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物理沉與浮的實驗教案
物理沉與浮的實驗教案
授課地點： 物理實驗室
教學(xué)課題：沉與浮授課
教師：
授課時間：
１課時儀器材料： 雞蛋、水杯、鹽水、注射器、試管、膠塞、膠管、玻璃管、鐵絲、水、輕紙帶、膠帶、酒精、棉花、火柴等，
教案：沉與浮。
【 教學(xué)目標(biāo) 】
1．知識與技能理解物體的沉浮條件；知道魚、潛水艇、飛艇和密度計的沉浮原理；能應(yīng)用沉浮條件解釋一些簡單的問題。
2．過程與方法通過實驗，觀察雞蛋的下沉、上浮和懸浮，使學(xué)生建立起三種狀態(tài)的概念，并且通過邏輯推理得出產(chǎn)生三種狀態(tài)所需的條件；通過邏輯分析的方法，解釋魚、潛水艇的浮沉原理；通過動手制作，讓學(xué)生自己制作“自制潛水艇”和“熱氣球”；通過在網(wǎng)上查閱，讓學(xué)生設(shè)計出打撈中山艦的方案。
3．情感、態(tài)度與價值觀通過對魚、潛水艇和熱氣球的沉浮原理這些與日常生活緊密聯(lián)系的現(xiàn)象的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生體驗科學(xué)、技術(shù)與社會的緊密聯(lián)系；通過制作“自制潛水艇”和“熱氣球”，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣；通過學(xué)習(xí)閱讀材料，培養(yǎng)學(xué)生的民族情感。
【 教學(xué)過程 】
一、物體的沉與浮
（ 1 ）演示實驗：石塊和塑料空心球 把它們分別浸沒在水中，叫同學(xué)們觀察現(xiàn)象；
提問：浸在水中的物體，有的上浮，有的下沉，這是為什么呢？ 學(xué)生提出各種解釋。
（ 2 ）今天的課上完以后，你們就能解決這個問題了。 演示實驗： 取一只新鮮雞蛋，放在清水中，觀察它在水中沉浮的情況，向水中慢慢加些鹽，并輕輕攪拌，觀察到雞蛋怎樣運動？如果再加些清水，觀察到什么現(xiàn)象？
a) 雞蛋放入清水后，它是上浮還是下沉？
b ）加鹽輕輕攪拌的目的是什么？（以下是一種引導(dǎo)方案以供參考） 鹽水溶于水后，變成鹽水，密度比水的密度大； 加鹽會導(dǎo)致液體的密度的增大；
c ）隨著不斷地往水里加鹽，有什么現(xiàn)象出現(xiàn)？
d ）為什么會有這樣的現(xiàn)象出現(xiàn)？（以下是一種引導(dǎo)方案以供參考） 可以對雞蛋做受力分析； 這里有兩個狀態(tài)，一個是雞蛋下沉的狀態(tài)，另一個是雞蛋上浮的狀態(tài)； 當(dāng)它下沉的時候，它只受到浮力和重力的作用； 當(dāng)它上浮的時候，它只受到浮力和重力的作用； 在兩個狀態(tài)過程中，雞蛋的重力沒有發(fā)生變化； 雞蛋只受到浮力和重力，重力沒有變，那么肯定是浮力的變化引起它下沉和上浮； 不斷加鹽，導(dǎo)致液體的密度增大，雞蛋所受浮力逐漸增大； 當(dāng)浮力小于重力時，雞蛋下沉；當(dāng)浮力大于重力時，雞蛋上浮。
(a)學(xué)生觀察回答。
(b)教師引導(dǎo)得出攪拌的目的，一步一步讓學(xué)生建立起加鹽水是改變液體密度的概念。
(c)學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)，雞蛋上浮了，有的學(xué)生很吃驚。
(d)學(xué)生思考。一步一步引導(dǎo)學(xué)生，讓他們分析出這種現(xiàn)象出現(xiàn)的原因。
（ 3 ）整理自己的思路，用 “ => ” 符號描述你的思維過程。
（ 4 ）學(xué)生用邏輯推理的符號闡述自己的思路。
二、認(rèn)識三種狀態(tài)
雞蛋所處的三種狀態(tài)： 下沉：浮力 < 重力 上浮：浮力 > 重力 懸浮：浮力 =重力（平衡）讓學(xué)生了解三種狀態(tài)
三、生活中的下沉與上浮
（ 1 ）對于海洋生物來說，浮力非常重要，浩瀚的海洋中，許多生物用不同的方式創(chuàng)造沉與浮，這是一個精彩的世界！展示各種海洋生物圖片。
（ 2 ）我們來看看魚是怎樣使自己在水中自由地上浮、下沉和懸浮的？（以下是一種引導(dǎo)方案以供參考） 魚同上面的雞蛋一樣，重力沒有發(fā)生變化； 魚也只受到重力和浮力的作用； 重力沒有變化，而浮力變化了； 魚是通過魚鰾改變自己的體積來改變浮力的； 魚鰾較小時，魚所受的浮力小于重力，魚下沉； 魚鰾較大時，魚所受的浮力大于重力，魚上浮； 魚所受的浮力等于重力時，魚將可以在水中任意的深度游動。激發(fā)興趣，學(xué)生思考。一步一步讓學(xué)生自己解決問題。
（ 3 ）整理自己的思路，用 “ => ”符號描述你的思維過程，寫出魚在哪種條件下處于下沉、上浮或懸浮三種狀態(tài)；讓學(xué)生寫出自己的思維過程。
四、潛艇與熱氣球
（ 1）最早的潛艇用于軍事偵察和襲擊，現(xiàn)在也用于深海考察，為開發(fā)海洋，獲得新資源提供信息。 連接到凡爾納，加潛艇圖片； 另一個仿生學(xué)的例子——潛水艇（潛水艇的水艙相當(dāng)于魚鰾）。
（ 2）潛水艇是怎樣實現(xiàn)上浮和下沉的？（以下是一種引導(dǎo)方案以供參考） 潛水艇只受到兩個力的作用，重力和浮力； 注意潛水艇的水艙的體積是不變的（這一點與魚鰾不同）； 潛艇排開水的體積不變，潛艇處于同一液體當(dāng)中（即排開液體的重力相等），那么浮力是不變的； 浮力不變，只可能是重力的變化引起了潛艇的下沉、上浮和懸浮； 潛艇有兩個水艙，可以用人工的方法向水艙中壓入和排出水； 潛艇通過向水艙中壓入和排出水能改變潛艇的重力； 人工向水艙中壓入水，直到重力大于浮力的時候，潛艇下沉； 人工從水艙中排出水，直到重力小于浮力的時候，潛艇上浮； 當(dāng)重力與浮力相等時，潛艇懸浮。引起學(xué)生思考。一步一步引導(dǎo)學(xué)生解決問題。
（ 3 ）整理自己的思路，用自己的語言來描述一下潛水艇下沉、上浮和懸浮的狀態(tài)，你可以用 “ => ”來表述你的思維過程。
五、分析比較
（ 1 ）提問：雞蛋、魚和潛水艇都會在液體中下沉、上浮和懸浮，那么它們都是用了同樣的方法處于這三種狀態(tài)的嗎？ 學(xué)生分析回答。 不是；雞蛋：是由于雞蛋浸沒的液體的密度發(fā)生了變化，引起浮力變化；魚：是通過它的體積發(fā)生了變化，引起浮力變化；潛水艇，是通過它的自身重力的改變引起了下沉和上浮，它的浮力并沒有變。
（ 2 ）同學(xué)們自己歸納一下，總結(jié)出他們有什么區(qū)別和共同點；學(xué)生自己思考；
（ 3）介紹熱氣球，加圖片； 運用我們學(xué)過的知識解釋熱氣球的沉浮原理。 解釋熱氣球為什么會升起來？假如由你來設(shè)計一個吊籃的熱氣球，為了使它能降回地面，你打算采用什么辦法？
（4）引起學(xué)生興趣； 學(xué)生討論，以小組為單位，每一個小組交一份報告，與同學(xué)分享；
六、打撈中山艦
介紹我國古代用浮船打撈沉落江中的萬斤大鐵牛的故事。
學(xué)生思考。
簡單介紹中山艦——濃縮了中國現(xiàn)代史的一代名艦， 1938 年在長江被日軍擊中，沉入19m深的長江；中山艦排水量達(dá)780噸，長62.48m，寬8.99m。 與歷史結(jié)合，了解到物理學(xué)科和歷史的關(guān)系。讓學(xué)生自己設(shè)計打撈中山艦的方案，填寫到書上的表格中。 學(xué)生自行設(shè)計。
七、課堂小結(jié)
1．了解三種狀態(tài)：下沉、上浮和懸浮。
2．三種狀態(tài)產(chǎn)生的條件：下沉：重力大于浮力；上浮：重力小于浮力；懸浮：重力等于浮力。
3．用學(xué)過的知識解釋魚、潛艇和熱氣球的沉浮原理。作業(yè) 學(xué)生活動手冊內(nèi)容。
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