探究浮力的大小（教学设计）

沪粤版初中物理九年级（上册）112探究浮力的大小知识目标：1知道浮力大小跟哪些因素有关。2知道怎么测算浮力的大小，理解阿基米德原理，能用阿基米德原理解决实际问题。技能目标：通过自我探究使学生学会对物理现象的探究，学会在探究中获得知识。情感目标：通过探究学会合作，学会学习，培养相互协作的精神。教学重点：通过探究知道浮力大小跟哪些因素有关。理解阿基米德原理，并用它来解决实际问题。教学难点：培养学生的自我探究能力。教学资源：多媒体投影设备，基本教学器材，自制仪器，自制课件教学设计思路：首先通过图片的展示使学生产生不同情况下浮力大小不一样的感觉，通过设疑产生“影响浮力大小的因素有哪些”的问题，然后建立猜想，再通过学生的讨论进行实验的设计并进行实验，进一步通过分析得出结论：浮力的大小与液体的密度和物体浸入液体中的体积有关。在以上结论的基础上进一步设疑“浮力的大小跟被物体排开的液体的重量有什么关系”的问题，再次猜想，然后通过同学们的讨论设计实验并进行实验，得出结论“浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被排开液体的重量”这样通过学生自己的亲身体验和探究，真正做到用体验中获得知识，在知识中去体验，寓教与乐。教学过程：一探究浮力的大小跟哪些因素有关1设置情景利用多媒体投影展示课本图11-9的四幅图片，刺激着学生们的感官，引起了兴趣，学生们进入了学习知识的情境。2设疑这些物体都受到了浮力，可是(a)图中大轮船的浮力怎么比小轮船的大呢？（b）图中潜水员入水底时怎么比他部分身体露出水面是大？（c）图中人为什么可以躺在死海水面上而不下沉，而在淡水中却会下沉？（d）图中船吃水深一些浮力怎么会大一些呢？（学生答：浮力的大小可能和不同的因素有关）3点拨为了解决以上所受浮力大小的问题，必须先研究和浮力大小有关的因素？将学生对解决有关受浮力大小的直接兴趣，引导到研究和浮力大小有关因素的间接兴趣上去。4猜想浮力大小究竟和哪些因素有关，大家可以猜想，发表自己的见解，并说出自己的理由。这时同学们可以根据以往学过的知识、生活经验、所见所闻进行猜测，进行讨论，然后举手发表各自的猜想。（1）学生甲认为浮力大小和物体的轻重有关，理由是重力小的小船受到的浮力小，而重力大的船受到的浮力大，说明重力大的物体受到的浮力大。（2）学生乙认为浮力大小和物体浸入液体中的体积有关，理由是：“大家看！潜水员入水底时怎么比他部分身体露出水面时的浮力要大”。（3）学生丙认为浮力大小和物体浸入液体的深度有关，理由是船吃水深度越深受到的浮力越大。（4）学生丁认为浮力大小和液体密度有关。理由是海水密度大，在海水里游泳要比在游泳池里游泳感到浮力要大，正因为这样，人可以躺在死海中看书而不下沉。老师归纳：（板书）浮力大小可能和物体重力大小有关。浮力大小可能和物体浸入液体中的体积大小有关。浮力大小可能和浸入液体的深度有关。浮力大小可能和液体密度的大小有关。5设计实验问：既然浮力大小可能和上述因素有关，那么是和其中的一个因素有关呢，还是和其中几个因素有关，或是和它们都有关系？怎样来验证这些猜想是否正确呢？学生们经过紧张的思考后提出，可以用实验的方法来检验。然后引导学生自己设计实验，选用合适的器材。学生甲提出：只要将体积一样重力大小不一样的铝块和铁块都浸在水中，分别用弹簧测力计测出它们受到的浮力，若浮力大小不一样，则说明物体所受浮力大小和物体重力大小有关，反之，则无关。（器材：体积相同的铝块和铁块各一个，烧杯一个，弹簧测力计一个，水）学生乙提出：将一块大的和一块小的金属块都浸没在水中，用弹簧测力计测出它们所受的浮力，若浮力大小一样，就说明物体所受浮力大小和物体体积大小无关，反之，则有关。（器材：体积不等的大小铁块各一个，烧杯一个，弹簧测力计一个，水）学生丙提出：将一块金属浸没在水中的不同深度，用弹簧测力计测出它们在不同深度所受的浮力，若浮力大小一样，就说明物体所受浮力大小和物体所处的深度无关，反之，则有关。（器材：铁块一个，烧杯一个，弹簧测力计一个，刻度尺一把，水）学生丁提出：将一块金属分别浸没在水和浓盐水中，用弹簧测力计测出它们在不同液体所受的浮力，若浮力大小一样，就说明物体所受浮力大小和液体的密度无关，反之，则有关。（器材：铁块一个，烧杯二个，弹簧测力计一个，水，浓盐水）提示：本实验要用控制变量法进行：浮力大小可能和上述因素都有关系，但当我们研究浮力大小和其中一个因素的关系时，必须控制其它因素，使其保持不变，以排除其它因素的影响和干扰。例如在研究浮力大小和液体密度的关系时，必须将相同体积的同种金属块，分别浸没在浓盐水和水中的同样深度处，即保持物体密度不变，物体体积不变，浸入液体深度不变，这样才能得出浮力大小和物体密度的正确关系。6学生实验学生分四组对四个猜想分别进行探究，根据猜想选择合适的器材，设计表格。在实验中同组成员要相互配合，共同探究。将实验数据记录下来。（老师巡视指导）7分析归纳，得出结论学生们用“控制变量法”进行实验后发现，当其它条件都一样，只有物体密度或浸入液体深度不一样时，测得浮力大小相等，说明浮力大小与它们有关；而当其它条件都一样，只有液体密度或物体浸入液体体积不一样时，测得浮力大小不等，说明浮力大小和它们有关。这样学生们经过自身的参与、对数据的分析比较，自己得出了结论：“浸在液体里的物体所受浮力的大小和液体的密度和排开的液体体积有关”。（点拨V排V浸）（板书）8解疑针对前面的4幅图进行解释：（a）大轮船浸入水中的体积比小轮船的大，所以浮力也就大。（b）潜水员潜入水中时排开水的体积比部分身体露出水面时的大，所以浮力大。（c）死海中海水的密度比淡水的密度大，所以在死海中的浮力也就大，从而可以浮在水面上。（d）船的吃水深度越深，排开水的体积就越大，所以受到的浮力也就越大9应用（1）怎样使沉在水底的鸡蛋浮到水面而不沉下去？（学生答：加盐使液体的密度增大）（2）怎样把扁的种子和饱和的种子用水分开来进行选种？（学生答：加盐使扁种子的浮力增大从而浮在水面上）（3）怎样把沉在水底的牙膏皮浮到水面上来？学生答：把牙膏皮挖成空心的增大排开水的体积来增大浮力）二怎样测算浮力的大小1设疑我们已经探究出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，那么，它们之间有没有确定的数量关系呢？引导同学们由定性到定量、由浅入深地进行探究。 在桶中盛大半桶水，用手将空的饮料瓶按入水中，体会饮料瓶所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化，通过分析比较同学们发现，饮料瓶浸入越多，浮力越大，排开水也多。引导学生思维形成“浮力大，排开的水多；浮力小，排开的水少”的定性的认识。2.提出问题浮力的大小和排开水的多少是否有着必然的联系呢？引导探究“浮力大小与排开液体所受的重力”究竟是什么关系？3.猜想浸入水中的物体所受浮力的大小可能与物体排开水所受的重力相等。4.设计实验引导同学们思考；如何测量物体在水中所受浮力的大小？如何测量物体浸入水后排开水所受的重力？ (对于浮力的测量，同学们很容易想到，在这里重点引导学生讨论测量物体浸入水中后排开水所受的重力) 第一种方法：即为教材所示方法，这种方法关键在如何在溢水杯中装满水，使浸入物体排开的水能全部流入小桶中。（器材：弹簧测力计一个，铁块一个，溢水杯一个，小烧杯一个，水） 第二种方法：在量筒中盛适量的水，将物体浸入水中，读出上升的刻度，即为物体排开水的体积，再根据mV和Gmg计算出物体所排开水的重力。（器材：量筒一个，铁块一个，弹簧测力计一个） 第三种方法：在喝水的杯子里装满水，测出杯子和水的总重量，然后将物体浸入水中，当杯中水不再溢出时，取出物体，测量杯子和剩下的水的总重量，减轻的重量即为物体排开水的重力。（器材：弹簧测力计一个，铁块一个，大烧杯杯一个，小烧杯一个） 第四种方法：5.进行实验学生分三组对三个猜想分别进行探究，在探究中选择合适的器材，设计表格记录数据。（巡视老师指导）6分析归纳，得出结论 结论：同学们通过实验可以惊奇的发现，物体所受的浮力，竟和它所排开水所受的重力正好相等。从而得出阿基米德原理：“浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。”（板书）阿基米德原理对气体同样适用。（讲述阿基米德的故事，活跃课堂气氛，激发学生探究知识的兴趣，培养科学探究的精神） 导出阿基米德定律的数