力的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)
關(guān)于力的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教材分析
本節(jié)《浮力的應(yīng)用》是在學(xué)習(xí)了上節(jié)《浮力》，知道浮力的產(chǎn)生及其大小的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)物體浮沉的條件，知道物體浮沉條件在實(shí)際生活中的應(yīng)用，理解輪船、潛水艇、氣球和飛艇是如何改變浮力或重力，來(lái)實(shí)現(xiàn)浮沉的，通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)使學(xué)生體會(huì)物理就在我身邊，初步學(xué)會(huì)用浮力知識(shí)解決生活中的實(shí)際問(wèn)題。
二、學(xué)情分析
本節(jié)課學(xué)生已經(jīng)掌握基礎(chǔ)知識(shí)較扎實(shí)，已經(jīng)學(xué)習(xí)了系統(tǒng)的力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，剛學(xué)過(guò)浮力產(chǎn)生的原因及阿基米德原理，有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲望，知識(shí)面廣，學(xué)習(xí)習(xí)慣較好，自學(xué)能力較強(qiáng)。本節(jié)課主要指導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用實(shí)驗(yàn)歸納總結(jié)本課的教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)，隨著實(shí)驗(yàn)的總結(jié)、拓展，真正發(fā)揮了學(xué)生的正常思維潛能，激發(fā)了學(xué)生對(duì)自然科學(xué)的探究，搜集整理浮力在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。
三、設(shè)計(jì)思路
根據(jù)浮力知識(shí)的教學(xué)分解，本節(jié)教學(xué)的知識(shí)要點(diǎn)：一是物體的浮沉條件；二是浮沉條件的應(yīng)用。知識(shí)本身的難度并不算大，但貫穿在從如何調(diào)節(jié)浮力與重力的`大小關(guān)系去理解浮力的應(yīng)用事例這個(gè)分析過(guò)程要求較高，是進(jìn)行本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵，為此，本節(jié)教學(xué)的策略設(shè)計(jì)是：從觀察、分析、比較物體的浮沉情況→認(rèn)識(shí)物體的浮沉條件（受力條件和密度條件）→調(diào)節(jié)浮力與重力的大小關(guān)系→理解浮力的應(yīng)用（輪船、潛水艇、氣球和飛艇、選種諸方面的應(yīng)用）。
四、教學(xué)目標(biāo)
1．知識(shí)與技能
·知道物體的浮沉條件；
·知道浮力的應(yīng)用
2．過(guò)程與方法：
·通過(guò)觀察、分析、了解輪船是怎樣浮在水面的；
·通過(guò)收集、交流關(guān)于浮力應(yīng)用的資料，了解浮力應(yīng)用的社會(huì)價(jià)值。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀
·初步認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響。
·初步建立應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的意識(shí)。
五、教學(xué)重點(diǎn)：知道輪船、潛水艇、氣球、飛艇的工作原理。
六、教學(xué)難點(diǎn)：理解改變物體所受的重力與浮力的關(guān)系，能增大可利用的浮力。
七、教學(xué)儀器：燒杯、水、體積相同的蠟塊和鐵塊、兩個(gè)鐵罐子、沙子、潛水艇模型、熱氣球模型、多媒體課件。
八、教學(xué)流程：
（一）新課引入
[演示]：1．出示鐵塊和蠟塊讓學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)它們體積相等。
2．將體積相同的鐵塊和蠟塊同時(shí)浸沒(méi)在水中后松手。
[現(xiàn)象]：鐵塊沉入杯底而蠟塊上浮最終浮在水面。
[提問(wèn)]：1．浸沒(méi)在水中的鐵塊、蠟塊（松手后）各受到什么力？
�。ǜ×�、重力）
2．鐵塊和蠟塊受到的浮力相等嗎？
�。ㄏ嗟�。因?yàn)閂排相等，根據(jù)阿基米德原理可知浮力相等。）
3．既然鐵塊和蠟塊受到的F浮相同，為什么松手后鐵塊沉底而蠟塊上�。�
液體中，物體的浮沉取決于什么呢？
[講解]：物體的浮沉條件：
分析蠟塊：松手后，浸沒(méi)在水中的蠟塊所受到的F�。綠蠟，所以蠟塊上浮。當(dāng)蠟塊逐漸露出水面，V排減小，浮力減小，當(dāng)F浮= G物時(shí)，蠟塊最終漂浮在水面。即：F�。綠物上浮，最終漂浮。
分析鐵塊：松手后，浸沒(méi)在水中的鐵塊所受到的F浮＜G鐵，鐵塊下沉。到達(dá)容器底部后，鐵塊受到F浮、G鐵和F支，三力平衡，靜止在容器底，我們說(shuō)鐵塊沉底。即：F�。糋物下沉，最終沉底。
若一個(gè)物體浸沒(méi)在水中，松手后F浮=G物，受力平衡，物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，我們說(shuō)物體懸浮在液體中。即：F浮=G物，最終懸浮。
總結(jié)：通過(guò)上述分析，我們知道浸在液體中物體的浮沉取決于物體所受F浮與G物的關(guān)系。
（二）進(jìn)行新課
1．討論：
（1）木材能漂浮在水面，其原因是什么？
�。�2）把一根木頭挖成空心，做成獨(dú)木舟后，其重力怎么變化？它可載貨物的多少怎么變化？重力變小，可以裝載的貨物變多。
[指出]：從浮力的角度看，把物體做成空心的辦法，增大了可利用的浮力，而且這種古老的“空心”辦法，可以增大漂浮物體可利用的浮力。
[質(zhì)疑]：密度比水大的下沉的物體有沒(méi)有辦法讓它上浮或漂浮呢？
2．實(shí)驗(yàn)：
兩個(gè)外形相同的鐵罐子，一個(gè)空心，一個(gè)裝滿沙；同時(shí)按入水中，松手后實(shí)心的下沉，空心的上浮最終漂浮。
[質(zhì)疑]：（1）鐵的密度大于水的密度，空心的鐵罐子為什么能漂浮呢？可能是因?yàn)槭裁茨兀?/p>
�。ㄒ�?yàn)樗强招牡�，F(xiàn)浮＞G物，所以能上浮，最終能漂浮。）
�。�2）要想讓實(shí)心的鐵罐子也漂浮，可以怎么辦呢？
（把沙取出來(lái)，變成空心的。）
�。�3）大家的想法是如何調(diào)節(jié)的鐵罐子的浮沉的呢？
（F浮不變，挖空使G物變小，當(dāng)F�。綠物，鐵罐子自然就浮起來(lái)了。）
[指出]：上述實(shí)驗(yàn)告訴我們采用“空心”的辦法，不僅可以增大漂浮物體可利用的浮力，還可以使下沉的物體變得上浮或漂浮。
3．應(yīng)用
·輪船
�。�1）原理：采用把物體做成“空心”的辦法來(lái)增大浮力，使浮力等于船和貨物的總重來(lái)實(shí)現(xiàn)漂浮。
（2）排水量：滿載時(shí)，船排開的水的質(zhì)量。
即：排水量＝m船+m貨
[質(zhì)疑]：1．輪船從河水駛?cè)牒＠�，它的重力變不變？它受到的浮力變大、變小還是不變？（不變，始終漂�。�
2．它排開的液體的質(zhì)量變不變？（不變）
3．它排開的液體的體積變不變？
�。ㄗ儯押Ｋ睛阉�，所以V排海水＜V排水）
4．它是沉下一些，還是浮起一些？（V排變小了，所以上浮一些）
[強(qiáng)調(diào)]：同一條船在河里和海里時(shí)，所受浮力相同，但它排開的河水和海水的體積不同。因此，它的吃水深度不同。
·潛水艇
[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]：
潛水艇能潛入水下航行，進(jìn)行偵查和襲擊，是一種很重要的軍事艦艇。它是怎么工作的呢？我們用打吊瓶用的小塑料管來(lái)模擬潛水艇。請(qǐng)同學(xué)們利用和塑料管連接的細(xì)管給塑料管吹氣或吸氣。
現(xiàn)象：吸氣時(shí)，水逐漸進(jìn)入管中，管子下沉；吹氣時(shí)，管中的水被排出，管子上��；
[質(zhì)疑]：（1）小塑料管浸沒(méi)在水中所受F浮是否變化？
�。ㄋ芰瞎苄巫兒苄。琕排基本不變，所以可以認(rèn)為F浮不變）。
（2）那它是怎樣上浮或下沉的呢？
（吹氣時(shí)，水從管子中排出，重力變小，F(xiàn)�。綠物，所以上��；吸氣時(shí)，水進(jìn)入管子，重力變大，F(xiàn)浮＜G物，所以下沉）
[講解]：潛水艇兩側(cè)有水艙，當(dāng)水艙中充水時(shí)，潛水艇加重，就逐漸潛入水中；當(dāng)水艙充水使艇重等于同體積水重時(shí)，潛水艇就可懸浮在水中；當(dāng)壓縮空氣使水艙中的水排出一部分時(shí)，潛水艇變輕，就可上浮了。
潛水艇：
原理：靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)在水中的浮沉。
[強(qiáng)調(diào)]：潛水艇在浸沒(méi)在水下不同深度所受浮力相同。
·氣球和飛艇
[演示]：“熱氣球”的實(shí)驗(yàn)。
[質(zhì)疑]：酒精燃燒后袋內(nèi)空氣密度怎樣變化？
原理：ρ氣＜ρ空氣，使它受到的F�。綠物而升空。
[討論]：要使充了氦氣、升到空中的氣球落回地面，你們能想出什么辦法？要使熱氣球落回地面，有什么辦法？（放氣或停止加熱）
·其他應(yīng)用
密度計(jì)、鹽水選種等。
附：
板書設(shè)計(jì)
�。ㄒ唬┪矬w的浮沉條件：
F�。綠物上浮 最終漂浮
F浮=G物懸浮
F�。糋物下沉 最終沉底
�。ǘ┩ㄟ^(guò)調(diào)節(jié)物體受到的F浮或G物，可以調(diào)節(jié)物體的浮沉。
�。ㄈ⿷�(yīng)用
1．輪船：把物體作為“空心”的辦法來(lái)增大浮力，使浮力等于船和貨物的總重來(lái)實(shí)現(xiàn)漂浮。
2．水艇：依靠改變自身重力來(lái)實(shí)現(xiàn)在水中的浮沉。
3．氣球和飛艇：ρ氣＜ρ空氣，使它受到的F�。綠物而升空。
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