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        《浮力》教學(xué)實(shí)錄

        2016-04-29 00:00:00許幫正

        活動(dòng)1:基于現(xiàn)象,了解浮力

        (教師播放視頻《中國(guó)航母“遼寧號(hào)”》《“死海”暢游》)

        師:巨大的鋼鐵航母為什么可以浮在海面上?人為什么能浮在“死海”水面上?

        生:“航母”和“人”都受到水向上的托力,這種力叫做浮力。

        (教師出示系有細(xì)線(xiàn)的氫氣球,放手后飄向空中,如圖1)

        師:此時(shí)的氫氣球受到浮力了嗎?是誰(shuí)施加的?

        生:受到浮力了,是空氣。

        (教師出示與鋁塊相連的乒乓球,把它放入柱形容器中,向容器中加水,乒乓球逐漸浮起并最終浸沒(méi)于水中,如圖2)

        師:水中的乒乓球受到浮力了嗎?又是誰(shuí)施加的?

        生:受到浮力了,是水。

        (教師請(qǐng)學(xué)生觀(guān)察思考:1.用手將氣球拉到另一位置后松手,觀(guān)察氣球最終靜止時(shí)細(xì)線(xiàn)的狀況;2.傾斜容器,觀(guān)察乒乓球最終靜止時(shí)細(xì)線(xiàn)的狀況)

        師:上述兩組實(shí)驗(yàn)中,細(xì)線(xiàn)為什么總是呈現(xiàn)豎直狀態(tài)?它說(shuō)明了什么?

        生(思考、交流后回答):氫氣球、乒乓球所受浮力的方向是豎直向上的。

        活動(dòng)2:實(shí)驗(yàn)探究,認(rèn)識(shí)浮力

        師:氫氣球、乒乓球浮在空氣和水中,說(shuō)明受到浮力。與乒乓球相連的鋁塊,它在水中是下沉的,在水中下沉的物體是否受到水的浮力呢?請(qǐng)結(jié)合你的經(jīng)驗(yàn)做出猜想。

        (三個(gè)學(xué)生談了想法:一個(gè)說(shuō)不受浮力,兩個(gè)說(shuō)受浮力,理由是游泳時(shí)感受到浮力。于是,教師請(qǐng)學(xué)生體驗(yàn):把鋁塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,用手向上托一下,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減少)

        師:你能否通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究鋁塊是否受到浮力?

        生:可以把鋁塊浸入水中,如果彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小,則表明鋁塊受到浮力。

        (學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)鋁塊受到浮力)

        師:能否測(cè)出鋁塊所受的浮力大小呢?

        (教師先引導(dǎo)學(xué)生做出受力分析圖,如圖3,共同分析得出結(jié)論:1.鋁塊未浸入水中前,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F=G;2.鋁塊浸入水中后,受到了水的浮力,根據(jù)力的平衡知識(shí),浮力大小等于F浮=G-F。學(xué)生測(cè)量并交流測(cè)量結(jié)果)

        師:至此,我們對(duì)浮力有了一個(gè)初步的認(rèn)識(shí),歸納我們的研究所得,可以獲得如下結(jié)論(PPT出示):1.浸在(浸沒(méi)或部分浸入)液體或氣體里的物體,會(huì)受到液體或氣體的浮力;2.浮力的方向豎直向上;3.浮力的大小可以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量:F浮=G-F。

        活動(dòng)3:探究影響浮力大小的因素

        師:我們已經(jīng)知道浸在液體中的物體受到浮力作用,浮力大小可能同哪些因素有關(guān)呢?請(qǐng)根據(jù)你的生活經(jīng)驗(yàn)提出猜想。

        生1:與液體密度有關(guān),人在死海里會(huì)漂起來(lái)。

        生2:我游泳時(shí)向水中行走,越深感覺(jué)越漂,浮力應(yīng)該與深度有關(guān)。

        (教師見(jiàn)沒(méi)有其他猜想,安排學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)。教師出示一只籃球和一只乒乓球,請(qǐng)學(xué)生把兩只球向水中壓,說(shuō)出感覺(jué)并提出新的猜想)

        生3:與物體體積大小有關(guān)。

        師:同學(xué)們的猜想都有一定的道理,但是有一點(diǎn)不足,我們的眼光似乎只是聚焦在物體上,水中的物體所受的浮力是水產(chǎn)生的,我們能否從“水”的角度做一些猜想呢?在大家的桌上有一只乒乓球,請(qǐng)?jiān)跓械股纤?,向水中壓乒乓球。感覺(jué)一下用力,同時(shí)注意觀(guān)察水面的變化,比較一下乒乓球排開(kāi)的水的體積,再做猜想。

        (學(xué)生實(shí)驗(yàn)、討論后,發(fā)表自己的看法)

        生4:乒乓球所受浮力與乒乓球在水中的深度有關(guān)。

        師:我補(bǔ)充說(shuō)明一下,乒乓球在水中的深度有“浸沒(méi)深度”和“浸入深度”。

        (教師演示:用手向下壓乒乓球。說(shuō)明“浸入深度”指乒乓球浸沒(méi)前逐漸浸入水中的深度,“浸沒(méi)深度”指浸沒(méi)后在水中的深度)

        師:你認(rèn)為的深度是指什么深度呢?

        生4(繼續(xù)回答):好像都有關(guān)系。

        師:還有其他猜想嗎?

        生5:我觀(guān)察到乒乓球壓入水里的過(guò)程中,手上感覺(jué)到的力越來(lái)越大,水面逐漸上升,乒乓球所受浮力是不是和它排開(kāi)的水的體積有關(guān)?

        師:總體而言,同學(xué)們的猜想都很重視證據(jù)。歸納一下猜想的結(jié)果,同學(xué)們提出了浮力大小與“液體密度、物體體積、浸入深度、浸沒(méi)深度、排開(kāi)水的體積”有關(guān),仔細(xì)思考一下,我們可以發(fā)現(xiàn),物體體積越大,浸沒(méi)在水里時(shí)排開(kāi)的液體體積也越大,物體浸入深度越大,排開(kāi)的水的體積也越大。所以,我們的猜想可以合并為“浮力大小可能與液體密度、物體在液體中浸沒(méi)的深度、排開(kāi)液體的體積”有關(guān)。面對(duì)這樣一個(gè)多因素問(wèn)題,我們一般采用的探究方法是什么呢?

        生(齊聲):控制變量法。

        師:現(xiàn)在,同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有彈簧測(cè)力計(jì),廢舊電池,盛有水、酒精的容器各1個(gè),請(qǐng)大家討論一下具體的探究方案。

        (學(xué)生討論實(shí)驗(yàn)方案,教師巡回提問(wèn)、交流,確定探究的具體步驟)

        (教師用PPT出示探究步驟:1.如圖a所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出圓柱體所受的重力;2.如圖b所示,將圓柱體逐漸浸入水中,觀(guān)察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化,記錄其中的一次示數(shù);3.如圖c所示,記下圓柱體完全浸沒(méi)入水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);4.如圖d所示,改變圓柱體浸沒(méi)在水中的深度,觀(guān)察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);5.如圖e所示,將圓柱體浸沒(méi)在酒精中,觀(guān)察并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù))

        (學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并收集證據(jù),教師巡回指導(dǎo),個(gè)別提醒操作、讀數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng))

        師:下面,我請(qǐng)一組同學(xué)將所測(cè)數(shù)據(jù)填入表格中。(PPT出示,見(jiàn)圖5)

        師:先請(qǐng)這組同學(xué)依據(jù)數(shù)據(jù)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

        (1人回答,小組內(nèi)其他幾人補(bǔ)充,得出結(jié)論如下:1.比較1、2、3的數(shù)據(jù)可得:物體所受浮力的大小與它排開(kāi)液體的體積有關(guān);2.比較3、5的數(shù)據(jù)可得:物體所受浮力的大小與液體的密度有關(guān);3.比較3、4的數(shù)據(jù)可得:物體所受浮力的大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān))

        師:請(qǐng)其余小組根據(jù)自己所測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)結(jié)論進(jìn)行評(píng)估,贊成的請(qǐng)舉手。

        (全班學(xué)生舉手表示贊同。教師用PPT出示結(jié)論:實(shí)驗(yàn)表明,浸在液體中的物體,所受浮力的大小與其排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān),與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān))

        活動(dòng)4:了解阿基米德原理

        師:早在公元前245年左右(相當(dāng)于我國(guó)的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期),古希臘學(xué)者阿基米德就通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論研究得出了有關(guān)浮力大小的原理,人們稱(chēng)之為“阿基米德原理”,時(shí)至今日,這條原理在船舶工業(yè)及生產(chǎn)、生活實(shí)際中仍有著廣泛的應(yīng)用。

        (教師請(qǐng)學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,相互交流,回答“阿基米德”原理和“計(jì)算公式”)(略)

        (教師用PPT出示本節(jié)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖,幫助學(xué)生梳理所學(xué))(略)

        課堂評(píng)價(jià)活動(dòng):

        評(píng)價(jià)題1(請(qǐng)學(xué)生考慮“WWW”中的問(wèn)題1,如圖5):

        在一只塑料袋中裝入大半袋水,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出盛水的塑料袋所受的浮力大小。再將塑料袋浸入水中,觀(guān)察浸入過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化。當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的水面相平時(shí),觀(guān)察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),記錄你看到的現(xiàn)象,由此你能得到什么結(jié)論?

        (請(qǐng)兩位學(xué)生上臺(tái)共同探究,并做分析,教師點(diǎn)評(píng),描述現(xiàn)象,剖析現(xiàn)象揭示的原理)

        現(xiàn)象1:塑料袋在浸入水里的過(guò)程中,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸減小。

        結(jié)論1:塑料袋所受的浮力與排開(kāi)的水的體積有關(guān),V排水越大,則F浮越大;說(shuō)明ρ液一定,V排水越大,則F浮越大,與阿基米德原理一致。

        現(xiàn)象2:當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的水面相平時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零。

        結(jié)論2:依據(jù)F浮=G-F,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為零時(shí),則F浮=G袋水;當(dāng)塑料袋中的水面與容器中的水面相平時(shí),G袋水=G排水;所以F浮= G排水??梢?jiàn),該實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證阿基米德原理。

        評(píng)價(jià)題2:遼寧號(hào)航母的正式服役,標(biāo)志著我國(guó)即將擁有一支遠(yuǎn)洋海上打擊力量。以下是遼寧號(hào)航母的一些參數(shù),請(qǐng)計(jì)算它滿(mǎn)載時(shí)所受到的浮力大?。╣取10N/kg)。

        [長(zhǎng)寬\艦長(zhǎng)304米,艦寬70.5米\航速\最高航速32節(jié)\排水量\標(biāo)準(zhǔn)排水量5.7萬(wàn)噸,滿(mǎn)載排水量6.75萬(wàn)噸\]

        (請(qǐng)一名學(xué)生上黑板板書(shū),教師點(diǎn)評(píng),確定解答:依據(jù)阿基米德原理,F(xiàn)浮=G排水=m排水g=6.75×107kg×10N/kg=6.75×108N)

        師:本節(jié)課,我們只是揭開(kāi)了“浮力”的面紗,浮力在實(shí)際生活中還存在著廣泛的應(yīng)用,在后續(xù)學(xué)習(xí)中,我們將繼續(xù)探討。本節(jié)課的作業(yè)是書(shū)本“反思與評(píng)價(jià)”中設(shè)置的題2,請(qǐng)利用題中所提供的器材:溢水杯、小石塊、小桶、彈簧測(cè)力計(jì)、水,設(shè)計(jì)方案驗(yàn)證阿基米德原理。

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