萬志成
【摘? 要】浮力知識是初中物理教學中的難點,教師在教學中應該注重實驗和教學方法,讓學生帶著濃厚的學習興趣,主動積極地動手參與實驗的探究過程,并能利用知識解決生活中的相關(guān)現(xiàn)象,實現(xiàn)物理核心素養(yǎng)的提升,從物理走向社會。文章從教學設計思路、教學目標、重點難點、教具準備、教學過程、課堂小結(jié)、作業(yè)布置、板書設計和課后練習等方面,針對視覺思維下《浮力》教學案例進行了研究。
【關(guān)鍵詞】視覺思維;初中物理;教學案例
一、教學設計思路
本節(jié)課以一個小活動作為切入點(將一個乒乓球放到一個較深的杯子中,要求不移動杯子將球拿出來),在課堂教學活動中,通過精心的教學設計、教學互動等讓各種觀點交流碰撞,讓學生通過交流討論、動手實驗,知道下沉的物體受到的浮力,并學會一種求浮力的方法——稱重法。在組織學生探究“浮力的大小跟什么因素有關(guān)”的過程中,通過用彈簧測力計測浮力實驗,讓學生充分認識到浮力的大小與物體排開液體的體積、液體的密度有關(guān)。在探究活動中,由于本部分內(nèi)容較為抽象,可以借助實驗輔助學生理解,同時利用典型例題,讓學生突破本節(jié)課的重難點。
二、教學目標
(1)能表述常見的浮力現(xiàn)象,能初步描述浮力;能對物體進行受力分析,知道浮力的方向是豎直向上的;用彈簧測力計測浮力實驗,掌握“稱重法”測量浮力大小的方法;了解浮力大小與哪些因素相關(guān)。(2)激發(fā)興趣,引導自主探究,通過實驗探究提升概括、分析能力;利用控制變量的思維方法分析解決問題。(3)通過師生互動的探究性實驗,培養(yǎng)學生的物理核心素養(yǎng)、探究精神和小組協(xié)作意識。
三、重點難點
教學重點:(1)通過探究性實驗活動,讓學生深刻理解浮力、浮力的作用。(2)經(jīng)歷探究浮力大小的過程,知道阿基米德原理。
教學難點:(1)讓學生自主探究,分析浮力大小都與哪些因素有關(guān)。(2)在探究性實驗中,讓學生了解阿基米德原理。
四、教具準備
空礦泉水瓶,乒乓球,燒杯,水槽,電子秤,鋁金屬塊(可用裝有重物的小瓶代替),彈簧測力計,水,鹽,多媒體素材。
五、教學過程
活動一:認識浮力
師:將一個乒乓球放入一個較深的空杯中,在不碰到杯子的情況下,如何把乒乓球從杯中取出來呢?
生:灌水,使乒乓球浮起來。(學生上臺演示)
師:我們知道物體都受重力的作用,現(xiàn)在怎么乒乓球沒有掉下去呢?
生:因為乒乓球受到浮力的作用。
師:那浮力到底是怎樣的一種力呢?
現(xiàn)在,大家來一同觀看多媒體上的四幅圖片,并注意思考:
1.僅有液體對物體有浮力嗎?
2.仔細觀察四幅圖,說出浮力的施力物體和受力物體各是什么?
3.浮力感覺上是一個什么樣的力?
4.浮力的方向是指向哪兒的?
小組討論,交流。
師:僅僅是液體對物體有浮力嗎?浮力的施力物體和受力物體分別是什么?
學生舉手回答問題。
師:浮力感覺上是一個什么樣的力?它的方向是指向哪兒的?
教師點明浮力的方向,在黑板上作圖的同時,讓學生嘗試自己畫出受力示意圖。
設計意圖:通過對平衡力、受力示意圖的分析,加深學生對浮力方向的印象。
師:請大家一起來想一想、說一說,生活中還有哪些例子說明物體受到了浮力?
學生舉出生活中的常見例子,如果出現(xiàn)錯誤,比如直升機懸停在空中,教師要注意引導并及時糾正。
活動二:探究下沉的物體是否受到浮力
教師演示(將乒乓球和金屬塊分別放入水中),乒乓球漂浮而金屬塊沉下去了。
師:金屬塊在下沉的過程中受浮力作用嗎?
學生交流并給出討論結(jié)果。
生1:不受浮力,它沉下去了。
生2:受浮力。
師:借助彈簧測力計,你能通過實驗來判斷下沉的物體受到浮力作用嗎?
小組內(nèi)利用水、鋁金屬塊(或裝有重物的小瓶)進行實驗。
教師提醒注意測力計示數(shù)變化。
學生回答書本問題(示數(shù)變小,說明受浮力作用。進一步研究發(fā)現(xiàn),減小的示數(shù)值就是物體所受浮力的大?。?。
師:能否根據(jù)上述實驗找到一種測浮力的方法?
教師運用多媒體展示實驗過程,組織學生完成思考與練習,鞏固稱重法測浮力。
活動三:探究影響浮力的大小的因素
教師演示,將金屬瓶蓋以不同方法放入水中兩次,金屬瓶蓋一次漂浮在水面,一次下沉了。(注意放蓋子的方法就能實現(xiàn)。)
師:同一個物體浸在液體中受到的浮力與什么因素有關(guān)呢?在生活中你對這一現(xiàn)象有什么感知和猜想?(啟發(fā)學生基于生活經(jīng)驗進行思考,表達自己的猜想,并盡可能說出猜想依據(jù)。)
學生結(jié)合生活經(jīng)驗提出自己的猜想。教師對勇于表達自己猜想的學生進行激勵,同時結(jié)合學生對于物體的密度、重力、形狀等因素的猜想,強調(diào)是同一物體在液體中所受的浮力,把探究的重點集中到“液體密度”和“排開液體的體積”上來。
為了更好地印證學生的猜想,教師組織開展實驗探究活動,展示投影。學生依據(jù)投影上的實驗示意圖,進行實驗測量并記錄數(shù)據(jù)。
分組討論,分組實驗。
教師留心觀察學生的實驗過程,適時輔導有疑惑的實驗小組,并進行點撥、提醒。
數(shù)據(jù)分析:
(1)比較①②,說明________。
(2)比較②③,說明________。
(3)比較③④,說明________。
(4)比較④⑤,說明________。
(本實驗要注意鹽水濃度盡量高一些,彈簧測力計使用的是0-2.5N的量程,這樣分度值為0.1N,實驗現(xiàn)象會較為清晰。同時學生可以親身經(jīng)歷實驗過程,提升物理實際操作能力。)
教師進行多媒體展示,組織學生討論“水底下的辯論”,鞏固影響浮力大小的因素。
師:(語言過渡)你想知道浮力大小與液體密度、物體排開液體的體積的具體關(guān)系嗎?其實早在幾千年前,阿基米德提出了有關(guān)物體所受浮力大小的原理——阿基米德原理。下面我們一起來了解“阿基米德原理”的具體內(nèi)容,并嘗試親自動手驗證。
(投影展示阿基米德原理的具體內(nèi)容,解釋該原理中出現(xiàn)的新名詞幫助學生理解。引導學生設計實驗,驗證阿基米德原理。)
大家依據(jù)投影上實驗示意圖,進行實驗測量并將數(shù)據(jù)記入表格。
分析表中的數(shù)據(jù)你可得出的結(jié)論是:浸在液體(或氣體)中的物體所受的浮力大小與(? ? ?)有關(guān)。(通過實驗分析,學生對記錄的數(shù)據(jù)進行分析與歸納,得出結(jié)論。)
板書:
阿基米德原理:F浮=G排液
能力提升:
為驗證阿基米德原理,小明把裝滿水的溢水杯放到臺秤上,溢水杯口下方放置一空容器。用細線系住金屬塊緩慢浸入水中,且不與杯接觸,如圖。從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中臺秤的示數(shù)變化情況是____(選填“變大”“變小”或“保持不變”)。
(與物體放在地面上時的受力情況進行類比,采用“整體法”進行分析,進一步驗證阿基米德原理,加深學生對此原理的理解。)
六、課堂小結(jié)
這節(jié)課學到了什么?學生交流本節(jié)課有哪些收獲?教師最后根據(jù)板書內(nèi)容簡要概括。
七、作業(yè)布置
1.課后練習。
2.查閱資料了解阿基米德及其故事。
八、板書設計
§10-4浮力
(一)浮力
1.定義:浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體向上的托力。
2.方向:豎直向上。
3.稱重法測量浮力的大?。篎浮=G-F示。
(二)影響浮力大小的因素
排開液體的體積及液體的密度。
(三)阿基米德原理:F浮=G排液
九、課后練習
1.將同一塊金屬塊分別浸入純水、酒精和濃鹽水中時,所受浮力(? ? ?)
A.水中所受浮力最大? B.酒精中所受浮力最大
C.濃鹽水中所受浮力最大? D.所受浮力一樣大
2.某同學在使用彈簧測力計測浸在液體中石塊受到的浮力的實驗中,把石塊掛在彈簧測力計下,將石塊慢慢浸入水中,并浸沒到一定深度,在此過程中,彈簧測力計的讀數(shù)(? ? )
A.先逐漸減小,后保持不變
B.先逐漸減小,后逐漸增大
C.先逐漸增大,后保持不變
D.先逐漸增大,后逐漸減小
3.在探究“浮力的大小等于什么”的實驗中,下圖所示的四個步驟,操作順序應是(?)
(基金項目:本文系淮安市“十三五”教育科學規(guī)劃“圖形結(jié)合在初中物理教學設計中的應用研究”課題。)