1、3.科学探究：浮力的大小教学目标三维目标要求一、知识与技能知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，会求出浮力的大小。二、过程与方法通过学生实验，探究浮力的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。三、情感态度与价值观通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。教学重点和难点一、教学重点知道阿基米德原理，会计算浮力的大小。二、教学难点知道阿基米德原理，会计算浮力的大小。教学过程情景导入 我们学习物质的密度时说过一个故事：两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结
2、果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在流体中的体积，不就是物体排开流体的体积吗？随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。这次洗澡的偶然实验，总结出了著名的阿基米德原理。原理的内容是什么呢？今天我们大家一起来学习。教学活动一、浮力大小与什么因素有关浸在液体中的物体受到浮力的大小与什么因素有关呢?你有什么猜想？ 学生甲：船运载货物的多少与船的大小有关，我猜想浮力可能与物体的体积有关。学生乙：木头能漂在水面上，铁块会沉入水底，所以我猜想浮力和物体的密度有关。学生丙：浮力是液体中产生的，不同深处，液体压强不同，浮力也可能不同学生丁：液体对物体产生浮力，浮力的大
3、小可能与液体的密度有关。阅读教材P62，做“实验探究：影响浮力大小的因素”。如图10-3-3所示。1.引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？ 根据上面学生的分析、讨论，可得出猜想：猜想1：浮力可能与液体的密度有关。猜想2：浮力可能与物体的密度有关。猜想3：浮力可能与物体浸在液体中的深度有关。猜想4：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。2. 进行实验：强调控制变量法。 在研究一个物理量与另一个物理量的关系时，我们常常运用“控制变量法”，也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系，那么我们必须控制其他的实验条件相同，我们用同一个物体浸入同一种液体中，那么我们就可以研究浮力与物体浸没
4、在液体中的深度的关系了。 验证猜想1：浮力可能与液体的密度有关。取相同的物块，浸入清水和浓盐水中相同的深度。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟液体的密度有关。验证猜想2：浮力可能与物体的密度有关。取相同体积的不同物块，浸入相同深度的清水中。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟物体的密度无关。验证猜想3：浮力可能与物体浸没在液体中的深度有关。取相同物块，浸没在不同深度的清水中。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的深度无关。验证猜想4：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。取相同的物块，分别浸入清水中不同的体积。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。3.在探究结束后
5、，总结出以上各个猜想的正误，引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照教材上的相关部分，看看自己写的和书上的表述哪个更好。 学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。教师总结：实验结果表明：物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。4.启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”，“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”，那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关。 学生分析、讨论作答。二、阿基米德原理由上面的实验探究，进一步分析。学生甲：物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体
6、的体积。学生乙：质量等于密度乘体积。学生丙：可见，上面的结论也可表述为：物体所受浮力的大小与它排开液体质量有关。阅读教材P63，做“实验探究：浮力大小与排开液体的关系”。如图10-3-4（验证阿基米德原理）。1实验器材：溢水杯、弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。思考问题：如何测出石块排开的水所受的重力呢？（1）溢水杯中的水应为多少？（2）先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？2实验步骤：(1)如图所示，测出石块所受的重力G和小桶所受的重力G桶。(2)将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流入小桶中，读出此时弹簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水。(3)用弹簧测力
7、计测出小桶和水的总重力G桶，则排开水的重力G排G总G桶。(4)根据F浮GF弹，算出浮力，与G排比较大小。3实验数据记录表格：石块重G/N小桶重G桶/N石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N小桶和水总重G总/N浮力的大小F浮/N排开水所受重力G排/N4.分析与讨论：通过比较F浮和G排得出结论。结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮)，浮力(F浮)的大小等于被它排开的液体所受的重力(G排)。用公式表示为F浮G排。讲述：上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。实验证明，这个结论对气体同样适用。例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。阅读教材P64，讨论交流：死海
8、之谜。如图10-3-6所示。在死海，海水的密度很高。人们可以轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！你知道这是什么道理吗？提出你的解释。和同学交流。三、阿基米德原理的应用气体和液体都是流体，因此物体在气体中也受到浮力。 无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于排开的水所受的重力。氢气球脱手后会上升，是因为受到空气对它的浮力，因此阿基米德原理也适用于气体。举出在生活中物体受到浮力的例子。 学生举例：轮船受到浮力；热气球、飞艇受到浮力；水里的鱼受到浮力。 四、浮力计算浮力计算的方法： （1）实验室测量浮力的方法可以计算浮力；(称重法) （2）浮力产生的原因可以计算浮力； （压力差法）（3）
9、阿基米德原理可以计算浮力； （公式法）（4）物体的沉浮条件法；（F浮=G物） 例子：书上的例题“橡皮泥块”。 （1） F浮 F1 F2；（2） F浮 F下 F上；（3） F浮 G排。板书设计3.科学探究：浮力的大小教学反思本节我采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，从而更深刻地理解这一原理的内涵，同时有利于学生对科学本质的认识。学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想，然后引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体的重力相等的假设。最后让学生分组进行实验设计和实验操作去验证这一假设。在教学的各个环节中，有意识地促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。
