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浮力的物理教案設(shè)計
分配學生驗證課題:由于時間關(guān)系,而且我們要驗證課題的因素較多,所以我們?nèi)嗤瑢W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(jié)果向全班匯報,并與其它各小組合作交流、總結(jié)判斷:影響浮力大小的因素(投影實驗報告)。
。ǎ1)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(guān)。
。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(guān)。
。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(guān)
。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(guān)?赡艹霈F(xiàn)兩種判斷:
A:將彈簧測力計所掛的膠水瓶逐漸浸入水中,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)逐漸減少,證明F浮與深度h有關(guān),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(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)逐漸減少,當膠水瓶完全沒入水中后,繼續(xù)增大深度,發(fā)現(xiàn)彈簧測力計的示數(shù)不變,證明F浮與深度h無關(guān)。
師:這兩個結(jié)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(zhì)的因素有待發(fā)現(xiàn),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(jié)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(zhì)的因素有待發(fā)現(xiàn),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(guān)。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(guān),而與液體深度h無關(guān)。
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(guān),而與液體的密度ρ液和物體排開的液體體積V排有關(guān)。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(guān)的。提出問題:F浮與G排液之間是否存在著確定的數(shù)量關(guān)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(guān)),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(guān)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(shè)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(shè)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(jié)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(shù)據(jù)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(shè)計實驗合理后,設(shè)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。
①對于沉體(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(guān)系。現(xiàn)在我們歸納一下我們的實驗結(jié)論。
。4)、歸納得出阿基米德原理
。ㄍ队 )①結(jié)論:浸在液體里的物體受到向上的浮力,(在誤差范圍內(nèi))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(nèi)容,數(shù)學公式表示為:F浮=G排=排液g=ρ液V排液g。
②.原理的適用范圍:它不僅適用于液體也適用于氣體。
③.簡介阿基米德的發(fā)現(xiàn):投影資料。
。ㄒ娡队埃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(jié)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(xiàn)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(wù),目前國際上很多領(lǐng)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(shù)(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(fā)揚下去。
布置作業(yè)
1、完成提綱(達標反饋)
2、實踐性作業(yè):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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