《热气球上升的秘密》课堂实录

《热气球上升的秘密》课堂实录一、课前准备与情境导入(上课铃响，师生问好)教师：同学们，大家好！在开始今天的新课之前，我想先问大家一个问题：你们见过会飞的东西有哪些呢？学生：（纷纷举手）飞机！小鸟！蝴蝶！火箭！教师：非常好！大家说了很多。今天，老师要给大家看一种非常特别的飞行器，它没有翅膀，也没有巨大的轰鸣声，但它却能载着人在高空遨游。（播放热气球缓缓升空的短视频，画面定格在五彩斑斓的热气球漂浮在空中的场景）大家看，这是什么？学生：热气球！教师：没错，就是热气球！看到这些壮观的热气球，你们有什么想问的吗？学生1：老师，热气球那么大，它是怎么飞起来的呀？学生2：它没有发动机，怎么能上升呢？学生3：是不是有风吹着它飞？教师：同学们提出的问题都非常有价值！热气球究竟是依靠什么力量，克服了自身的重量，实现了这么神奇的上升呢？今天，我们就一起来探索《热气球上升的秘密》。（板书课题）二、新课探究：热空气的性质（一）提出假设，初步猜想教师：看到“热”字，大家有没有什么联想？热气球上升，会不会和“热”有关系呢？学生：（思考）可能是里面有热气？教师：嗯，很多同学都想到了“热气”。那么，热气和我们周围的空气有什么不同呢？它为什么能让热气球飞起来？我们先来做一个小小的猜想。如果认为热气球上升与热空气有关，请举手。(大部分学生举手)教师：好，看来很多同学都把目光投向了“热空气”。科学探究往往是从猜想开始的，但光有猜想还不够，我们需要用实验来验证。（二）实验探究一：感知热空气的流动教师：老师这里有一个简单的装置（出示一个纸质的小螺旋桨，下方悬挂一根细线）。我们知道，要让它转起来，可以用手拨，或者有风的时候它也可能转。但今天，老师不用这些方法，我用这个——（出示酒精灯）酒精灯。请注意，酒精灯是热源，使用时要特别小心，绝对不能用手触摸灯芯和外焰，也不能把酒精洒出来。（演示酒精灯的正确点燃和熄灭方法，并强调安全注意事项）教师：现在，我请一位同学上来协助老师。（邀请一位学生）请你用手拿着细线的末端，将这个小螺旋桨悬空放在酒精灯火焰的上方，注意不要太近，以免烧到纸。大家仔细观察会发生什么现象。(学生操作，其他学生屏息观察。片刻后，纸螺旋桨开始缓缓转动起来)学生：（小声惊呼）转了！转起来了！教师：非常好，请回位。大家看到了，纸螺旋桨在没有被风吹，也没有被手拨的情况下，自己转动起来了。这说明了什么呢？学生1：是热气把它吹转的！教师：“热气”？我们能直接看到“热气”吗？学生2：看不到，但是能感觉到。比如开水冒的“白气”旁边是热的。教师：说得很好。我们虽然看不到空气，但能通过它产生的作用来感知它的存在和运动。酒精灯加热了周围的空气，这些被加热的空气会怎样运动，才使得螺旋桨转动起来呢？学生3：它会向上跑！教师：向上跑？我们能不能换个更科学的词？空气的这种运动，我们称之为“流动”。那么，热空气是向上流动，还是向下流动呢？学生：向上！教师：根据刚才的实验现象，我们可以推断：热空气会向上流动。（板书：热空气→向上流动）（三）实验探究二：热空气与冷空气的重量比较教师：热空气向上流动，这可能是热气球上升的一个原因。但仅仅是向上流动就能把这么大的热气球托起来吗？我们再来看一个实验。（出示两个相同的薄塑料袋，一个空的，一个备用；一个三脚架，一个石棉网，一个酒精灯）教师：老师这里有两个一样的塑料袋。我们知道，空袋子是瘪的，因为里面有和外面一样的空气。现在，我把其中一个袋子的口张开，用绳子松松地系住，放在一边。另一个袋子，我想用它来“装”一些热空气。怎么装呢？我将它的口张开，用手提着袋口，把它放在点燃的酒精灯上方（隔着石棉网，确保安全和均匀加热）。大家仔细观察袋子会有什么变化。(教师操作，学生专注观察。袋子逐渐鼓了起来)学生：袋子鼓起来了！教师：它为什么会鼓起来？学生：因为里面进去了热空气！教师：说得对！现在，袋子里装满了热空气。（小心地用绳子将鼓起的塑料袋口扎紧，确保不漏气。然后将其放在一个水平的细竹竿的一端，另一端挂上等重的空塑料袋，调整支点使其平衡。）大家看，现在竹竿是平衡的，说明这两个袋子（包括里面的空气）现在是一样重的。教师：接下来，就是见证奇迹的时刻了。（再次用酒精灯加热那个装有热空气的袋子，注意保持安全距离，均匀加热）大家仔细看竹竿会发生什么变化。(学生们目不转睛地盯着竹竿。片刻后，装有热空气的一端开始微微上扬)学生：（兴奋地）向上翘了！向上翘了！教师：（待现象明显后，移开酒精灯）好了，实验现象非常清楚。装有热空气的袋子一端，在加热后发生了什么？学生：变轻了，所以向上翘了！教师：非常好的观察！同一个袋子，里面装的空气体积基本没有变化（袋子没有明显膨胀更多），但加热之后，这部分空气的重量变轻了。这说明了什么？学生：热空气比冷空气轻！教师：太棒了！（板书：同体积：热空气比冷空气轻）这是一个非常重要的发现！三、揭秘热气球上升原理教师：现在，我们有了两个重要的发现：热空气会向上流动，并且同体积的热空气比冷空气轻。结合这两点，大家能试着解释热气球上升的秘密了吗？（出示热气球结构示意图：巨大的气囊、吊篮、燃烧器）学生1：热气球里面有热空气，所以就轻了，就上升了。教师：嗯，有道理。谁能说得更具体一些？学生2：燃烧器把气囊里的空气加热，那些空气就变热了。热空气比外面的冷空气轻，所以就带着整个热气球往上飞了！教师：（点头赞许）这位同学解释得非常接近了！我们可以这样理解：热气球巨大的气囊就像我们刚才实验中的塑料袋，燃烧器持续给气囊内的空气加热，使得气囊内的空气温度升高。根据我们的实验，这些被加热的空气，与气囊外同体积的冷空气相比，重量要轻。当气囊内热空气的重量加上热气球本身的重量，小于气囊排开的外部冷空气的重量时，也就是当热空气产生的“浮力”大于热气球的总重力时，热气球就会——学生：（齐声）上升！教师：完全正确！这就是热气球能够腾空而起的科学原理。当飞行员想让热气球上升得更高，他会怎么做？学生：继续加热！让里面的空气更热！教师：是的，持续加热，让气囊内空气更热，密度更小，浮力更大。那如果想下降呢？学生3：不加热了？让空气变冷？教师：思路对了！通常，热气球上会有一个排气阀，飞行员可以通过释放一部分气囊顶部的热空气，让冷空气进入，从而降低气囊内空气的温度，减小浮力，实现下降。四、知识拓展与联系生活教师：除了热气球，生活中还有哪些现象也利用了“热空气上升”的原理呢？学生1：烧开水的时候，水壶口上方的白气是向上飘的。学生2：冬天我们站在暖气旁边，感觉上面比下面热。学生3：家里的抽油烟机都是装在灶台上面的！教师：同学们观察得真仔细！抽油烟机就是利用了热空气（以及油烟）会上升的原理，将烹饪时产生的油烟及时吸走。还有我们夏天用的吊扇，如果在扇叶上挂一些轻质的小纸条，开动吊扇，纸条会向上飘动，这也是因为扇叶将下方的空气向上推动，形成了向上的气流，当然，这和热空气上升的直接原因不同，但也涉及到空气的流动。五、课堂总结与延伸教师：好了同学们，今天我们通过观察、实验和思考，一起揭开了热气球上升的秘密。谁能来总结一下，这个秘密是什么？学生：（主动站起来）热气球上升的秘密是因为燃烧器加热了气囊里的空气，热空气比同体积的冷空气轻，所以会产生向上的浮力，当浮力大于热气球的重量时，热气球就上升了。教师：总结得非常全面、准确！（鼓掌）希望同学们能把今天学到的科学知识运用到生活中，多观察，多思考，你会发现更多有趣的科学现象。课后，请大家思考一个问题：如果我们自