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《浮力》课堂教学设计

2012-04-20丰建勋

内蒙古教育·综合版 2012年4期
关键词:木块浮力液体

丰建勋

浮力是一个应用性较强的作用力,其相关知识综合应用了力、二力平衡、二力合成、密度等相关知识,对学生的综合能力要求较高,是初中物理教学的难点。教学过程要充分的调动学生的学习积极性,保证其认真参与整个探究活动的全过程,并使其从中体会到科学探究的魅力。

一、物理情景引入

【播放视频】:轮船在水上航行;氢气球升空等视频。

【问题引导】万吨巨轮为什么能在水上自由的航行,氢气球为什么能够升空?

生:它们都受到了浮力(学生结合已有的经验,很容易想到)。

师:今天我们就来学习有关“浮力”的知识。

板书:5浮力。

二、设计课题,自主探究

师:首先请同学们做一个实验。

【课件展示】实验要求:请每位同学将桌上的木块压入水底,然后放手。体会手的感觉,并观察木块最终情况。

【学生活动】体会木块压入水中的感觉。

【教师活动】督促每位学生都要体会。

师:哪位同学来谈谈你手有什么感觉?

生:手感觉受到一个向上的力。

师:木块的最终情况是怎样的?

生:浮到水面上来。

师:其他同学是否也有同样的感觉呢?

生(齐声回答):是。

师:在物理学中,把水对木块竖直向上的托力就称为是浮力。由此可知,浮力的方向如何?

生:竖直向上。

板书:1.浮力的方向:竖直向上。

师:刚才我们看到木块最终是浮在水面上的,也就是说,浮在水面上的物体受到了浮力,那浸在水中的物体是不是同样也受到浮力呢?

【演示】把细线系着的金属块放入水中。

师:浸没在水中的金属块是否也受到了浮力?猜猜看?

生:应该也会受到浮力。

师:下面就请各组同学利用桌上的器材做实验来证明。

【学生活动】小组合作探究实验。

【教师活动】根据小组探究过程,对应做出纠正。如:弹簧测力计的使用方法、读数。

师:下面请各小组来汇报一下,你们是怎么证明“浸没在水中的金属块也受到了浮力”的?

生(边讲边展示):我们先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块浸没到水中,这时候发现弹簧测力计的示数有所减小,这就证明水对金属块有一个向上的托力,也就是浮力。

师:其他同学和他做的一样吗?

生(齐声回答):一样。

师:通过刚才的实验你们能测出金属块受到的浮力大小吗?

生:能,浮力的大小等于弹簧测力计前后变化的差。

师:浸没在水中的物体受到水给它的浮力,那么浸没在其他液体中是否也受到浮力呢?下面请大家用刚才的方法去验证一下,如果受浮力的作用,就请测出浮力的大小来。(教学说明:这样做的目的是,加深学生对浮力测量方法的理解和应用,并为后面研究影响浮力大小因素做准备。)

【学生活动】换用其他液体重新实验。(教学说明:每组提供的液体有水、盐水、酒精并标有标签,防止学生搞混。)

【教师活动】巡视并见机引导学生对比几次实验结果。

师:浸没在其他液体中的物体是否也受到浮力。

生(齐声答):是。

师:浸没在不同的液体中物体受到的浮力一樣吗?

生:不一样。

师:万吨巨轮能在水上自由航行,但是我们桌上的小小金属块为什么不能浮在水面上呢?浮力的大小可能跟哪些因素有关?下面我们再来做个实验。

板书:2.浮力的大小。

【课件展示】实验要求:在水桶中装满水放在空盆里,然后用手把空的易拉罐压入水中,直至浸没,体会易拉罐所受的浮力及其变化,同时观察溢出水的多少?(教学说明:将桶内装满水,然后浸入易拉罐,这样做现象比较直观明显,学生容易理解“溢出水的多少”就是物体排开液体的多少,为下一步的猜想奠定基础。)

【学生活动】实验、感受、观察。

【教师活动】巡视指导,提醒学生注意观察溢出水的多少。

学生汇报实验结果:

生:易拉罐进入水中越深,感觉受到的浮力越大,同时桶内溢出的水越多。

师:结合上述实验大家猜猜看,浮力的大小可能跟哪些因素有关?(教学说明:学生有了前面的实验结论作为猜想的基础,可能猜想到以下几种情况。)

生1:浮力的大小应该与液体的密度、物体浸入液体中的深度有关。

生2:还应该与溢出液体的多少有关。

(学生也有可能猜想到其他因素,要让学生把浮力的大小与物体排开液体的重力联系在一起难度较大。但教师可侧重于“溢出液体的多少”来进行引导。)

师:同学们认为浮力的大小与物体浸入液体中的深度有什么关系呢?

生:物体浸入液体的深度越深受到的浮力越大。

师:下面我再来做个实验。

【课件展示】实验要求:将一金属块慢慢放入盛满水的桶中,测量其浸没前和浸没后,浮力的变化情况以及溢出水的多少。然后将浸没的金属块逐渐深入水中,但不要接触容器底部,再次观察浮力的变化情况以及溢出水的多少。并讨论这些现象说明了什么问题?

【学生活动】实验、观察。

【教师活动】引导学生比较几次浮力大小,并让学生注意观察溢出水的多少的变化。

学生汇报实验结果:

生:金属块浸没前,浸入水中的深度越深受到的浮力越大,溢出的水也越多;当金属块浸没后,则浸入水中的深度增加时,浮力不变,溢出水的多少也不变。

师:这些现象说明了什么?

生:浮力的大小与深度无关,应与溢出水的多少有关。

师:下面我们就来重点研究浮力的大小与溢出水的多少有什么关系?

【课件展示】引导:请同学们阅读P95“探究:浮力的大小等于什么?”然后,运用桌上所给的器材,制定实验计划与设计实验。

实验设计中需要思考的问题:

1. 溢出水杯中的水要加到什么位置才合适?为什么?

2. 如何测得物体浸在液体中时所受到的浮力大小?

3.怎样测量溢出水的重力?

【学生活动】:阅读教材,根据老师的提示,小组讨论制定实验方案。

【教师活动】:教师巡视并参与学生讨论,及时帮助学生解决讨论中遇到的问题。(教学说明:由于此实验目的明确,操作简单,可放手由学生协作完成。)

【分析论证】:

师:下面我请一组同学来汇报一下设计的实验方案。

学生汇报实验方案,其他同学帮助分析其可行性。

(教学说明:有了教师出示的提示问题加上教材的实验参考,学生设计实验就轻松多了。)

师:下面就按我们设计的方案开始实验并收集实验数据填入你设计的表格中。

【学生活动】开始小组分工,实验。

【教师活动】巡视,指导,及时纠正学生操作中的错误。

学生汇报实验结果:

生:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的重力。(教师板书)

师:其他组的结果和他一样吗?

生:一样。

师:这就是著名的阿基米德原理。用公式该如何表达呢?

生:F=G

三、当堂作业,反馈矫正

1.某同学将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的容器中,溢出了50g水,则金属块受到的浮力有多大?

2.将一个体积为V的物体放入某液体中,发现排开液体的体积为V,已知液体的密度为ρ,该物体受到的浮力有多大?

四、课堂小结

学生总结回顾本节所学的知识,教师强调公式:F=GgV 中字母的含义和单位,根据公式分析影响浮力大小的因素。

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