(二)探究:浮力的大小与哪些因素有关
想一想:船越大,装的货物越多呢,还是船小一些装的货物多些?装载货物的多少跟什么有关呢?
做一做:在水桶里装入半桶水,用手把空的塑料瓶竖直按入水中,体会一下,瓶受到的浮力有什么变化?同时观察水面高度的变化。
议一议:浮力的大小可能跟什么因素有关?
探究:浮力的大小等于什么?
(1)提出问题:浮力的大小等于什么?
(2)猜想:1、 2、 3、……
(3)设计实验:教材上进行的实验方法,是为了验证浮力与什么因素的关系?
提示:先测石块在空气中的重力,再测石块在水中的“重力”,可以得出什么?
测出桶的重力,再测溢出的水和桶的总重,用这两个重力差求出什么量?
(4)进行实验:按教材进行
(5)小结论证:浸在水中的石块所受的浮力与排开水的重力有关。
(一)什么叫浮力?
用测量法研究浮力
教师在讲台上面演示,下面学生实验:
用弹簧测力计完成课本P82第一个“想想做做”。
试着用手将铝块托起,观察弹簧测力计的示数变化。通过比较弹簧测力计前后两次的读数,得出浮力的定义:
“浮力:浸在液体中的物体受到液体向上托的力叫浮力。”
讨论:从这个实验,你能得出什么结论?
(得出:F浮=G物-G视)
思考:浸入水中的物体为什么会受到水的浮力呢?
回忆浸没在水中的柱形石块上下表面所受压强的关系,得出浸没石块所受浮力的原因,再来分析没浸没的木块在水中所受浮力的原因。同时介绍浮力的方向。
演示:松开手后的乒乓球会从水底上升到水面,这是因为乒乓球受到了浮力。
记得初二时同学们学过《死海不死》,哪位同学能告诉我人为什么能躺在水面上看书?同学们还能举出哪些物体能浮在水面上?
将石块投入水中,石块会沉入水中,正在下沉的石块受到水的浮力了吗?
3.情感、态度与价值观:
(6)初步认识科学技术对社会发展的影响;(7)初步建立应用科学知识的意识。
教学重点:浮力的概念及决定浮力大小的因素。
教学难点:浮力产生的原因及沉浮条件的应用。
教学方法:
探究法:通过探究、实验理解浮力的概念及阿基米德原理
分析讨论法:通过对以前知识的再应用,分析浮力产生的原因;利用重力和浮力的关系讨论物体的沉浮条件在实际中的应用。
教学准备:
水槽、大烧杯(作为溢水杯用)、小烧杯(作为小桶)、小石块、细线、弹簧测力计、水、乒乓球等
课时安排:2课时
教学过程设计:
2.过程与方法:
(4)通过观察,了解浮力是怎样产生的;
(5)通过收集、交流关于浮力应用的资料,了解浮力应用的社会价值。
教学目标:
1.知识与技能:
(1)了解浮力是怎样产生的;(2)理解浮力的大小等于什么;(3)知道浮力的应用。
3、反馈和巩固:
这节课教学容量大,所以反馈和巩固主要留待课后完成。如果课堂上有剩余时间,可请同学回顾板书内容,归纳出通过本节课学到的三种测量浮力大小的方法。一是称量法,为下一节课理解阿基米德原理实验作准备。二是受力平衡法,指出悬浮和漂浮的区别。三是求压力差法,指出这是浮力大小的决定式。
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2、讲授新课:
任何物理规律的发现和物理理论的建立都离不开实验。这节课主要采用实验的方法来建立浮力的概念。我将书中图12-2这个演示实验改为学生探索实验,培养了学生动手操作能力、观察能力,增强了他们的感性认识。为了使学生能认识到浮力是液体对物体向上托的力,这里我增加设计一个用手托石块使弹簧秤示数减小这样一个随堂小实验,让学生通过实验概括总结出浮力的概念。在此基础上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。
在研究物体的浮沉条件这个重、难点时,日常生活中一些错误的经验或思维定势会在学生头脑中形成模糊的观念,最突出的是"重的物体下沉,轻的物体上浮"。这里可以演示一个小实验:一根小铁钉在水中下沉,而大木块在水中会上浮,大木块显然比小铁钉重。可能又有一部分同学这时会提出小铁钉下沉是因为铁的密度大。教师可再演示一个小实验:一个废牙膏壳密度没有变,空心时能浮在水面,揉成一团后在水中会下沉。说明密度也不是决定浮沉的条件。这样经过演示,讨论和分析,纠正了错误观点,引导学生从运动和力的关系角度来讨论物体的浮沉条件,对浸没在液体中的物体进行受力分析,抓住比较重力和浮力的大小关系,根据二力合成知识,由学生讨论得出物体的浮沉条件。
这时强调物体上浮、下沉是运动过程,此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部,上浮的结果是浮出液面,最后漂浮在液面。并再演示一下浸没在水中的木头的上浮过程,以加深印象。漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力,容易使学生产生“物体的漂浮与悬浮是一回事或一个物体在同一液体中既漂浮又悬浮”的错误观点,这时我用一个乒乓球和一个空心金属球投入水中分别演示漂浮与悬浮实验。使学生直观比较出漂浮是物体浮在液面的平衡状态,物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态,整个物体浸没在液体中。强调同一个物体在同一液体中既漂浮又悬浮是不可能的。
揭示浮力产生的原因这又是一个重、难点。这时可请同学回顾做过的一个旧实验:六个面扎上橡皮膜的空心正方体,当它浸没在水中时,六个面的橡皮膜均向内凹进,而且前后左右面凹进的程度相同,而下表面比上表面凹进的程度要大。引导学生密切联系原有的液体压强与深度的关系,二力合成、二力平衡等知识,通过由浅入深分层次的分析,把突破难点的过程变成巩固和加深对旧有知识理解应用的过程,变成培养学生分析能力的过程。由学生归纳总结出浮力等于物体受到的向上和向下的压力差。最后再用如下演示实验加以验证:
(1) 将石蜡投入装水的烧杯中,观察其受到浮力是否上浮;
(2) 将石蜡放在另一烧杯底使其和杯底紧密接触,沿杯壁缓慢注水观察其是否上浮从而通过实验证明前面理论分析得到的结论。并指出这也是物理学研究的方法:从实践到理论,再用理论来指导实践。达到从小培养学生研究物理的正确方法的目的。
至此,教材内容已经讲授完毕,浮力作为同学们新认识的一种力,它的三要素也就清楚明了。
根据农村学校学生情况,我继续引导同学们思考课文后的"想想议议",由此引入对决定浮力大小因素的研究。学生经过合理猜想,讨论,设计出探索决定浮力大小因素的实验方案。通过学生分组实验,得出浮力大小与物体浸在液体中的体积有关,与液体的密度有关,与物体浸没后深度改变无关。受时间、器材限制,浮力大小与物体本身密度、形状等因素无关可以通过演示实验加以说明。这样就为下一节学习阿基米德原理留下悬念,作好铺垫,同时也有利于学生形成知识结构。
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