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浮力的物理教案設計
分配學生驗證課題:由于時間關系,而且我們要驗證課題的因素較多,所以我們全班同學分工合作:探究影響浮力的大小因素。一、二、三、四小組同學分別驗證實驗1、2、3、4,做完實驗后把合作探究過程和分析課題的結果向全班匯報,并與其它各小組合作交流、總結判斷:影響浮力大小的因素(投影實驗報告)。
((1)驗證實驗1:取相同體積的鋁塊、鐵塊和銅塊,使其全部沒入水中,用彈簧測力計分別測出浮力。由于三者的密度(物體的重)不同,但浮力相同,故判斷:F浮與物體的密度(物體的重)無關。
(2)驗證實驗2:把同一塊橡皮泥捏成幾種不同形狀,分別用彈簧測力計測其浮力。由于形狀不同,但浮力相同,故判斷:F浮 與物體的形狀無關。
。3 )驗證實驗3:把同一塊膠水瓶浸入的不同液體(水、酒精、鹽水)中,用彈簧測力計測其浮力。由于浸入的液體(密度ρ液))不同,浮力也不同,
故判斷:F浮與浸入的液體密度ρ液有關
(4)驗證實驗4:把膠水瓶浸入小桶的水中,用彈簧測力計測其浮力。由于浸入水中的深度h不同,但浮力相同,故判斷:F浮與浸入的液體深度h無關?赡艹霈F兩種判斷:
A:將彈簧測力計所掛的膠水瓶逐漸浸入水中,發現彈簧測力計的示數逐漸減少,證明F浮與深度h有關,物體浸入液體的深度越大,受到的浮力也越大。
B:將彈簧測力計所掛的膠水瓶逐漸浸入水中,發現彈簧測力計的示數逐漸減少,當膠水瓶完全沒入水中后,繼續增大深度,發現彈簧測力計的示數不變,證明F浮與深度h無關。
師:這兩個結論似乎是矛盾的,這說明物體在部分浸沒過程中不單單是深度h變化,還有更本質的因素有待發現,請同學們進一步觀察與比較一下,上述兩個過程存在什么差異? A在驗證實驗中沒有控制變量一定(即沒有控制浸入液體的體積相同)故判斷錯誤。
師:這兩個結論似乎是矛盾的,這說明物體在部分浸沒過程中不單單是深度h變化,還有更本質的因素有待發現,請同學們進一步觀察與比較一下,上述兩個過程存在什么差異? A在驗證實驗中沒有控制變量一定(即沒有控制浸入液體的體積相同)故判斷錯誤。
師:剛才同學們把飲料瓶逐漸壓入水中,體會感受飲料瓶所受浮力變化,故猜想F浮與浸入液體的體積(或說排開的液體體積V排)可能有關。下面同學們一起驗證實驗5。
。5)驗證實驗5:把膠水瓶浸入的液體中,用彈簧測力計測其浮力。由于浸入液體的體積(或說排開的液體體積V排)不同,浮力也不相同,故判斷:與浸入液體的體積(或說排開的液體體積V排)有關,而與液體深度h無關。
師:通過我們剛才的合作驗證,討論分析判斷,認識到浮力的大小與物體的密度、重、形狀和物體浸入液體的深度h均無關,而與液體的密度ρ液和物體排開的液體體積V排有關。而且由實驗可得液體的密度ρ越大和物體排開的液體體積V排越多,即物體排開液體的重G排液也就越多,可見浮力的大小是與物體排開液體的重G排液有關的。提出問題:F浮與G排液之間是否存在著確定的數量關系呢?若相等?(由F浮=G排液=排液g=ρ液V排液g說明只與ρ液、V排液這兩因素有關),若下相等(F浮≠G排液=排液g=ρ液V排液g說明還有其他因素)?
4、探索F浮與G排液的關系。(投影)
。1)、學生自主猜想:
如何通過實驗來驗證我們的猜想是否正確呢?
。2)、 布置學生討論并設計實驗方案:
實驗需要哪些器材?如何測物體(沉體、浮體)在液體中所受的浮力?如何測物體排開液體的重力?(兩種方法)設計一個實驗記錄表格。
實驗室提供器材:物體(1沉體:膠水瓶、石塊、橡皮泥……2浮體:木塊、蠟塊)、液體(水、酒精、煤油、鹽水……)、大燒杯、塑料杯、塑料盤、彈簧測力計等。說明:這里采用讓學生分組,可用不同的液體做實驗,再歸納出一般結論的方法。組織實驗:桌上有同學們所需要的器材,各小組可按需要選用,我們要親自做實驗來驗證自己的猜想是否正確,看哪個組配合的好、實驗操作熟練、測量數據準確。
(3)、 學生分組實驗:
學生分別對于沉體和浮體討論驗證方案,設計實驗合理后,設計實驗紀錄表格,并按實驗步驟進行實驗:用彈簧測力計分別測出沉體(如膠水瓶)全部浸沒和浮體(如木塊)部分浸沒在液體(如水、鹽水或酒精)中受到的浮力與物體排開液體受到的重。
、賹τ诔馏w(膠水瓶)全部浸沒的記錄表格:(F浮= G-F拉)
膠水瓶的重:
G物= (N) 膠水瓶在液體中受到拉力
F拉= (N) 膠水瓶浸沒在受到的浮力
F浮= (N)
(選用塑料杯重可忽略不計) 膠水瓶排開液體的重
G排液= (N)
、趯εc浮體(木塊)部分浸沒的記錄表格:
木塊的重
G木= (N)
木塊受到的浮力
F浮= (N)
(選用塑料杯重可忽略不計)
木塊排開液體受到的重
G排液= (N)
教師巡視,并幫助學生將實驗順利完成。幾組實驗報告,提問實驗中遇到什么問題?解決方案?
師:剛才我們分別做了不同物體(膠水瓶、木塊、橡皮泥、石塊、蠟塊)在不同液體(如水、酒精、鹽水、煤油)中所受的浮力與這些物體排開液體所受的重力的關系,F在我們歸納一下我們的實驗結論。
。4)、歸納得出阿基米德原理
(投影 )①結論:浸在液體里的物體受到向上的浮力,(在誤差范圍內)浮力的大小等于物體排開液體的重力。這就是浮力定律(即阿基米德原理)的內容,數學公式表示為:F浮=G排=排液g=ρ液V排液g。
、冢淼倪m用范圍:它不僅適用于液體也適用于氣體。
、.簡介阿基米德的發現:投影資料。
(見投影)1、知識要點,有兩種方法可以計算浮力:F浮=G排=排液g=ρ液V排液g和F浮= G-F拉。2、小結課題探究的一般過程。師:今天我們通過自己的努力和同班同學的合作,探究了影響浮力的大小因素和阿基米德原理,同學們表現了很高的熱情與積極探索科學的精神,共同完成了本課學習任務,目前國際上很多領域也采用象我們這樣的合作探究方式探索科學課題,如我國與國際合作探究、交流核科學技術(投影)。
今后我們在學習和工作中要將這種合作探究、學習交流的精神發揚下去。
布置作業
1、完成提綱(達標反饋)
2、實踐性作業:動手制作利用浮力工作的模型(如:輪船、密度計、潛水艇、氣球和飛艇)。
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