浮力探究式教案.docx

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浮力探究式教案

浮力——探究式教案（第1稿）

翠竹中学物理组许政卫

一、教学目标

根据大纲要求和全面提高学生素质的需要，现确定第一教时教学目标如下：

知识目标：

1．了解浮力（包括浮力的方向、施力物体、浮力的单位）。

2、了解浮力产生的原因和影响浮力的大小因素。

3．理解计算浮力的两种方法（即阿基米德原理和称重法）。

技能目标：

学会用弹簧测力计测量浮力，初步掌握利用探索性实验研究物理问题，并归纳出物理规律的一般方法，培养学生分析排除、归纳整理数据的能力。

情感目标：

结合教学对学生进行科学方法的教育和培养学生实事求是的科学态度。

同时通过介绍科学家的贡献，鼓励学生树立刻苦钻研、大胆探索科学真理的精神。

二．教学重、难点教学重点：

1、教学重点：

探究影响浮力的大小因素和阿基米德原理

2、教学难点：

启发探究影响浮力的大小因素和阿基米德原理时的科学方法

三、教学的关键：

以方法教育引路，以学生思维障碍为突破口，针对性地安排实验探索。

四、教法与学法：

作为探究自然科学的规律课，过程一般是

本节内容要突破重、难点的方法与措施也不例外，因为无论从方法论的角度还是对具体的探索实践中获得信息的分析，都表明这是行之有效的路径，因此，本课的教法主要是“开放情境、引导探究”，而学法主要是让学生“亲身体验，自主猜想、合作探究、分析归纳、得出规律”。

五、教学策略

教材中是一个探索性演示实验，但由于教师的演示实验可见度较小，即使让一些学生上讲台参与，仍不利于满足大多数学生的求知心理，也不利于发挥学生的主体作用和方法教育的实施。

故相应策略：

1．把演示实验改为并进式实验：

即有演示实验又有学生实验。

2．通过分工合作和多次实验，以筛选影响浮力大小的因素和获得不同条件下F浮与G排液的数值关系，并运用实验验证和归纳法为得出一般规律提供必要的素材。

六、教具准备

除了教师演示用装置外，还给每组学生准备了一小桶水，橡皮泥一块、饮料瓶、弹簧秤、烧杯和溢水杯各一个，塑料杯，塑料盘，胶水瓶，木块、同体积的铝块、铁块和铜块各一，水、酒精、盐水三种液体各一杯，细线等供选用等。

七、教学过程设计

（一）、引入新课：

提问复习液体内部压强的特点引入新课。

浮体演示实验1：

橡皮球（空心体）在液体中上浮。

请同学们从日常生活和常见的自然现象中举例说明浸入液体中的物体受到浮力。

如：

水中的游鱼、游泳的人、漂浮的物体、沉入水中的物体等，在气体中的物体同样也受到气体的浮力，如：

空气的浮力等。

浸入液体（或气体）中的物体受到浮力，那么浮力产生的原因是什么吗？

浮体演示实验2：

木块（实心体）在液体中上浮（多媒体演示）。

（说明：

动态观察、创设情景、激发思维）

（二）．新课讲授

1、浮力产生的原因（互动1）

学生讨论并启发答出：

立方体木块浸没在水中，左右两个侧面和前后两个侧面相对应的部位，距液面的深度相同，水对它们的压强相等。

因而它的左右两侧面和前后两侧面，受到的压力大小相等、方向相反，互相平衡，而由于立方体上表面距液面的深度小于下表面距液面的深度，所以它们受到水的压强不同。

下表面受到水的压强大于上表面受到水的压强。

上下表面积相等，据P=F/S得F=PS可知，下表面受到水的竖直向上的压力大于上表面受到水的竖直向下的压力，所以上下表面受到的压力差就是产生浮力的原因。

师：

球体或无规则物体虽然没有象立方体有明显的上下表面，但它们受到浮力的原因也是由于上部下部表面受到压力的合力产生的。

2．浮力概念的建立（互动2）

刚才我们看到的橡皮球和木块浸入水中后都受到浮力，那么请问：

它们上浮后，漂浮在水中静止有否受到竖直向上的浮力作用？

（有！

因为处静止状态，据受平衡力条件可以知道F浮=G物，方向与重力方向相反：

竖直向上）。

下面请看：

沉体演示1：

金属球在中下沉

沉体演示2：

胶水瓶在煤油水中下沉提问

（1）：

那么浸在液体中的金属球和胶水瓶是否受到浮力的作用？

（针对学生思维障碍提出问题，进一步激发思维）

提问

（2）：

如何判定金属球和胶水瓶是否受到向上浮力的作用？

请同学们讨论判定方案：

把金属球或胶水瓶吊在弹簧测力计的下面，在让它们浸入水中，比较前后两次的读数，如果示数减少了，则说明金属球或胶水瓶受到向上浮力的作用。

且减少量就是浮力的大小，即（F浮=G-F拉）。

这也是测量浮力的方法。

我们把这种方法叫称量法：

F浮=G-F拉（板书），并让学生实验。

提问几组：

胶水瓶有否受到向上浮力的作用，胶水瓶受到浮力多大？

结论:

浸在水中的金属球和胶水瓶也受到浮力的作用。

总结归纳得出浮力的初步概念：

浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的托力，这个力叫做浮力。

F浮=G-F拉

说明：

从“上浮”到“下沉”，从“浸没”到“部分浸在”，从水到其它液体，改变实验条件，异中求同比较，提供归纳素材。

通过归纳，培养学生从特殊到一般的初步得出浮力的初步概念能力。

浮力是一种力，施力物体是液体（或气体），其大小的单位也是牛顿，方向竖直向上；那么浮力的大小：

在什么情况物体受到的浮力大？

什么情况物体受到的浮力小？

阅读实践教材P82“想想做做”引入研究课题。

3、探究浮力的大小可能与什么因素有关？

　实验1材料：

一团橡皮泥、水、玻璃球

　　步骤：

把橡皮泥捏成不同形状，放在水中，观察其浮沉情况。

把橡皮泥造成船上面加重物（玻璃球），比一比，看谁能装载更多的重物．提出怎么装载更多的重物？

（解决问题）。

引出浮力的大小可能与什么因素有关的问题？

实验2材料：

饮料瓶、小桶、水

步骤：

把饮料瓶逐渐压入水中，注意手的感受，体会饮料瓶所受浮力及其变化，从感受及观察到的现象提出浮力的大小可能与什么因素有关的问题？

（投影）

学生自主猜测可能的因素：

物体的密度ρ物（物体的重）、物体的形状、深度h、浸入的液体密度、浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）、排开的液体重等。

师：

同学们的猜想都有自己的道理，这些因素是否都会影响浮力的大小呢？

今天我们也要象科学工作者一样，用实验验证我们的猜想是否正确。

同学们讨论设计下面验证的实验方案：

验证实验1：

请设计一个检验F浮与物体的密度ρ物（物体的重）有否关系的实验。

验证实验2：

请设计一个检验F浮与物体的形状有否关系的实验。

验证实验3：

请设计一个检验F浮与浸入的液体密度ρ液有否关系的实验。

验证实验4：

请设计检验F浮与浸入的液体深度h有否关系的实验。

验证实验5：

检验F浮与浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）--------：

有否关系的实验。

分配学生验证课题：

由于时间关系，而且我们要验证课题的因素较多，所以我们全班同学分工合作：

探究影响浮力的大小因素。

一、二、三、四小组同学分别验证实验1、2、3、4，做完实验后把合作探究过程和分析课题的结果向全班汇报，并与其它各小组合作交流、总结判断：

影响浮力大小的因素（投影实验报告）。

（

（1）验证实验1：

取相同体积的铝块、铁块和铜块，使其全部没入水中，用弹簧测力计分别测出浮力。

由于三者的密度（物体的重）不同，但浮力相同，故判断：

F浮与物体的密度（物体的重）无关。

（2）验证实验2：

把同一块橡皮泥捏成几种不同形状，分别用弹簧测力计测其浮力。

由于形状不同，但浮力相同，故判断：

F浮与物体的形状无关。

（3）验证实验3：

把同一块胶水瓶浸入的不同液体（水、酒精、盐水）中，用弹簧测力计测其浮力。

由于浸入的液体（密度ρ液））不同，浮力也不同，

故判断：

F浮与浸入的液体密度ρ液有关

（4）验证实验4：

把胶水瓶浸入小桶的水中，用弹簧测力计测其浮力。

由于浸入水中的深度h不同，但浮力相同，故判断：

F浮与浸入的液体深度h无关。

可能出现两种判断：

A：

将弹簧测力计所挂的胶水瓶逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐减少，证明F浮与深度h有关，物体浸入液体的深度越大，受到的浮力也越大。

B：

将弹簧测力计所挂的胶水瓶逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐减少，当胶水瓶完全没入水中后，继续增大深度，发现弹簧测力计的示数不变，证明F浮与深度h无关。

师：

这两个结论似乎是矛盾的，这说明物体在部分浸没过程中不单单是深度h变化，还有更本质的因素有待发现，请同学们进一步观察与比较一下，上述两个过程存在什么差异？

A在验证实验中没有控制变量一定（即没有控制浸入液体的体积相同）故判断错误。

师：

这两个结论似乎是矛盾的，这说明物体在部分浸没过程中不单单是深度h变化，还有更本质的因素有待发现，请同学们进一步观察与比较一下，上述两个过程存在什么差异？

A在验证实验中没有控制变量一定（即没有控制浸入液体的体积相同）故判断错误。

师：

刚才同学们把饮料瓶逐渐压入水中，体会感受饮料瓶所受浮力变化，故猜想F浮与浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）可能有关。

下面同学们一起验证实验5。

（5）验证实验5：

把胶水瓶浸入的液体中，用弹簧测力计测其浮力。

由于浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）不同，浮力也不相同，故判断：

与浸入液体的体积（或说排开的液体体积V排）有关，而与液体深度h无关。

师：

通过我们刚才的合作验证，讨论分析判断，认识到浮力的大小与物体的密度、重、形状和物体浸入液体的深度h均无关，而与液体的密度ρ液和物体排开的液体体积V排有关。

而且由实验可得液体的密度ρ越大和物体排开的液体体积V排越多，即物体排开液体的重G排液也就越多，可见浮力的大小是与物体排开液体的重G排液有关的。

提出问题：

F浮与G排液之间是否存在着确定的数量关系呢？

若相等？

（由F浮=G排液=m排液g=ρ液V排液g说明只与ρ液、V排液这两因素有关），若下相等（F浮≠G排液=m排液g=ρ液V排液g说明还有其他因素）？

4、探索F浮与G排液的关系。

（投影）

（1）、学生自主猜想：

如何通过实验来验证我们的猜想是否正确呢？

（2）、布置学生讨论并设计实验方案：

实验需要哪些器材？

如何测物体（沉体、浮体）在液体中所受的浮力？

如何测物体排开液体的重力？

（两种方法）设计一个实验记录表格。

实验室提供器材：

物体（1沉体：

胶水瓶、石块、橡皮泥……2浮体：

木块、蜡块）、液体（水、酒精、煤油、盐水……）、大烧杯、塑料杯、塑料盘、弹簧测力计等。

说明：

这里采用让学生分组，可用不同的液体做实验，再归纳出一般结论的方法。

组织实验：

桌上有同学们所需要的器材，各小组可按需要选用，我们要亲自做实验来验证自己的猜想是否正确，看哪个组配合的好、实验操作熟练、测量数据准确。

（3）、学生分组实验：

学生分别对于沉体和浮体讨论验证方案，设计实验合理后，设计实验纪录表格，并按实验步骤进行实验：

用弹簧测力计分别测出沉体（如胶水瓶）全部浸没和浮体（如木块）部分浸没在液体（如水、盐水或酒精）中受到的浮力与物体排开液体受到的重。

①对于沉体（胶水瓶）全部浸没的记录表格：

（F浮=G-F拉）

胶水瓶的重：

G物=（N）胶水瓶在液体中受到拉力

F拉=（N）胶水瓶浸没在受到的浮力

F浮=（N）

（选用塑料杯重可忽略不计）胶水瓶排开液体的重

G排液=（N）

②对与浮体（木块）部分浸没的记录表格：

木块的重

G木=（N）

木块受到的浮力

F浮=（N）

（选用塑料杯重可忽略不计）

木块排开液体受到的重

G排液=（N）

教师巡视，并帮助学生将实验顺利完成。

几组实验报告，提问实验中遇到什么问题？

解决方案？

师：

刚才我们分别做了不同物体（胶水瓶、木块、橡皮泥、石块、蜡块）在不同液体（如水、酒精、盐水、煤油）中所受的浮力与这些物体排开液体所受的重力的关系。

现在我们归纳一下我们的实验结论。

（4）、归纳得出阿基米德原理

（投影）①结论：

浸在液体里的物体受到向上的浮力，（在误差范围内）浮力的大小等于物体排开液体的重力。

这就是浮力定律（即阿基米德原理）的内容，数学公式表示为：

F浮=G排=m排液g=ρ液V排液g。

②．原理的适用范围：

它不仅适用于