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影响浮力大小的因素之
     教学设计方案

  ㈠ 教学目标
  1、知识与技能
  通过实验探究,认识浮力,知道浸在液体中的物体受到液体向上托的力叫浮力,知道浮力的方向是竖直向上;通过学生实验探究,知道浮力的大小和哪些因素有关。
  2、过程与方法
  通过实验探究认识浮力的过程,培养学生的观察和分析能力;通过学生实验探究认识浮力大小与哪些因素有关,培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力,培养学生有步骤进行实验的条理性。
  3、情感、态度和价值观
  通过实验探究,培养学生尊重科学、事实求是的科学态度;通过实验探究过程的合作和交流,培养学生的交流意识、合作精神与能力。

  ㈡ 探究课教学的重点和难点
  学生对影响浮力大小因素的猜想的梳理和制定计划探究。

  ㈢ 仪器材料准备
  教师演示:多媒体课件、水槽,弹簧秤,兵乓球、钩码 、鸡蛋、盐水。
  学生分组实验:弹簧秤、烧杯(两个)、水、煤油、等体积的铁块、铝块各一个、不同体积的铁块或铝块一个、兵乓球、细线。

  ㈣ 探究课教学过程
  1、创设情景,引入课题
  情景1:我国有着近18000公里的海岸线和300万平方公里的海洋领土,为保卫它们我们需要威武的航空母舰(用多媒体展示图片),航空母舰这一庞然大物加上舰上的飞机、大炮,总质量超过10万吨。

  师:为什么航空母舰没有沉到海底呢?
生:(学生根据生活经验得出:水对船有浮力。)
师:那么什么是浮力?那些物体受到了浮力呢?
实验演示1:将乒乓球放入水中,乒乓球会漂浮在水面上。说明什么问题?
生:说明乒乓球受到向上的浮力;
(请学生画出乒乓球受力示意图)
师:浮在水面的物体要受到浮力的作用,在水中下沉的物体会受到浮力的作用吗?
生1:不受;(一部分同学存在的错误看法)
生2:要受;
(更多的同学茫然,找到了课堂中的知识增长点)
师:上面同学的看法对不对?能不能设计实验加以验证?
(激起学生的积极思考,对呀,我们赶快设计实验)
生:我有办法了。将一个钩码放在水中,钩码会沉入水中。现在我用弹簧秤先测出钩码的重,然后用弹簧秤拉着钩码慢慢浸入水中,观察弹簧秤的读数的变化,就可以判断是否受到浮力的作用。
下面请一位同学演示。
生:该办法还能测出浮力的大小。
师:非常好。教师进行总结得出浮力的概念和方向及计算浮力的一种方法:差量法。

  2、创设情景,提出探究问题
  情景2:某同学家里利用盐水淹鸡蛋,他把鸡蛋放在水里,看到鸡蛋沉下去,在水里加入足量食盐后,鸡蛋竟然浮起来,从这种生活现象中你能提出哪些值得研究的探究性的课题?

  生:经学生讨论、交流,提出研究的课题:浮力大小与哪些因素有关?
师:针对同学们提出的课题,根据你们已有的知识经验,能作出关于影响浮力大小因素的猜测?要求学生讲出你猜测的理由或根据什么现象。
(让学生自己猜测,有利于培养学生的发散思维,有利于进行开放性学习,这是本节课第一个重点。)
生1:浮力的大小与物体在液体中的深度有关,因为我把皮球往水里按时,越往下按越吃力。
生2:浮力的大小与物体的质量有关,因为木块放在水里会浮上来,而铁块放在水里会沉下去。
生3:“不对,如果把一个质量比铁块大的木块放在水里,还是木块浮在水面上,铁块沉下去,所以猜想2不成立。”应该是:浮力的大小与物体的密度有关。
生4:物体受到的浮力与液体的总质量有关,因为我在浴缸里洗澡,我能坐到底部,而我在较深的河里面却站不到河底。
生5:浮力的大小与物体的体积有关,因为大轮船能容纳很多人,而小轮船却容纳的人就少。
生6:浮力的大小与液体的密度有关。因为刚才老师说的盐水淹蛋,蛋会浮起,而在水里沉下去,浮力大小可能跟液体密度有关。
(这时学生争着举手,积极思考,课堂气氛相当活跃。)
老师对学生的猜想给予及时的表扬和鼓励,但不作正确与否的判断。而引导学生对每个因素分析处理,使实验在有利于突出主要因素、排除干扰的条件下进行。
师:在物体的质量、体积、密度三个因素中,因为质量=密度X体积,所以只保留质量因素;而液体只保留浸入深度、物体的横截面与物体排开液体的体积三个因素中,因为排开液体的体积=浸入深度X物体的横截面,所以只保留排开液体的体积因素;现在影响浮力的因素集中为四个,既浮力与 ① 物体的质量、② 液体的密度、③ 排开液体的体积、④ 物体浸没的深度的关系。明确研究的问题之后,教师马上引导学生思考,要研究一个量与四个量的关系,采用什么办法?学生积极回答,要用控制变量法。具体怎样实验呢?

  3、设计实验,收集数据
  (设计实验方案,学生主动探究,收集实验数据,分析得出结论,是本节课的第二个重点)
  师:同学们的生活经验很丰富,那么我们如何证明你的猜想是正确的呢?
  生:做实验。
  师:好。现在我们前后两桌4人为一个研究小组,自我推荐产生小组长,选择一个猜想,设计实验方案,经小组讨论,与其它各组交流,修改自己的实验方案,填写实验报告单,并归纳得出实验结论。
  4、学生实验,教师巡视,并给以指导
  1、2小组同学的研究问题是浮力与 ① 物体质量的关系;设计的方案是:选取两个外型完全相同的铁、铝圆柱体,先后用弹簧秤分别测出在空气中、完全浸没在水中弹簧秤的读数,根据差量法计算出两个圆柱体受到浮力的大小,将测量的数据填入表格中。
实验1:探究浮力与物体质量的关系表(控制液体的密度、排开液体的体积、物体浸没的深度)


探究对象

物体的质量
m(kg)

空气中弹簧秤示数F1(N)

浸没在水中弹簧秤示数F2(N)

浮力大小(N)

铁圆柱体

 

 

 

 

铝圆柱体

 

 

 

 

  结论;
  3、4小组同学的研究问题是浮力与 ② 液体的密度的关系;设计的方案是:选取一个铁圆柱体,先后用弹簧秤分别测出在空气中、完全浸没在水中、完全浸没在煤油中弹簧秤的读数,根据差量法计算出两次受到浮力的大小,将测量的数据填入表格中。
实验2:探究浮力与液体密度的关系表(控制物体的质量、排开液体的体积、物体浸没的深度)


探究对象

空气

煤油

水中浮力(N)

煤油中浮力(N)

弹簧秤示数F(N)

 

 

 

 

 

  结论;
  5、6小组同学的研究问题是浮力与 ③ 排开液体体积的关系;设计的方案是:选取一个铁圆柱体,先后用弹簧秤分别测出在空气中、小部分浸没在水中、大部分浸没在水中弹簧秤的读数,根据差量法计算出两次受到浮力的大小,将测量的数据填入表格中。
实验3:探究浮力与排开液体体积的关系表(控制物体的质量、液体的密度、物体浸没的深度)


探究对象

空气中

圆柱体浸入水中小

圆柱体浸入水中大

浮力大小(N)

弹簧秤示数F(N)

 

 

 

 

  结论;
  7、8小组同学的研究问题是浮力与 ④ 物体浸没的深度的关系;设计的方案是:选取一个铁圆柱体,先后用弹簧秤分别测出在空气中、浸没在水中较浅、浸没在水中较深弹簧秤的读数,根据差量法计算出两次受到浮力的大小,将测量的数据填入表格中。
实验4:探究浮力与物体浸没的深度的关系表(控制物体的质量、液体的密度、物体排开液体的体积)


探究对象

空气中

浸没较浅

浸没较深

浮力大小(N)

弹簧秤示数F1(N)

 

 

 

 

  结论;
  5、汇报展示,表达交流
  学生根据自己的实验和收集到的数据,分别请代表上台展示操作,展示数据表格,交流得到的结论,培养学生的思维能力和表达能力。
(操作展示的过程略)
  交流的实验结论:
  结论一:浮力的大小与物体的质量无关。
  结论二:浮力的大小与液体的密度有关。
  结论三:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
  结论四:浮力的大小与物体浸没的深度无关。
  这样,学生通过自己的猜想、实验、交流,得出浮力的大小与液体的密度和浸在液体里的体积有关这个结论。此时,这节课的重点、难点已突破,已解决。浮力的大小与液体的密度和浸在液体里的体积有什么样的关系?待下一节课继续探究。

  ㈤ 板书设计

  探究浮力的影响因素

  1、在水面上的物体要受到浮力的作用;
  2、水中下沉的物体要受到浮力的作用;
  3、用差量法可以测出浮力的大小;
  4、影响浮力的因素有哪些?
   ⑴ 猜想:
   ⑵ 探究问题;
   ⑶ 分组实验:设计实验方案、设计实验表格、收集实验数据、分析数据、得出结论;
    ⑷ 汇报展示,表达交流;
  5.影响浮力的因素:液体的密度、排开液体的体积。

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