跨學(xué)科實踐潛艇教學(xué)課件初中物理教科版（2024）八年級下冊

10.5跨學(xué)科實踐：潛艇教科版（2024）物理八年級下冊第十章

流體的力現(xiàn)象目錄素養(yǎng)目標(biāo)01課程導(dǎo)入02新課講解03總結(jié)歸納04課堂練習(xí)05正確教育素養(yǎng)目標(biāo)1.了解潛艇的沉浮原理，知道核潛艇的基本結(jié)構(gòu)2.體驗我國在深潛方面的成就，會制作潛艇模型

潛艇是一種利用力學(xué)原理控制沉浮，能夠在水下執(zhí)行任務(wù)的艦艇，廣泛應(yīng)用于水中作戰(zhàn)、海洋科學(xué)研究、勘探及開采、設(shè)備維護、搜索救援、水下旅游觀光等領(lǐng)域。潛艇的沉與浮

潛艇是一種利用力學(xué)原理控制沉浮，能夠在水下執(zhí)行任務(wù)的艦艇，廣泛應(yīng)用于海洋科學(xué)研究、勘探及開采、設(shè)備維護、搜索救援、水下旅游觀光等領(lǐng)域.觀光潛艇能讓游客欣賞到神秘的海底景觀視頻：“觀光潛艇”

魚的沉?。?）魚的沉浮原理：通過觀察魚兒的潛水機制，人類發(fā)現(xiàn)魚體

內(nèi)有一個叫作魚鰾的器官(圖2)，這個器官可以幫助魚兒通過調(diào)節(jié)其內(nèi)部的空氣量(即改變自

身體積)來控制浮力，從而實現(xiàn)

上浮或下沉。視頻：魚的上浮下浮靠的是什么？（2）具體分析①魚兒下潛時，收縮魚鰾，減小排開水的體積，所受浮力變小，所受浮力小于重力；②魚兒上浮時，膨脹魚鰾，增大排開水的體積，所受浮力變大，所受浮力大于重力。潛水艇工作原理：通過充水、排水來改變自身重力，實現(xiàn)沉浮工作艙排氣口空氣壓縮泵排水口水箱配重艙下潛時，在兩側(cè)的水艙內(nèi)充入水，艇重增大，重力大于浮力，潛艇就會下沉。上浮時，用壓縮氣體將水艙里的水排出一部分時，潛水艇變輕，重力小于浮力，潛艇就會上浮。當(dāng)水艙中充入適量的水時，浮力與重力相等，潛艇就能懸浮在水中任何深度。潛水艇的浮沉原理潛入水中若G＞F浮，則下潛若G＜F浮，則上浮1.如圖所示，潛水艇懸浮在水中，下列說法錯誤的是()A.潛水艇是靠改變浮力來實現(xiàn)浮沉的B.潛水艇懸浮時，其所受浮力等于自身重力C.要使?jié)撍鲁?，?yīng)向水艙內(nèi)充水D.要使?jié)撍细?，?yīng)把水艙內(nèi)的水向外排出A經(jīng)典例題答案：A解析：潛水艇是靠改變自身的重力來實現(xiàn)上浮或下潛的，故A錯誤，符合題意；當(dāng)潛水艇處于懸浮狀態(tài)時，其所受浮力等于自身重力，故B正確，不符合題意；原來潛水艇懸浮，所受浮力等于重力，要使?jié)撍鲁粒瑒t應(yīng)使重力大于其所受的浮力，由于潛水艇所受浮力不變，故應(yīng)向水艙內(nèi)充水以增大重力，故C正確，不符合題意；要使?jié)撍细?，則應(yīng)使重力小于其所受浮力，由于潛水艇所受浮力不變，故應(yīng)把水艙中的水排出一部分，以減小重力，故D正確，不符合題意。軍用潛艇軍用潛艇是國家海軍的戰(zhàn)略性武器.工程師通過調(diào)節(jié)水艙內(nèi)水的多少控制潛艇沉浮，依靠電力驅(qū)動馬達推動螺旋槳前進.基本結(jié)構(gòu)潛艇空間分為人員與設(shè)備艙和水艙.工程師利用聲吶、潛望鏡、雷達等設(shè)備充當(dāng)潛艇耳目，設(shè)置了導(dǎo)彈、魚雷等武器系統(tǒng).弘揚科學(xué)家用于奉獻精神

黃旭華成功研制了我國第一代核潛艇，是我國核潛艇事業(yè)的先驅(qū)者和奠基人之一，被譽為“中國核潛艇之父”。

在深潛試驗中，他不顧個人安危，親自登艇，潛入極限深度勘測數(shù)據(jù)，完成了核潛艇研發(fā)過程中最具風(fēng)險的步驟。他為國家利益隱姓埋名、默默工作，60多年來潛心技術(shù)攻關(guān)，為核潛艇研制和跨越式發(fā)展作出了巨大貢獻。潛艇模型制作比賽1.生活艙和水艙獨立分開。2.生活艙與設(shè)備艙大于水艙。1.完成從水面下潛到指定位置懸浮。2.完成從水下上浮到指定位置懸浮。帶蓋的大、小飲料瓶各兩個、配重物、注射器，塑料管、膠槍（包括熱熔膠）、剪刀、透明膠等。制作要求比賽任務(wù)制作材料動手做做一個潛艇

按右圖自制一個潛艇模型（為保持試管穩(wěn)定，試管上可繞些鐵絲）。

把模型浸在水中，從管中抽氣，模型將怎樣運動？

向試管中打氣，模型又會怎樣？從管中抽氣時，試管內(nèi)的氣壓減小，水進入試管中，重力增大，試管下沉向管中打氣時，試管內(nèi)的氣壓增大，試管中的水被排出，重力減小，試管上浮1.模型測試：通過注射器調(diào)節(jié)水艙內(nèi)的水量，觀察模型在水中的沉浮效果.2.體積驗證：確保生活艙和設(shè)備艙的體積大于水艙的體積，可以通過體積測算工具或水位變化法進行驗證.視頻：制作潛水艇2.用玻璃試管、膠管、鐵絲、注射器、水管、橡膠塞等制作潛水艇模型，然后在模型中裝入適量的水，浸沒在水中剛好懸浮，如圖所示，探究模型在水中如何實現(xiàn)上浮或下沉.下列說法正確的是()A.向試管外抽氣，模型下沉，它受到的浮力變小B.若要讓懸浮的潛水艇模型上浮應(yīng)向試管內(nèi)打氣C.潛水艇模型是通過改變模型的體積實現(xiàn)沉、浮的D.當(dāng)潛水艇模型漂浮于水面時，它受到的浮力小于其重力B經(jīng)典例題答案：B解析：A（×）向試管外抽氣，水通過進、排水管進入試管內(nèi)，模型的重力增大，大于其所受到的浮力，模型下沉，該過程中模型始終浸沒在水中，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理可知，其所受浮力的大小不變.B（√）若要讓懸浮的潛水艇模型上浮，應(yīng)向試管內(nèi)打氣，排出試管內(nèi)的水，使模型的重力減小，小于其所受的浮力，從而使模型上浮.C（×）潛水艇模型是通過改變其自身受到的重力來實現(xiàn)沉浮的.D（×）當(dāng)潛水艇模型漂浮在水面時，處于平衡狀態(tài)，受到的浮力等于其自身受到的重力.軍用潛艇潛艇的沉與浮制作潛艇模型上浮過程：打開進氣閥門，使高壓空氣進入潛艇兩側(cè)的水艙，將水排出，艇重變小，F(xiàn)?。綠，潛艇上浮，最終水艙里的水被排空，潛水艇漂浮在水面上，此時，F(xiàn)浮＝G

。

下沉過程：打開進水閥門，使水流進水艙，艇重變大，F(xiàn)浮＜G，潛水艇下沉。原理：潛艇是通過人工的方法排水、吸水，來改變潛艇自身所受的重力，從而達到上浮和下沉的目的。制作要求、比賽任務(wù)、制作材料。展示、交流與討論。①核潛艇在現(xiàn)在軍事中的地位。②核潛艇的基本結(jié)構(gòu)?？鐚W(xué)科實踐：潛艇1.潛水艇能潛入水下航行，進行偵察和襲擊，是一種很重要的軍用艦艇。潛水艇的艇身裝有水艙，可以通過改變水艙內(nèi)氣壓的方式進行充放水，從而改變自身重力實現(xiàn)上浮下潛。下列說法正確的是()A.潛水艇上浮時，要向水艙充水B.潛水艇下潛時受到的浮力大于重力C.潛水艇受到的浮力等于重力時，可以懸浮在水中D.潛水艇漂浮在水面上時，浮力小于重力C答案：C解析：A.潛水艇上浮時，需要減小自身的重力，由于潛水艇的艇身裝有水艙，因此可以通過向水艙中排水來減小重力，使重力小于浮力，從而實現(xiàn)上浮。故A錯誤；B.在下潛過程中，潛水艇排開水的體積（即潛水艇的體積）是不變的，根據(jù)阿基米德原理，浮力大小與排開液體的體積和液體的密度有關(guān)，因此浮力保持不變；所以，潛水艇下潛時受到的浮力并不大于重力，而是小于重力。故B錯誤；C.當(dāng)潛水艇受到的浮力等于重力時，根據(jù)物體浮沉條件，潛水艇將處于懸浮狀態(tài)，即可以懸浮在水中。故C正確；D.潛水艇漂浮在水面上時，處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件，浮力等于重力。故D錯誤。2.一艘輪船的排水量是60000t，當(dāng)它滿載在長江內(nèi)河航行時，排開水的體積是__________m3，一艘潛水艇從海洋潛行（航行時不露出水面）到長江內(nèi)河時，潛水艇受到的浮力__________（選填“變大”、“變小”或“不變”）（

，

，g取10N/kg）6×104變小答案：6×104；變小解析：排水量即排開水的質(zhì)量，故在長江內(nèi)河航行時排開水的體積是一艘潛水艇從海洋潛行（不露出水面）到長江內(nèi)河時，因為潛水艇自身的體積不變，所以潛水艇排開水的體積不變，而從海洋到內(nèi)河水的密度變小，根據(jù)

，

不變，水的密度變小時，浮力變小。3.如圖所示，用輕質(zhì)薄壁的塑料瓶、