潜水艇巨大的钢铁身躯，却能像鱼儿一样在水中自由地上浮、下沉、甚至悬停。这么重的铁家伙，是怎么做到在水里“想沉就沉，想浮就浮”的？

　　其实，潜水艇能够在深海自由翱翔并不是魔术，而是科学家和工程师们巧妙地运用我们初中物理课上学到“浮沉条件”和“阿基米德原理”制作而成。

　　教学目标：

　　1.学生能理解物体的浮沉条件，准确说出阿基米德原理公式，并能用其分析浮沉子的原理；能够独立制作浮沉子，熟练操作并解释其中的物理现象。

　　2.制作和操作浮沉子，提升动手实践能力、观察分析能力和解决问题的能力；学会从实验现象中归纳总结物理规律，构建科学思维，培养团队协作与交流能力。

　　3.激发对物理学科的浓厚兴趣，感受物理知识与生活的紧密联系，培养探索精神和创新意识，体会科学探究的乐趣和成就感。

　　器材准备：空塑料瓶（带盖，500ml左右）、口服液小瓶（去盖）、水。

　　教学过程：

　　（一）引入

　　1.播放一段潜水艇在海洋中自由浮沉的视频，提问：“潜水艇为什么能在水中自由地上浮和下沉？”引导学生思考物体浮沉的奥秘，激发学生的好奇心和探究欲望。

　　2.教师拿出一个准备好的浮沉子，向学生展示：“今天老师带来了一个神奇的小装置，它叫浮沉子，和潜水艇有着相似的原理。”然后挤压装有浮沉子的塑料瓶，让浮沉子在水中实现上浮和下沉，引发学生的惊叹和疑问，顺势引入本节课主题——探究浮沉子的奥秘。

　　（二）制作浮沉子

　　用塑料瓶和口服液瓶制作浮沉子的步骤如下：

　　1.给塑料瓶灌将满水（距平口约3-5cm），往口服液瓶中装入约一半的水（确保水可少量进入）。

　　2.将口服液瓶开口向下，放入塑料瓶中。

　　3.拧紧瓶盖（确保密封）。按压塑料瓶身，若口服液瓶下沉，松开后上浮，说明制作成功；若下沉后不上浮，可减少小瓶内的水量再调试。

　　（三）实验探究

　　1.教师引导学生进行实验操作：“现在大家已经做好了浮沉子，试着用手挤压塑料瓶，看看会发生什么现象。”

　　2.学生动手操作，挤压和松开塑料瓶，观察浮沉子的浮沉情况，并记录实验现象。教师鼓励学生尝试不同的挤压力度和频率，观察浮沉子的运动状态变化。

　　3.组织小组讨论，分享各自观察到的现象，讨论问题如：“为什么挤压塑料瓶，浮沉子会下沉？松开手后又会上浮？”每个小组推选一名代表发言，阐述小组讨论的结果。

　　（四）原理分析

　　原理：按压大瓶时，瓶内气压增大，迫使水进入小瓶，小瓶重力增加，大于浮力，口服液瓶下沉；松手后气压减小，小瓶内空气膨胀排出部分水，重力减小，小于浮力，口服液瓶上浮。

　　1.结合实验现象，教师利用PPT展示浮沉子的结构和受力分析图，逐步深入讲解原理：

　　首先回顾阿基米德原理，强调物体的浮沉取决于浮力和重力的大小关系。

　　当挤压塑料瓶时，瓶内气压增大，水被压入浮沉子（小玻璃瓶）内，浮沉子的重力增大。此时，若重力大于浮力，根据物体的浮沉条件，浮沉子就会下沉。

　　当松开手后，瓶内气压减小，浮沉子里的压缩空气将水挤出，浮沉子的重力减小。当重力小于浮力时，浮沉子就会上浮。

　　2.进一步拓展，讲解潜水艇的工作原理与浮沉子相似，都是通过改变自身重力来实现浮沉，帮助学生加深对浮沉原理的理解和应用。

　　今天我们手中的小小浮沉子，不仅验证了阿基米德原理的精妙，更见证了“小实验”与“大科技”的血脉相连，堪称大国重器潜水艇的科技微缩！当我们在瓶中通过压强控制浮沉子的升降时，科技工作者正在通过精准调控“重力与浮力的博弈”，让中国探索海洋的足迹不断挺进深蓝。让我们从这枚浮沉子出发，感受物理定律如何助力实现民族的海洋强国梦！

　　撰稿：冯文博

　　编辑：潘舒璠

　　审核：魏艳红