《浮力》教學設計及反思

2023-01-28 21:18:07 字數 4898 閱讀 2693

請同學們從日常生活和常見的自然現象中舉例說明浸入液體中的物體受到浮力。如:水中的游魚、游泳的人、漂浮的物體、沉入水中的物體等,在氣體中的物體同樣也受到氣體的浮力,如:

空氣的浮力等。浸入液體(或氣體)中的物體受到浮力,那麼浮力產生的原因是什麼嗎?

浮體演示實驗2:木塊(實心體)在液體中上浮(多**演示)。(說明:動態觀察、創設情景、激發思維)

1、浮力產生的原因(互動1)

學生討論並啟發答出:立方體木塊浸沒在水中,左右兩個側面和前後兩個側面相對應的部位,距液面的深度相同,水對它們的壓強相等。因而它的左右兩側面和前後兩側面,受到的壓力大小相等、方向相反,互相平衡,而由於立方體上表面距液面的深度小於下表面距液面的深度,所以它們受到水的壓強不同。

下表面受到水的壓強大於上表面受到水的壓強。上下表面積相等,據p=f/s得f=ps可知,下表面受到水的豎直向上的壓力大於上表面受到水的豎直向下的壓力,所以上下表面受到的壓力差就是產生浮力的原因。

師:球體或無規則物體雖然沒有象立方體有明顯的上下表面,但它們受到浮力的原因也是由於上部下部表面受到壓力的合力產生的。

2.浮力概念的建立(互動2)

剛才我們看到的橡皮球和木塊浸入水中後都受到浮力,那麼請問:它們上浮後,漂浮在水中靜止有否受到豎直向上的浮力作用?(有!

因為處靜止狀態,據受平衡力條件可以知道f浮=g物,方向與重力方向相反:豎直向上)。下面請看:

沉體演示1:金屬球在中下沉

沉體演示2:膠水瓶在煤油水中下沉提問(1):那麼浸在液體中的金屬球和膠水瓶是否受到浮力的作用?(針對學生思維障礙提出問題,進一步激發思維)

提問(2):如何判定金屬球和膠水瓶是否受到向上浮力的作用?

請同學們討論判定方案:把金屬球或膠水瓶吊在彈簧測力計的下面,在讓它們浸入水中,比較前後兩次的讀數,如果示數減少了,則說明金屬球或膠水瓶受到向上浮力的作用。且減少量就是浮力的大小,即(f浮= g-f拉)。

這也是測量浮力的方法。我們把這種方法叫稱量法:f浮= g-f拉 (板書) , 並讓學生實驗。

提問幾組:膠水瓶有否受到向上浮力的作用,膠水瓶受到浮力多大?

結論:浸在水中的金屬球和膠水瓶也受到浮力的作用。

總結歸納得出浮力的初步概念:浸在液體(或氣體)中的物體受到豎直向上的托力,這個力叫做浮力。f浮= g-f拉

說明:從「上浮」到「下沉」,從「浸沒」到「部分浸在」,從水到其它液體,改變實驗條件,異中求同比較,提供歸納素材。通過歸納,培養學生從特殊到一般的初步得出浮力的初步概念能力。

浮力是一種力,施力物體是液體(或氣體),其大小的單位也是牛頓,方向豎直向上;那麼浮力的大小:在什麼情況物體受到的浮力大?什麼情況物體受到的浮力小?

閱讀實踐教材p82 「想想做做」 引入研究課題。

3、**浮力的大小可能與什麼因素有關?

實驗1材料:一團橡皮泥、水、玻璃球

步驟:把橡皮泥捏成不同形狀,放在水中,觀察其浮沉情況。把橡皮泥造成船上面加重物(玻璃球),比一比,看誰能裝載更多的重物.提出怎麼裝載更多的重物?

(解決問題)。引出浮力的大小可能與什麼因素有關的問題?

實驗2材料:飲料瓶、小桶、水

步驟:把飲料瓶逐漸壓入水中,注意手的感受,體會飲料瓶所受浮力及其變化,從感受及觀察到的現象提出浮力的大小可能與什麼因素有關的問題?(投影)

學生自主猜測可能的因素:物體的密度ρ物(物體的重)、物體的形狀、深度h、浸入的液體密度、浸入液體的體積(或說排開的液體體積v排)、排開的液體重等。

師:同學們的猜想都有自己的道理,這些因素是否都會影響浮力的大小呢?今天我們也要象科學工作者一樣,用實驗驗證我們的猜想是否正確。

同學們討論設計下面驗證的實驗方案:

驗證實驗1:請設計乙個檢驗f浮與物體的密度ρ物(物體的重)有否關係的實驗。

驗證實驗2:請設計乙個檢驗f浮與物體的形狀有否關係的實驗。

驗證實驗3:請設計乙個檢驗f浮與浸入的液體密度ρ液有否關係的實驗。

驗證實驗4:請設計檢驗f浮與浸入的液體深度h有否關係的實驗。

驗證實驗5:檢驗f浮與浸入液體的體積(或說排開的液體體積v排有否關係的實驗。

分配學生驗證課題:由於時間關係,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:**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,做完實驗後把合作**過程和分析課題的結果向全班匯報,並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。由於三者的密度(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。由於形狀不同,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。由於浸入的液體(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。由於浸入水中的深度h不同,但浮力相同,故判斷:f浮與浸入的液體深度h無關。可能出現兩種判斷:

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後,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麼差異? a在驗證實驗中沒有控制變數一定(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麼差異? a在驗證實驗中沒有控制變數一定(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。由於浸入液體的體積(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係呢?若相等?

(由f浮=g排液=m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=m排液g=ρ液v排液g說明還有其他因素)?

4、探索f浮與g排液的關係。(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)、 布置學生討論並設計實驗方案:

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)設計乙個實驗記錄**。

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:這裡採用讓學生分組,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、測量資料準確。

(3)、 學生分組實驗:

學生分別對於沉體和浮體討論驗證方案,設計實驗合理後,設計實驗紀錄**,並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。

①對於沉體(膠水瓶)全部浸沒的記錄**:(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)

②對與浮體(木塊)部分浸沒的記錄**:

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,並幫助學生將實驗順利完成。幾組實驗報告,提問實驗中遇到什麼問題?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係。現在我們歸納一下我們的實驗結論。

(4)、歸納得出阿基公尺德原理

(投影 )①結論:浸在液體裡的物體受到向上的浮力,(在誤差範圍內)浮力的大小等於物體排開液體的重力。這就是浮力定律(即阿基公尺德原理)的內容,數學公式表示為:

f浮=g排=m排液g=ρ液v排液g。

②.原理的適用範圍:它不僅適用於液體也適用於氣體。

③.簡介阿基公尺德的發現:投影資料。

八、學習小結(見投影)1、知識要點,有兩種方法可以計算浮力:f浮=g排=m排液g=ρ液v排液g和f浮= g-f拉。2、小結課題**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,**了影響浮力的大小因素和阿基公尺德原理,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採用象我們這樣的合作**方式探索科學課題,如我國與國際合作**、交流核科學技術(投影)。

今後我們在學習和工作中要將這種合作**、學習交流的精神發揚下去。

一、引入新課

多****「文彥博樹洞取球」的**動畫,回答問題:文彥博用什麼方法把掉進樹洞中的球取出來?是什麼力把皮球托出樹洞?

《浮力》教學設計及反思

陝西省白水縣田家炳實驗中學奚治國 教學目標 1.知識與技能 認識浸沒在液體和氣體裡的物體都受到浮力 理解浮力的大小等於什麼 2.過程與方法 通過實驗體驗浮力的廣泛存在 通過 理解f浮 g排 體驗由 實踐 理論 實驗 實踐 的 過程。3.情感 態度 價值觀 認識浮力對社會發展的影響,通過了解輪船擱淺的...

《浮力》教學設計及反思

一 在水中下沉的物體也受浮力嗎?問題 首先讓學生將石塊 木塊 曲別針 桌球放入盛水的燒杯,觀察實驗現象,發現木塊 桌球在水面漂浮,而石塊 曲別針卻沉入燒杯的底部。學生通過觀察有了感性認識後向學生提出問題 在水中下沉的物體也受浮力嗎?猜想和假設 學生以小組為單位討論在水中下沉的物體是否受水對它的浮力。...

《浮力》教學設計與反思

教學目標設計 1 知識與技能 了解浮力是怎樣產生的 理解浮力的大小等於什麼。2 過程與方法 通過觀察,了解浮力是怎樣產生的 經歷探索浮力大小過程 從日常生活現象入手,培養學生分析概括能力 解決問題能力與動手操作能力。3 情感態度與價值觀 培養學生樂於探索生活中物理知識的興趣 培養學生大膽猜想,在實驗...