人教版九年級物理第十四章第六節(jié)“浮力的應(yīng)用”教學(xué)設(shè)計(jì)及評析

艾　軍　蔡傳平

一、教材分析

“浮力的應(yīng)用”是在學(xué)習(xí)了浮力的產(chǎn)生及其大小的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究物體在液體中浮沉的條件，從而研究物體浮沉條件的實(shí)際應(yīng)用。教材的這一安排，充分體現(xiàn)了從生活走向物理、從物理走向社會的課程理念。本節(jié)的學(xué)習(xí)要努力培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）知識與技能

（1）知道物體的浮沉條件。

（2）知道浮力的應(yīng)用。

（二）過程與方法

（1）通過實(shí)驗(yàn)，探究改變物體浮沉狀態(tài)的方法。

（2）根據(jù)浮沉條件，分析研究輪船、潛水艇等的浮沉原理。

（三）情感態(tài)度與價(jià)值觀

培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、用科學(xué)的熱情。初步培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用科學(xué)技術(shù)的意識。

三、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1）重點(diǎn)：物體的浮沉條件及其應(yīng)用。

（2）難點(diǎn)：通過改變物體浮力和重力的大小關(guān)系，改變物體的浮沉狀態(tài)。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

雞蛋、塑料球、塑料袋、潛水艇模型、氣球、多媒體課件等。

五、教學(xué)過程

（一）演示實(shí)驗(yàn)引入物體的浮沉狀態(tài)

老師：同學(xué)們，今天，我和大家一起來學(xué)習(xí)《浮力的應(yīng)用》。（板書課題）。

老師：老師帶來了一個雞蛋，現(xiàn)在我把它浸沒到水中，如果我松開手，雞蛋會怎么樣呢？請同學(xué)們猜一猜。

學(xué)生：（略）

老師：（演示實(shí)驗(yàn)一。）雞蛋既不上升，也不下沉，我們把雞蛋的這種狀態(tài)叫懸浮。（板書：懸浮。）

老師：現(xiàn)在我把雞蛋再放入水中，松開手，雞蛋又會怎樣呢？

學(xué)生：（略）。

老師：（演示實(shí)驗(yàn)二。）雞蛋上浮，最后漂浮在水面。（板書：上浮，漂浮。）

老師：現(xiàn)在，我把雞蛋第三次放入水中，松開手，雞蛋又會怎么樣呢？

學(xué)生：（略）。

老師：（演示實(shí)驗(yàn)三。）雞蛋下沉。（板書：下沉。）

老師：同學(xué)們也許會感到奇怪，雞蛋3次浸沒在水中，為什么會出現(xiàn)不同的狀態(tài)呢？原來，我今天帶來的是3個雞蛋，其中，有兩個被我挖了孔，抽出了部分蛋清，也就是說3個雞蛋的重力不同，所以它們在水中的狀態(tài)也就不同。

［評析：把雞蛋先后3次放入水中，呈現(xiàn)出3種不同的運(yùn)動狀態(tài)，學(xué)生倍感驚奇。最后，教師揭底：原來放入水中的是3個輕重不同的雞蛋。設(shè)懸，釋疑，激趣。設(shè)計(jì)新奇精妙，引入新穎獨(dú)特。］

（二）根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系分析物體的浮沉條件

老師：現(xiàn)在，我們根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系來分析雞蛋在上述各種運(yùn)動狀態(tài)下的受力情況。

老師：把雞蛋放在水中，松手后，雞蛋受哪幾個力的作用？

學(xué)生：重力、浮力。

老師：這兩個力關(guān)系如何？

學(xué)生：上浮時，浮力大于重力；下沉?xí)r，浮力小于重力；懸浮、漂浮時，浮力等于重力。

老師：可見，物體的上浮、下沉、懸浮、漂浮由什么決定？

學(xué)生：由浮力和重力的大小關(guān)系決定。

老師：物體的上浮、下沉、懸浮、漂浮，由物體所受的浮力和重力兩者的大小關(guān)系來決定。物體的沉浮條件是：F_浮＞G_物時，物體上??；F_浮＜G_物時，物體下沉；F_浮＝G_物時，物體懸浮或漂浮。

［評析：分析物體的受力情況，根據(jù)力和運(yùn)動的關(guān)系揭示物體處于上浮、下沉、懸浮、漂浮等運(yùn)動狀態(tài)的本質(zhì)，嚴(yán)謹(jǐn)，深刻。］

（三）怎樣控制物體的浮沉

老師：既然物體的浮沉由物體所受浮力和重力大小的關(guān)系來決定，那么，我們可以采取什么辦法來控制物體的浮沉呢？

學(xué)生：可以通過改變物體所受浮力或重力的大小來控制物體的浮沉。

實(shí)驗(yàn)探究（一）

老師：現(xiàn)有密度略大于水的塑料小球、一端開口的塑料袋、鹽、水、細(xì)線、小刀等。請大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，讓沉入水底的塑料球浮起來，并總結(jié)出使它浮起來的方法。

（學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。）

老師：各組報(bào)告實(shí)驗(yàn)方法、過程和結(jié)論。

學(xué)生甲：我們小組的方法是向水中加鹽，通過增大ρ液來增大浮力，當(dāng)F_浮＝G_物時，球可懸浮于水中任意位置；當(dāng)F_浮＞G_物時，物體上浮。

結(jié)論：改變液體的密度ρ_液，可改變浮力，從而控制物體的浮沉。

學(xué)生乙：我們小組的辦法是把塑料球裝入塑料袋中，用線扎緊袋口，通過增大V_排來增大浮力，當(dāng)F_浮＞G_物時，塑料球上浮。

結(jié)論：改變物體浸入水中的體積V排，可以改變物體所受的浮力，從而控制物體的浮沉。

學(xué)生丙：我們小組的辦法是用小刀把塑料球削去一些，減少球的重量，再把球放在塑料袋中，扎緊袋口，由于G_物＜F_浮，所以球上浮。

結(jié)論：改變物體的重力的大小，可以控制物體的浮沉。

老師：可見，改變物體浸在液體中的體積V_排，改變液體的密度ρ_液，改變物體的重力G，或者同時改變上述各量，都可以控制物體的浮沉。

［評析：圍繞怎樣控制物體浮沉的問題，學(xué)生通過讓沉入水底的塑料小球浮起來的實(shí)驗(yàn)，探究總結(jié)出了改變浸沒在液體中的物體的體積V_排、改變液體的密度ρ_液、改變物體的重力G等因素控制物體浮沉的諸多具體辦法，有效地培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和實(shí)驗(yàn)探究能力，也為后續(xù)學(xué)習(xí)物體浮沉條件的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。］

（四）浮沉條件的應(yīng)用

老師：通過剛才的實(shí)驗(yàn)探究，我們已經(jīng)知道，控制物體浮沉的方法很多。下面我們來具體研究、分析幾個實(shí)際問題。

問題1：輪船為什么能承受巨大的載重量？

學(xué)生討論：輪船是空心的，V_排很大，因而F_浮也很大，輪船漂浮時，F(xiàn)_浮＝G_船＋G_貨，G_船是一定的，F(xiàn)_浮大，G_貨也就很大。

問題2：潛水艇是怎樣實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的？

實(shí)驗(yàn)探究（二）

老師：現(xiàn)有器材：塑料注射器（潛水艇）、軟管、打氣筒。各組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究使?jié)撍细『拖鲁恋姆椒ā?/p>

（學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。）

老師：各組匯報(bào)展示本組實(shí)驗(yàn)的方法、過程和結(jié)論。

學(xué)生甲：我們先讓潛水艇裝滿水沉入水底，再用打氣筒打氣排出潛水艇中的部分水后，G_物減少，F(xiàn)_浮＞G_物時，潛水艇上浮。

學(xué)生乙：我們的方法同上，潛水艇浮起來后，我們抽出潛水艇中的部分空氣，使水進(jìn)入潛水艇，G_物增大，F(xiàn)_浮＜G_物時，潛水艇下沉。

老師：潛水艇是通過排水或進(jìn)水時改變自身重量來實(shí)現(xiàn)上浮和下沉的。

問題3：怎樣打撈沉船？

實(shí)驗(yàn)探究（三）

老師：現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：沉船（長方體木塊）、小氣球、打氣筒、細(xì)繩。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究讓沉船浮起來的辦法。

（學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。）

老師：各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)論。

學(xué)生：我們將小氣球綁在沉船上，然后給小氣球充氣，增大了沉船和氣球的V_排，從而增大了F_浮，當(dāng)F_浮＞G_船時，沉船便浮起來了。

問題4：氫氣球?yàn)楹文茱w上天？

師生：（討論。）氣球在空氣中受到空氣的浮力作用，浮力大小為F_浮＝ρ_空氣gV_排，氣球重力G＝ρ_氫gV_排＋G_球，ρ_氫＜ρ_空氣，當(dāng)F_浮＞G時，氣球可飛上天空。

問題5：了解水上汽車、海上房屋。

（視屏展示。）

［評析：浮沉條件的應(yīng)用，舉例典型，分析透徹，探究充分，歸納精煉，教學(xué)扎實(shí)、高效。］

（五）課堂小結(jié)（略）

［總體評析：引入新穎、生動，探究充分、透徹，流程順暢、縝密，教學(xué)扎實(shí)、高效。］