部编版五年级科学课程实验指导书

部编版五年级科学实验指导：探究影响浮力大小的因素同学们，当我们把一块木块放入水中，它会漂浮；把一个小石块放入水中，它会下沉。如果我们把一个鸡蛋放入清水中，它通常会下沉，但如果我们在水中不断加盐并搅拌，鸡蛋却可能神奇地浮起来。这背后究竟是什么科学道理在起作用呢？今天，我们就通过一系列简单的实验，一起来探究影响浮力大小的因素。一、实验目的1.通过实验观察，认识到浸在液体中的物体都会受到液体对它向上的浮力。2.探究并初步理解影响浮力大小的主要因素，即物体排开液体的体积和液体的密度。3.学习控制变量法在科学探究中的初步应用，培养观察、记录、分析和归纳能力。4.激发对科学现象的好奇心和探究欲望，培养实事求是的科学态度。二、实验原理概述浸在液体里的物体，会受到液体向上托的力，这种力叫做浮力。本次实验将引导我们通过改变某些条件，观察物体在液体中所受浮力的变化，从而找出影响浮力大小的关键因素。我们将重点关注物体浸入液体的体积（即排开液体的体积）以及液体本身的密度这两个方面。三、实验材料准备1.透明塑料水槽（或大烧杯）一个2.弹簧测力计一个（量程适中，带有挂钩）3.大小不同的同种材质物体若干（如：体积不同的长方体铁块或塑料块，确保能被弹簧测力计提起并完全浸入水中）4.同体积不同材质但密度大于水的物体一个（可选，如与其中一个塑料块体积相同的铁块）5.食盐若干6.搅拌棒一根7.烧杯或小碗一个（用于溶解食盐）8.清水适量9.抹布一块（用于擦拭溅出的水）10.记录纸和铅笔（或实验报告单）四、实验安全提示1.实验时请注意保持桌面整洁，小心操作，避免水洒出。若不慎洒出，应立即用抹布擦干，以防滑倒。2.使用弹簧测力计时，要轻拿轻放，拉力方向应与弹簧轴线一致，避免超过其最大量程，以免损坏仪器。3.食盐应存放在干燥处，取用后及时盖好容器盖子。4.实验结束后，所有物品要清洗干净并放回原处。五、实验步骤与观察记录第一部分：探究浮力的存在及与物体排开液体体积的关系1.测量物体在空气中的重力：*选取一个体积适中的物体（如中等大小的铁块），用细线将其牢固地系好。*将弹簧测力计调零，然后用弹簧测力计的挂钩勾住细线，将物体缓慢提起，使其静止在空中（确保物体不接触任何其他物体）。*读出此时弹簧测力计的示数，这就是物体在空气中的重力（G），记录在表格的“物体重力（G）”一栏中。2.观察物体部分浸入水中时弹簧测力计的示数变化：*将水槽放在平稳的桌面上，装入约三分之二容积的清水。*手持弹簧测力计，将已系好的物体缓慢浸入水中（注意：此时物体不要完全浸没，只是部分浸入，例如浸入一半体积）。*待物体静止后，读出此时弹簧测力计的示数（F拉1），记录在表格的“部分浸入时拉力（F拉1）”一栏中。*思考与观察：与物体在空气中时相比，弹簧测力计的示数是变大了还是变小了？这说明了什么？3.观察物体完全浸入水中时弹簧测力计的示数变化：*继续将物体缓慢向下移动，直至物体完全浸没在水中，但不要触碰水槽底部。*待物体静止后，读出此时弹簧测力计的示数（F拉2），记录在表格的“完全浸入时拉力（F拉2）”一栏中。*思考与观察：与物体部分浸入水中时相比，弹簧测力计的示数又有什么变化？这又说明了什么？4.计算浮力大小：*根据公式：浮力（F浮）=物体重力（G）-物体在液体中时弹簧测力计的拉力（F拉）。*分别计算出物体部分浸入时的浮力（F浮1=G-F拉1）和完全浸入时的浮力（F浮2=G-F拉2），并记录在表格中。物体名称物体重力（G）部分浸入时拉力（F拉1）部分浸入时浮力（F浮1=G-F拉1）完全浸入时拉力（F拉2）完全浸入时浮力（F浮2=G-F拉2）:-------:------------:---------------------:----------------------------:---------------------:----------------------------（例如：中等铁块）5.换用同材质不同体积的物体重复上述实验（可选，或作为小组任务分工）：*选取一个体积更大的同种材质物体（如大块铁块），重复步骤1至步骤4，比较不同体积物体完全浸入水中时所受浮力的大小。*思考：同材质的物体，体积越大，完全浸入水中时受到的浮力越大吗？第二部分：探究浮力大小与液体密度的关系1.配置浓盐水：*另取一个烧杯，装入适量清水，向其中加入较多的食盐（例如，每200毫升水加入30-50克食盐，具体可根据实验效果调整），用搅拌棒充分搅拌，直至食盐不再溶解，制成浓盐水。2.测量物体在浓盐水中完全浸没时的浮力：*将水槽中的清水更换为配置好的浓盐水（或另取一个相同的水槽装入浓盐水）。*选取第一部分实验中使用过的某个物体（例如中等大小的铁块），确保其重力（G）已知。*将物体完全浸没在浓盐水中（同样不要触碰水槽底部），待静止后读出弹簧测力计的示数（F拉3），记录在表格的“浓盐水中完全浸入时拉力（F拉3）”一栏中。*计算此时物体受到的浮力（F浮3=G-F拉3），记录在表格的“浓盐水中浮力（F浮3）”一栏中。物体名称物体重力（G）清水中完全浸入时浮力（F浮2）浓盐水中完全浸入时拉力（F拉3）浓盐水中浮力（F浮3=G-F拉3）:-------:------------:---------------------------:-----------------------------:---------------------------（例如：中等铁块）（同上）（同上）6.对比分析：*将物体在清水中完全浸入时的浮力（F浮2）与在浓盐水中完全浸入时的浮力（F浮3）进行比较。*思考与观察：当物体排开液体的体积相同（都是完全浸入）时，液体的密度不同（清水和浓盐水），物体受到的浮力大小相同吗？哪个更大？六、实验现象分析与结论1.分析第一部分实验现象：*物体浸入水中后，弹簧测力计的示数变小，这表明水对物体产生了一个向上的托力，即浮力。*当物体从部分浸入到完全浸入水中（液体密度相同，均为清水），排开液体的体积逐渐增大，弹簧测力计的示数逐渐减小，说明物体受到的浮力逐渐增大。*初步结论1：在同种液体中，物体排开液体的体积越__________，受到的浮力越__________。2.分析第二部分实验现象：*当物体完全浸入（排开液体的体积相同）不同密度的液体（清水和浓盐水）中时，在密度较大的浓盐水中，弹簧测力计的示数更小，说明物体受到的浮力更大。*初步结论2：当物体排开液体的体积相同时，液体的密度越__________，物体受到的浮力越__________。3.综合实验结论：*通过本次实验，我们可以发现，影响物体在液体中所受浮力大小的因素主要有：1._____________________________________2._____________________________________七、实验注意事项与拓展思考1.注意事项回顾：*在整个实验过程中，确保物体在液体中静止后再读数，以保证数据的准确性。*测量不同情况时，尽量保持其他条件不变，只改变我们要探究的那个因素（如探究排开体积时，保持液体密度不变；探究液体密度时，保持排开体积不变），这就是科学探究中常用的“控制变量法”。*细线的重量较轻，在本实验中可忽略不计，若追求更高精度，可考虑其影响。2.拓展思考：*为什么有些物体（如木块）放入水中会漂浮，而有些物体（如铁块）会下沉？漂浮的物体是否受到浮力？如果受到，如何测量漂浮物体受到的浮力大小呢？*死海为什么能让人漂浮在水面上而不沉下去？这与我们今天探究的哪个因素有关？*如果物体没有完全浸没在水中，只是部分浸入，那么它受到的浮力大小可能与什么因素有关呢？我们如何设计实验来验证？八、教师指导建议*在学生实验前，应确保学生理解弹簧测力计的正确使用方法及读数技巧。*强调“控制变量法”在本实验中的应用，引导学生明确每次实验中哪些条件是不变的，哪些是需要改变的，以及观察什么。*鼓励学生在实验过程中积极思考，大胆提