力，重力的方向竖直向下，浮力的方向竖直向上）。

如果物体受到的重力和浮力大小相等，物体将处于什么状态？（根据二力平衡条件，物体将处于静止或匀速直线运动状态）。

物体处于漂浮或悬浮状态时，它受到的重力和浮力有什么关系？（物体处于漂浮或悬浮状态时，都是平衡状态。物体受到的重力和浮力满足二力平衡条件，它们大小相等）。

如果向下的重力大于向上的浮力，物体将怎样？（物体将下沉）。

如果向下的重力小于向上的浮力，物体将怎样？（体将上浮）。

总结：浸在液体中的物体，其浮沉情况取决于物体所受到的浮力和重力的大小。当物体浸没在液体时，若重力大于浮力，则物体下沉；若重力小于浮力，则物体上浮；若重力等于浮力，则物体悬浮；当物体漂浮在液面上时，它所受到的重力等于浮力。

问：现在你能回答为什么给苹果扎上几枚铁钉，能让原本在水面漂浮的苹果下沉？在水里加一些盐，为什么能让原来沉在水底的土豆向上浮起？最后漂浮在水面上？

问：向上浮起的土豆能一直向上运动吗？最后处于什么状态？（不能。当土豆露出液面后，随着上浮，土豆排开液体的体积逐渐减小，受到的浮力就逐渐减小。当浮力等于重力时，土豆不再上浮，于是漂浮在水面上）。

问：刚才做让土豆上浮实验时，我看到有同学采用了把土豆切成两块的方法。切成两块确实能减少土豆的重力，这种方法能让土豆上浮吗？为什么？（不能。因为减少重力的同时，也减少了土豆受到的浮力。对于一块土豆，还是重力大于浮力，所以它仍下沉）。

问：如果把土豆切得更小一些，它是否可能在水中上浮？（不能）。

问：上述过程中，可变的是土豆受到的重力和浮力，不变的是它总在水中下沉。大家想想，还有什么不变？（密度。因为密度是物质的物理属性，不随质量和体积改变）。

问：很好。对于物体的浮沉条件，从力的关系看，取决于物体受到的重力和浮力的大小关系。从密度看，取决于物体的密度与它所在液体密度的大小关系。如果物体的密度等于液体密度，物体在液体中悬浮；如果物体的密度大于液体密度，物体在液体中下沉；如果物体的密度小于液体密度，物体在液体中上浮，最后漂浮。

对于实心物体,根据F_浮=ρ_液gV_排,G =ρ_物gV_物,可以通过比较物体和液体的密度来判断。

这一点有兴趣的同学可以证明。利用密度关系，怎样解释土豆在水中原来下沉、切成小块还是下沉、水中加盐就能上浮？

让学生观察，充分讨论、操作后，汇报做法。给苹果扎上几枚铁钉，能让原本在水面漂浮的苹果下沉。在水里加一些盐，能让原来沉在水底的土豆向上浮起，最后漂浮在水面上。如果控制好铁钉和盐的数量，浸没在水里的苹果和土豆还可以保持静止，既不上浮，也不下沉（这种情况叫悬浮）。

学生讨论并回答。给苹果扎上几枚铁钉，就是增大苹果受到的重力。当苹果受到的重力大于它受到的浮力时，苹果下沉。在水里加一些盐，增大了液体的密度，所以能增大土豆受到的浮力。当土豆受到的浮力大于重力时，土豆上浮。

学生回答：土豆的密度大于水的密度，所以土豆在水中下沉；切成小块土豆的密度不变，还是大于水的密度，所以还下沉；在水中加盐，增大了水的密度，使水的密度大于土豆的密度，土豆就能上浮了。

熟悉有关概念术语，为进一步研究浮沉条件做好铺垫。

层层剖析，培养学生逻辑思维能力。

浮力的利用

学生实验：把橡皮泥捏成团放在水面，观察橡皮泥的运动状态。再把橡皮泥捏成碗形或船形放在水面，观察橡皮泥的运动状态。

引导学生分析，当把橡皮泥捏成碗形或船形放在水面时，虽然它受到的重力没有改变，但是由于它排开水的体积增大，受到的浮力增大，所以能漂浮在水面上。对于钢铁制造的轮船，只要空心的程度足够大，也能漂浮在水面上。

可以让学生通过自制潜水艇模型来感受潜水艇的浮沉原理：

器材：空塑料眼药水瓶一只，大铁钉一只，自行车气门芯皮一根，还有胶带、锥子、小刀等。

制作：如图1，用胶带将眼药水瓶和大铁钉缠在一起，在塑料瓶紧靠铁钉的侧壁上用锥子戳几个小孔，再用小刀将瓶口削尖，在瓶口处接上自行车气门芯皮，这就做成了潜水艇模型。

思考：把模型进入水中，从管内吸气，模型将怎样？为什么？向管内吹气，模型又将怎样？为什么？

学生通过实验就会发现：把潜水艇模型放入水中，向外吸气时，由于内部的压强减小，在外界大气压的作用下，水就会从侧壁上的小孔进入塑料瓶，使模型的重力增加，大于它受到的浮力，于是模型下潜；反之，向管内吹气，会把部分水排出模型，使模型的重力减少，小于它受到的浮力，于是模型上浮。由此总结出潜水艇的浮沉原理是：通过改变自重实现上浮和下沉。

演示以下实验引起学生的兴趣：找一个非常薄的塑料袋，口向下放置，并将袋口用透明胶带适当黏合变小（不要封死），使它变为上大下小的气球形状，用酒精灯在袋口处对空气加热，几分钟后，气球即可升空。在观察之后，请学生思考：（1）热气球为什么会升起来？（热空气的密度较小，使得热气球的重力小于它受到的浮力，所以上浮）（2）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？为什么？（停止加热，气球就会缩小体积，减小浮力，降回地面）并指出：热气球、氢气球、飞艇都是通过改变自身重力来实现上浮的。

学生进行实验，并通过分析思考明白轮船能漂浮的道理。

学生实验并思考潜水艇的浮沉原理。

学生观察并思考气球的浮沉原理。

培养学生运用知识思考分析问题能力。

总结（5分钟）

通过这节课你学到了什么？发表在论坛上与同学们进行交流，老师恰当总结。

梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识在网上论坛与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。

培养学生总结归纳的能力。