物理实验创新 潜水艇的浮沉

《浮沉潜水艇》教学设计一、教材分析1、教学内容：①继续巩固利用阿基米德原理来计算浮力大小②结合二力平衡的条件、物体浮沉条件，解释物体的上浮和下沉运动2、教学重点：①理解物体的浮沉条件②能够解释物体上浮、下沉的原因③用浮沉条件来解释潜水艇的基本工作原理3、教学难点：①将SYEM教育理念中科学、技术、工程和数学四个维度，有效渗入教学过程，突出体现STEM在物理教学中的跨学科、趣味性、多维性理念。

科学（S）：阿基米德原理、沉浮条件、弹簧测力计测量物体浮力技术（T）：潜水艇内水量的控制、艇身密封方法、进水和出水的路径、气球内置与外置的区别工程（E）：潜水艇外壳形状的特点、外壳材料的选择、载重的选取数学（M）：潜水艇浮力与重力的关系变化、估算真实材料与空洞部分的体积比例等②使学生感受到多角度知识板块的交叉合作，对认识复杂事物具有重要意义③学生掌握潜水艇设计中的简单计算二、学情分析1、兴趣特点：八年级学生思维较活跃、想象丰富，具有较强求知欲和探究欲，尤其对物理实验表现出浓厚兴趣。

2、知识基础：本节作为第十章浮力教学的最后一节，在前面章节的理论知识基础上，对浮力的生活应用加以深化。

3、认识特点：①八年级学生在智力、思维、认知等方面不够全面，需要借助具体实验材料、从形象思维逐步转入抽象思维，进而提高综合思维能力。

②八年级学生在理解和解决实际问题方面，需要教师的细化引导、逻辑解释来帮助完成学习过程。

三、教学目标1、知识目标①掌握浮力大小计算(阿基米德原理的运用)②理解物理浮沉条件③理解自制潜水艇时，涉及科学（Science）、技术（Technology）、工程（Engineering）、数学（Mathematics）等学科知识的综合运用④利用浮沉条件简单解释生活实例2、能力目标：①使学生能够在自主实验中，体验工程设计和技术应用的过程；②促进学生对浮力知识内容和应用，产生更深层次的理解；③发挥STEM教育在浮力教学中的学科整合优势，为学生综合素养的培养，埋下伏笔。

潜水艇沉浮的原理
潜水艇沉浮的原理是通过控制艇体的浮力来实现的。

首先，潜水艇的艇体内部设计有多个密封的舱室，这些舱室里充满了空气或水。

当艇体内的舱室充满了空气时，浮力会使得潜水艇浮出水面。

相反，当舱室充满水时，潜水艇会下沉到水下。

为了控制潜水艇的浮力，潜水艇通常使用称为球astuta的装置。

这些球astuta是中空的球形容器，可以在压力作用下充气或排气。

当球astuta充气时，压力会将水排出，从而增加了潜水艇
的浮力。

当球astuta排气时，压力会将水注入，从而减小了潜
水艇的浮力。

另外，潜水艇还可以通过使用可变重量块来调节浮力。

这些块可以在艇体内部移动，改变潜水艇的重心位置。

当块位于艇体底部时，潜水艇会下沉；当块位于艇体顶部时，潜水艇会浮出水面。

除了控制浮力外，潜水艇还通过调节推进器的力量来实现沉浮。

当潜水艇需要浮出水面时，推进器提供向上的推力；当潜水艇需要下沉到水下时，推进器提供向下的推力。

综上所述，潜水艇沉浮的原理是通过控制艇体的浮力和推进器的力量来实现的。

这种沉浮控制技术使得潜水艇能够在水下和水面之间自由移动。

潜水艇浮沉原理的一个新观点
作者：宋馨瑶
来源：《中学物理·初中》2015年第01期
关于潜水艇浮沉原理的论述，各个版本的物理课本观点都是一致的：潜水艇是通过改变自身重力来控制浮沉的.然而在实际的教学过程中，一些思维比较灵活的学生提出了另外一种新的观点：潜水艇也可以看成是靠改变排开水的体积进而改变浮力来控制浮沉的.这个新观点也在很多论文中也曾被提及并得到肯定.
1 两个观点的比较
2 新观点在数学形式上的合理性F浮=ρ液gV排=ρ液g（V空+V液）。

G=G艇+G液=G艇+ρ液gV液。

若按新观点，将水舱内的水当成是外界水的一部分，则浮力和重力的表达式。

F浮=ρ水gV排=ρ液gV空。

G=G艇。

根据两种方法的表达式对比可以看出，它们的区别就是F浮和G都多了一个ρ液gV空项.而决定浮沉的是F浮和G的大小比较，由于这个ρ液gV空项是可以消去的，不影响浮沉结果的判断，所以新观点有它合理的地方.
3 新观点在实际中不能普遍适用3.1 潜水艇惯性质量的分析
3.2 水舱内外海水密度的分析3.3 实际潜水艇排水量的规定。

2024年大班科学活动让潜水艇下沉教案一、教学内容本节课选自《幼儿科学探索》教材第五册第十五章《浮力小秘密》，围绕潜水艇的沉浮原理展开。

详细内容涉及浮力与重力的关系，潜水艇通过调整自身重量实现上浮与下沉，以及实践活动中的观察与操作。

二、教学目标1. 知识目标：学生能够理解潜水艇下沉的原理，掌握浮力与重力的基本概念。

2. 技能目标：学生通过实践操作，能够运用潜水艇沉浮原理进行简单的模型制作。

3. 情感目标：培养学生对科学探索的兴趣，激发创新思维和动手操作的欲望。

三、教学难点与重点教学难点：潜水艇通过调整重量实现上浮与下沉的原理。

教学重点：浮力与重力的关系，以及潜水艇模型制作。

四、教具与学具准备1. 教具：潜水艇模型、浮力演示装置、电子秤、水桶、调重物等。

2. 学具：潜水艇模型制作材料（塑料瓶、气球、剪刀、胶带等），电子秤，水盆。

五、教学过程1. 实践情景引入：展示潜水艇模型，引导学生观察潜水艇在水中上浮与下沉的现象，提出问题：“为什么潜水艇能在水中上浮和下沉？”2. 例题讲解：通过浮力演示装置，讲解浮力与重力的概念，阐述潜水艇调整重量实现上浮与下沉的原理。

3. 随堂练习：学生分组，利用电子秤、水盆等测量潜水艇模型的重力和浮力，探讨如何使潜水艇上浮和下沉。

4. 制作潜水艇模型：学生按照步骤，分组制作潜水艇模型，并进行调试。

5. 交流与展示：各小组分享制作过程和心得，展示潜水艇模型上浮与下沉的效果。

六、板书设计1. 浮力与重力2. 潜水艇上浮与下沉原理3. 潜水艇模型制作步骤七、作业设计1. 作业题目：制作一个简单的潜水艇模型，并记录调试过程。

2. 答案：潜水艇模型制作步骤及调试方法。

八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生掌握了潜水艇沉浮原理，制作过程中遇到的问题及解决方法，培养学生的动手能力和团队协作精神。

2. 拓展延伸：鼓励学生查阅资料，了解潜水艇在生活中的应用，探讨浮力与重力的其他实例，激发学生对科学探索的兴趣。

潜水艇的沉浮原理实验
潜水艇的沉浮原理实验可以通过模拟潜水艇的舱内和舱外的水体密度差异来展示。

以下是一个简单的实验方法：
材料：
1. 一个透明的玻璃容器或水槽
2. 水
3. 一些小型塑料容器或杯子（作为模拟潜水艇）
步骤：
1. 将水槽填满水。

2. 将小型塑料容器或杯子放入水槽中作为模拟潜水艇。

3. 确保容器中的水量和模拟潜水艇的重量平衡，使其在水中悬浮。

4. 向容器中添加一些物质，如盐或糖，以增加水的密度。

5. 观察模拟潜水艇的沉浮情况。

当水的密度增加时，模拟潜水艇将会下沉；当水的密度减小时，模拟潜水艇将会上浮。

在这个实验中，增加水的密度可以模拟潜水艇在舱内注入大量水来增加重量，从而引起下沉；减小水的密度可以模拟潜水艇在舱内排水，减小重量，从而引起上浮。

这样的实验可以帮助理解潜水艇的沉浮原理。

潜水艇上浮下沉的原理
潜水艇上浮下沉的原理是通过控制艇体内外的浮力来实现的。

潜水艇通常由多个密封的舱室构成，其中一个或多个舱室内充满了空气或其他轻质气体，称为浮力舱。

在船体底部还配备了重物舱，内充满了水或铅块等重物，以增加潜水艇的重量。

当潜水艇需要上浮时，通过泵将浮力舱内的空气抽出，使得舱内的浮力减小。

与此同时，可以将重物舱内的水排放出去，使潜水艇的总重量减小。

减小的浮力和重量之差使得潜水艇所受的浮力大于重力，从而使得潜水艇向上浮起。

而当潜水艇需要下沉时，相反的过程发生。

通过泵将海水注入浮力舱，增加舱内的浮力。

同时，将水注入重物舱，增加潜水艇的总重量。

增加的浮力和重量之差使得潜水艇所受的浮力小于重力，从而使得潜水艇向下沉。

通过控制浮力舱和重物舱的水平，可以调整潜水艇的浮力和重量，从而实现上浮和下沉的控制。

此外，还可以通过调整潜水艇的舵和螺旋桨，控制潜水艇的前进和转向。

科学实验潜水艇原理潜水艇是一种具有封闭式船体，可以在水下自由航行的水下航行器。

它的主要功能是进行科学实验和探索海底世界，为科研人员提供一个观察和研究海洋的平台。

本文将介绍科学实验潜水艇的原理和工作机制。

一、浮力和重力平衡科学实验潜水艇需要在水下航行，必须解决浮力和重力之间的平衡问题。

潜水艇通过设计合理的船体结构，利用船体内外的压力差，调节艇体的浮力和重力。

艇体内的空气容积可以通过调节船体内部的球astat密封器和船体外的控制阀来控制，从而改变潜水艇的浮力和下沉速度。

二、动力和推进系统科学实验潜水艇的动力系统通常使用电力推进，这样可以减少排放物对海洋环境的影响。

潜水艇的电力系统由电池组成，通过电能转化为机械能驱动螺旋桨推进。

螺旋桨的旋转可以产生推力，推动潜水艇在水下进行前进。

潜水艇还配备了方向舵和操纵系统，用于控制潜水艇的航向和深度。

三、氧气供应和环境控制科学实验潜水艇需要提供船员们在水下生存所需的氧气供应和环境控制系统。

艇体内设置有氧气储存罐和氧气供应系统，通过压缩空气供应各个船舱，以保证船员的正常呼吸。

同时，艇体内也会装配温度控制和湿度控制系统，以维持适宜的舒适度和工作环境。

四、探测器和科学仪器科学实验潜水艇的另一个重要组成部分是各种探测器和科学仪器，用于收集和记录海底的各种信息。

潜水艇通常装备有高分辨率的摄像机、声纳、测温设备、流速计等设备，用于观察和测量海洋生物、地质和水文学数据。

这些数据可以用于研究海洋生态系统、海底地质结构等科学问题。

五、安全系统为了确保潜水艇在水下的安全运行，科学实验潜水艇配备了各种安全系统。

其中包括防压系统、气体检测系统和紧急救援系统等。

防压系统可以保证压力在艇内和外的均衡，避免压力过大对艇体造成损坏。

气体检测系统用于监测艇内环境的氧气浓度和有害气体的积累情况，确保船员的安全。

紧急救援系统包括应急通道和救生艇等设备，以备不时之需。

综上所述，科学实验潜水艇通过浮力和重力的平衡、动力和推进系统、氧气供应和环境控制、探测器和科学仪器以及安全系统等多个方面的工作机制，实现了在水下进行科学实验和探索的目的。

创新实验浮力的应用---自制潜水艇模型（浮沉子）器材说明文稿一、创新实验器材名称：浮力的应用--自制潜水艇模型（浮沉子）二、创新实验器材装置图（如下图）三、材版本及实验教学目标人教版2012版。

自制潜水艇模型：通过自制潜水艇模型的过程和实验体验过程，帮助学生了解潜水艇的工作原理，即改变自身重实现浮沉。

四、实验教学内容制作潜水艇模型--浮沉子，通过改变大瓶的压力，使浮沉子实现不同的浮沉状态。

五、作品原理根据物体的浮沉是由物体所受重力和浮力大少决定的，当浮力<重力,物体下沉;浮力>重力,物体上浮,最后上浮到水面变成漂浮状态,此时浮力=重力;当物体在液体内部出现浮力=重力时，物体是悬浮状态。

我们可以通过适当按压或释放按压大瓶，让水进入或流出浮沉子内部，从而改变浮沉子所受重力，以实现浮沉子的不同浮沉状态。

六、制作材料一个透明的矿泉水瓶（500ml左右），签字笔笔筒（一端密封），一段铜线或其他金属线，水、和烧杯一个等。

七、制作方法1．把签字笔的笔芯取走，留下笔筒部分（一端密封），在开口端绕上适量的金属线。

2．往矿泉水瓶中加入清水，让水位到达矿泉水瓶的颈部，然后把笔筒开口端向下竖直放进矿泉水瓶中，让笔筒否小部分露出水面漂浮，如果笔筒下沉，就需要取出笔筒，调整金属线是重量，直到笔筒能漂浮在水面。

最后，拧紧瓶盖。

八、使用方法1．用手出力捏压矿泉水瓶，可以观察到有水进入到笔筒里面，这时笔筒下沉；2．慢慢松开手，可以看见笔筒内的水慢慢流出笔筒，笔开始上浮，然后调节手对瓶子的压力，使笔筒在水中静止，这时笔筒悬浮在水中；3.继续松开手，笔筒内的水完全流出笔筒，笔筒上浮，最后漂浮在水面上。

九、创新实验器材改进要点矿泉水瓶、笔筒和水等实验器材取材方便，学生很容易就可以组装好实验装置，这更能引起学生参与实验的兴趣，同时也培养了学生动手动脑学物理的能力。

十、实验教学过程和实验教学评价实验现象明显，能直观的演示了潜水艇的工作原理，加深了学生对物体浮沉条件的理解。

潜水艇上浮下沉的原理潜水艇上浮下沉的原理是通过调节浮力和重力的平衡来实现的。

我们知道，浮力是物体在液体中受到的上向的力，而重力则是物体的质量所产生的向下的力。

当浮力大于重力时，物体就会浮在液体的表面上；而当重力大于浮力时，物体就会沉在液体中。

潜水艇通过调节水密舱内的水的体积来改变浮力。

水密舱是潜水艇的主要结构，船体外部有许多水密舱，航行时机组人员就在其中工作；船体内部也有各类水密舱，不论潜水员所在的位置，都应该是水密状态。

潜水艇的水密舱通常由许多小舱室组成，当一些小舱室的门关闭时，舱室内的水就不能相互流动，从而改变了水密舱内的总体积，而体积变化就导致了潜水艇的浮力改变。

为了控制浮力，潜水艇上配有“球壳”。

球壳由许多小球构成，当球壳被充满水时，小球各自占据一个位置，使球壳为一个整体；而当球壳充满空气时，空气使得每个小球之间有了一定的间隙，从而球壳就变得轻盈，使得潜水艇的浮力增大。

潜水艇还配备了浮力块。

浮力块一般被放在潜水艇的船尾，它由轻质材料制成，比如泡沫塑料，充满了许多小气泡。

当浮力块充满水时，小气泡被挤走，浮力块因此变重，潜水艇就会下沉；而当浮力块充满空气时，充满了许多小气泡，浮力块就会变轻，潜水艇就会上浮。

此外，潜水艇还配有供氧系统和液压油系统。

供氧系统为潜水员提供呼吸氧气，液压油系统则用来提供动力，使潜水艇能够灵活地上浮下沉。

总结起来，潜水艇上浮下沉的原理是通过调节浮力和重力的平衡来实现的。

通过调节水密舱的开闭，改变浮力块和球壳的状态，潜水艇能够控制自身的浮力，从而实现上浮和下沉的目的。

同时，供氧系统和液压油系统为潜水艇提供了必要的氧气和动力。