第一节浮力（下）：探究浮力大小的影响因素

新人教版八年级第十章第一节（下）探究浮力大小的影响因素教学设计课型：新授课课时：1课时教材分析本节课选自人教版初中物理八年级下册第十章第一节后半部分，是学生在学过质量、密度、力、二力平衡、液体内部压强和浮力产生原因的基础上，进行浮力大小的研究。浮力大小的探究学习过程起到了承上启下的作用，首先浮力是前面所学的力学知识的延伸扩展，检验了学生对之前力学知识综合应用的能力，其次浮力大小影响因素的探究为阿基米德原理的理解、为物体的浮沉条件及其应用奠定了基础。浮力知识是力学中与生活结合最紧密的一块，对人们的日常生活、生产技术、科学研究有着广泛的现实意义。教材中注重理论联系实际，注重学生的观察、实践能力，注重学生的实验探究能力，本节课的内容也是初中生了解社会科普常识的必备知识。学生分析和教法分析“浮力”对于孩子们来说，很熟悉但同时又陌生。说熟悉，是因为在日常生活的积累中已经有了大量的感性认识；说陌生，是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性，需要综合运用各方面的知识，如力的测量、受力分析、二力平衡、二力的合成等重要知识，还需要对这些知识进行科学的分析、推理、归纳等。在第一节浮力的教学过程中，已经了解浮力产生的原因和学习了拉力差法求浮力的方法，为本节探究浮力大小影响因素提供了方法，为进一步学习阿基米德原理做好了铺垫和准备。如何调动孩子们的学习兴趣是一个关键问题。由于这部分内容有一定的难度，特别考验学生的观察分析能力和动手实验探究能力。因此，教学过程中教师要注重细心的引导，引导学生科学的探究过程，通过观察分析提出问题-大胆猜想提出假设-小组合作设计实验-动手实验收集数据-分析数据得出结论-应用结论升华理解等环节，努力激发学生兴趣，使这一部分教学不枯燥，让学生从体验中活动知识。教学目标1、经历浮力大小影响因素的探究过程。2、会用浮力大小的影响因素进行简单分析。核心素养1、 通过体验大小不同的浮力，激发学生的问题意识。2、 通过探究浮力大小的影响因素过程，加深对科学研究方法的认识，提升逻辑思维能力。3、 通过自制实验器材，增强问题解决能力。4、 通过“浮力”的应用事例，锻炼学生观察分析能力，培养学生信息处理素养。教学重点、难点重点：知道浮力大小的影响因素和理解科学的探究方法难点：学生探究过程中猜想假设和设计实验这两个环节较难教法、学法教法：引导学生观察、启发提问、分析归纳和实验探究相结合。学法：观察体验、实验法、推理法与合作学习法相结合。实验仪器教师演示：一生鸡蛋、一杯清水、一杯浓盐水、气球、磁铁、若干回形针、透明容器（高约30厘米）、热水等。学生分组体验浮力大小：大水桶、水、实心球、橡皮球（大、中、小各一个）、小沙袋、橡皮泥、学生自带物品等。学生分组实验1：小玻璃瓶（有橡皮塞）、细棉线、细沙、水、小沙袋、弹簧测力计、小石块、一杯清水、一杯浓盐水教学内容教师活动学生活动设计意图温故迎新一、知识回顾：1、什么是浮力？ （ PPT投放相关图片）2、浮力的大小怎么测量？（ PPT投放课件）浸在液体中的物体受到液体对物体向上托的力叫浮力。拉力差法：F浮=G-F拉复习浮力大小的测量，为下面浮力大小的探究做铺垫和准备。新课教学：教师活动学生活动设计意图观察思考提出问题探究浮力大小的影响因素亲身体验大胆猜想依据现象观察思考大胆猜想小组合作经历体验大胆猜想设计实验1验证猜想1设计实验2探究猜想2设计实验验证探究其他猜想设计实验验证探究其他猜想设计实验验证探究其他猜想PPT展示下方图片问：水中哪个物体受到的浮力大？问：浸在液体中的物体受到的浮力与什么因素有关呢？情境1：请学生体验大小不同的球浸没在水中时，手对球的压力有何不同？情境2：煮汤圆时，刚放入锅中的汤圆沉入水底；汤圆煮熟后会漂浮在水面上；教师演示实验：现象：沉在水中的气球，随着热水的加入，最终气球会上浮。教师问：浮力大小可能还和什么因素有关呢？师：同学们以小组为单位，利于桌面上的器材，体验浮力的大小，而后猜想浮力大小可能的影响因素。师生讨论后归纳：教师引导学生对所有的猜想一一探究。探究猜想1、浮力大小可能与物体浸入液体的体积有关师：怎样探究？我们需要用到什么样的科学研究方法？师生交流后形成实验方案设计实验1实验步骤：1 弹簧测力计拉着物体慢慢地浸入到液体中。观察弹簧测力计的读数与物体浸入液体中的体积关系。实验现象分析：同一物体浸入相同的液体中，浸在液体中的体积不同，弹簧测力计的读数也不相同。师：猜想2：浮力大小可能与液体的温度有关，接下来请同学们以小组为单位，讨论探究方案。师：请某一小组的代表（两个）挑选实验器材，并演示实验过程。设计实验2实验步骤：1 同一物体分别浸没到热水和冷水中，读出弹簧测力计的示数；比较两种情况下弹簧测力计的读数，并利用拉力差法测出浮力的大小。实验现象：浮力大小相同。自主探究：每个小组从剩余的猜想中选择感兴趣的一两种猜想进行探究，最终全班共享结果。设计实验3:探究浮力大小与液体密度的关系实验步骤：1 弹簧测力计测出物体重力2 弹簧测力计拉着物体慢慢地浸没到清水中，读出弹簧测力计示数F13 弹簧测力计拉着物体慢慢地浸没到浓盐水中，读出弹簧测力计示数F24 分别算出两次浮力大小，进行比较。实验现象分析：同一物体浸没在清水和浓盐水中，弹簧测力计的读数不相同，即浮力大小不一样。设计实验4：探究浮力大小与物体形状的关系实验步骤：把同一块橡皮泥捏成几种不同形状，分别用弹簧测力计测其浮力；比较两种情况下弹簧测力计的读数，并利用拉力差法测出浮力的大小。实验现象：形状不同的橡皮泥所受到的浮力相同。设计实验5：探究浮力大小与物体质量的关系实验步骤：1 取一玻璃瓶，内装大半瓶的细沙，分别用弹簧测力计测出重力和浸没水中时弹簧测力计的拉力，并利用拉力差法测出浮力的大小F浮12 同一玻璃瓶，装满细沙，分别用弹簧测力计测出重力和浸没水中时弹簧测力计的拉力，并利用拉力差法测出浮力的大小F浮2（3）比较两种情况下浮力的大小。实验现象：体积相同但质量不同的物体浸没在水中所受到的浮力相同。学生可能有多种答案：可能是漂浮木块受到浮力大；可能是大石块受到浮力大；无法判断等；学生:越大的球压入并浸没水中所要的压力越大。猜想1：浮力大小可能与物体浸没液体的体积有关。学生思考：煮汤圆过程，开始时水温度低，汤圆受到的浮力小，所以沉在水底；而后水温逐渐升高，汤圆受到的浮力逐渐增大，最终漂浮。思考：容器中水温升高后，气球受到的浮力增大，当浮力大于气球整体重力后，气球将上浮。猜想2：浮力大小可能与液体的温度有关各小组通过实验，体验不同物体在水中的浮力大小，通过观察思考，提出猜想。现象1：为什么死海中，人可以漂浮；而一般的溪水中人却无法自然漂浮？体验2：把橡皮泥捏成不同形状，放了水中，球形橡皮泥沉，小舟形橡皮泥浮体验3：用细绳拉着一圆柱形物体慢慢进入水中，感受拉力的变化。体验4.等等学生们提出的猜想：猜想3：浮力大小可能与物体浸入液体的密度有关猜想4：浮力大小可能与物体的形状有关猜想5：浮力大小可能与物体浸入液体的深度有关猜想6：浮力大小可能与物体的质量有关猜想7.等等生：探究过程得用到“控制变量法”。把同一物体逐渐浸入液体中，分别测出物体浸入不同体积时浮力的大小，而后进行比较，如果浮力不同则猜想正确。器材：弹簧测力计、水槽、水、细线、一石块（或一密闭小玻璃瓶）学生进行实验：实验1步骤：数据记录：实验1结论：猜想1是正确的，浮力的大小跟物体浸入液体的体积有关。学生小组讨论后形成方案：方法：控制变量法器材：弹簧测力计、一杯热水、一杯冷水、细线、一小石块学生代表演示实验：实验2步骤：数据记录：实验2结论：猜想2 是错误的，浮力的大小跟液体的温度无关。实验3步骤：数据记录：实验3结论：猜想3是正确的，浮力的大小跟液体的密度有关。实验4步骤：数据记录：实验4结论：猜想4是错误的，浮力的大小跟物体的形状无关。实验5步骤：数据记录：实验5结论：猜想5 是错误的，浮力的大小物体的质量无关。教师不用着急下结论，让学生们在思维的碰撞中冲突中提出问题：浮力的大小与什么有关呢？激发学生的问题意识学生的猜想假设应该有根有据，不能凭空瞎想，所以学生亲自的体验很重要，体验中获得感知。学生通过回忆生活场景，通过观察演示实验现象，从中分析提炼相关信息，而后提出猜想。增强学生观察分析能力，有利用培养学生信息处理素养。新课标的教学过程中注重学生进行探究性实验，而研究影响浮力大小的因素是很典型的探究性实验，通过实验能培养学生的合作能力和科研能力。探究实验经常要经历：观察思考提出问题做出假设设计实验收集数据得出结论的过程。本节设计就是要学生经历这样的步骤。 “控制变量法”的研究思想，是初中最重要的科学研究方法，学生得从实践中去体会这一研究思想。放手请学生独立完成实验的过程中，可能会出现这样或那样的问题，以学生演示实验的方式呈现不足，而后师生共同探讨形成正确的方案，这样的结果更容易被学生们接受。通过生生互动和师生互动，完善实验探究方案，完成实验过程，使学生进一步理解“控制变量法”的研究思想。各小组分别探究，而后共享成果，即可节约课堂时间，又可让学生体验分享的快乐！通过探究实验让学生了解到物体所受的浮力大小与液体的密度有关。通过探究性实验让学生了解到物体所受的浮力大小与物体的形状无关。通过探究性实验让学生了解到物体所受的浮力大小与物体的质量无关。归纳总结得出结论师：通过白板展示各小组实验数据，大家共享实验结论教师板书：浮力大小的影响因素有：1、 液体的密度2、 物体浸入液体的体积结论：物体浸入液体中的体积越大，液体的密度越大，则物体受到的浮力就越大生：物体浸入液体中受到的浮力大小与液体的密度和物体浸入液体的体积有关。通过互通有无，缩短课堂实验时间，促进小组之间的合作应用实验结论分析解决问题应用实验结论分析解决问题事例1师：通过以上对浮力的学习，下图的现象中，哪个物体受到的浮力大？事例2教师演示实验：1 把鸡蛋放入清水中，观察现象。2 清水中加入浓盐水，改变水的密度，再观察出现的现象。现象：鸡蛋在清水中下沉到底，随着浓盐水的加入沉底的鸡蛋最终上浮问题：为什么随着盐水的加入，鸡蛋最终会上浮事例3教师演示实验：如图沿着杯壁缓慢的加入清水，直到气球和下方的重物一起下沉。引导提问：随着水的缓慢加入，杯子液面将逐渐升高，气球处的水压将如何变化？这会影响到什么？气球受到的浮力是否发生变化？事例4教师演示实验：如图沿着杯壁缓慢的加入热水，原沉在水底的气球会上浮。引导提问：前面的探究实验证明浮力的大小与液体的温度无关，为什么随着水温的提高，最终气球会上浮？生：石块受到的浮力大，因为石块浸入水中的体积大。生：清水中加入浓盐水，杯子水的密度增大，同时鸡蛋受到的浮力也增大，但浮力大于鸡蛋的重力时，鸡蛋就会上浮。学生回答：1、 气球处水的压强变大2、 气球的体积变小3、 气球受到浮力减小当浮力小于重力时下沉学生回答：随着水温的提高，气球的体积因受热膨胀，浸没液体的体积增大，受到的浮力也增大，当浮力大于重力后，气球即上浮。接此例题纠正学生们错误的观念，漂浮物体的浮力不一定大，下沉物体的浮力不一定小。同时进一步验证了浮力大小与物体浸入到液体中的体积有关。学生在掌握理论知识的同时，也能够把所学知识运用到实际生活当中去。有利于知识的巩固，有利于培养信息提炼分析能力。通过事例3和事例4的分析，可提高学生综合分析问题的能力。善于发现物理现象中的主要矛盾。课堂小结根据上方导图，回顾本节课针对浮力大小影响因素的实验探究过程。布置作业1、有兴趣的同学到物理实验室继续完成相关的探究实验或拓展性的实验 2、完成优化设计浮力这一节练习 3、预习第二节阿基米德定理 板书设计第10章第1节（下）探究浮力大小的影响因素（一）猜想假设： 物体浸入液体中的体积液体的温度物体质量液体密度物体形状物体浸入液体中的深度等等（二）设计实验：控制变量法（化多变量为单变量）（三）进行实验收集数据：小组合作（四）实验结论：F浮与V浸和液有关（五）结论应用：评价反思本节课学生经历了一个较为完整的实验探究历程：观察思考提出问题-动手体验、动脑思考大胆猜想-师生互动设计实验-小组合作进行实验-分析数据得出结论-结论应用巩固升华；大部分孩子都能深入的参与到实验探究过程中，感受知识的形成，使孩子们在亲身体验中获得知识，这个教学目标我觉得实现了很好。课堂贯穿了各种形式的实验教学，有教师的演示实验、学生的演示实验、学生小组实验和学生体验性的小实验，这些实验不但有效降低了教学难