阿基米德原理說課稿。
教育是有規(guī)律可循的,但并沒有固定不變的教學(xué)方法,不同的教師可以采用不同形式的教案,內(nèi)容也可以有所不同。為了寫好教案,教師需要具備哪些能力呢?幼兒教師教育網(wǎng)的編輯為您準(zhǔn)備了一份“阿基米德原理說課稿”,相信可以幫助您更好地提升教學(xué)水平!
第七章密度與浮力 第四節(jié)阿基米德原理(第一課時)
一、教學(xué)目標(biāo):
1、通過實驗探究,認(rèn)識浮力。
2、經(jīng)歷探究浮力大小的過程,知道阿基米德原理。
二、課型與課時:科學(xué)探究型課2課時
三、重點:在探究浮力的過程中,怎樣引導(dǎo)學(xué)生去猜想。
難點:設(shè)計探究浮力大小的實驗。
四、教學(xué)準(zhǔn)備:彈簧測力計、石塊、細(xì)線、溢水杯、燒杯、水。
五、教學(xué)思路:本節(jié)課的教學(xué)順序沒有按照課本的順序來,因為在“什么是浮力?”后,探究阿基米德原理比較好。從阿基米德洗澡的故事提出問題,再教學(xué)生進(jìn)行猜想,可以直奔主題,且猜想也能很好的實施。中間可以不要對“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的內(nèi)容進(jìn)行過渡。但“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的內(nèi)容能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,訓(xùn)練學(xué)生的思維,可以作為第二課時的內(nèi)容進(jìn)行。
本節(jié)內(nèi)容分兩課時進(jìn)行:
第一課時,內(nèi)容是浮力的概念和探究浮力的大小。關(guān)于浮力的大小要經(jīng)歷提出問題、猜想、、設(shè)計實驗與收集證據(jù)、評估、交流等環(huán)節(jié)。
第二課時,探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)和無關(guān)。這要經(jīng)歷分析論證、實驗驗證兩個環(huán)節(jié),主要是訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力
六、教學(xué)過程:1、引入新課
師:同學(xué)們平時都喜不喜歡聽故事呀!
生:喜歡。
師:今天,在上新課之前先給同學(xué)們講一個故事。相傳,20xx多年前古希臘的亥尼洛國王做了一頂金王冠。但是,這個國王相當(dāng)多疑,t他懷疑工匠用銀子偷換了王冠中的金子。國王便要求阿基米德查出王冠是否是由純金制造的,而且提出要求不能損壞王冠。阿基米德捧著這頂王冠整日苦苦思索卻找不到問題的答案。有一天,阿基米德去浴室洗澡,當(dāng)他跨入盛滿水的浴桶后,隨著身子進(jìn)入浴桶,他發(fā)現(xiàn)有一部分水從浴桶中溢出,阿基米德看到這個現(xiàn)象頭腦中馬上意識到了什么,便高呼:“我找到了!我找到了!”他忘記了自己還光著身子,便從浴桶中一躍而出奔向王宮。一路上高呼:“我找到了!我找到了!”科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)真理時的喜悅是讓人無法想象的,他這一聲高呼便宣告了阿基米德原理的誕生。同學(xué)們想知道阿基米德原理的具體內(nèi)容是什么嗎?
生:想。
師:今天我們就來學(xué)習(xí)阿基米德原理。生活中我們都見過萬噸巨輪能夠載貨遠(yuǎn)航,巨大的熱氣球能夠騰空而起,究竟是什么原因?qū)е铝诉@些現(xiàn)象的發(fā)生呢?哪位同學(xué)能給我們說一下呢?
生:是因為它們都受到了浮力。
師:這位同學(xué)解釋的很好!那么究竟什么是浮力呢?這就是我們這節(jié)課要解決的第一個問題。首先,我們要通過實驗來探究一下什么是浮力。在進(jìn)行實驗探究之前,請同學(xué)們聽清老師的要求,明白自己在實驗中應(yīng)該做些什么:
第一,同學(xué)們先測出石塊在空氣中的重力G
第二,將石塊完全浸入水中,記下此時彈簧測力計的示數(shù),將數(shù)據(jù)記錄在125業(yè)藍(lán)筐內(nèi)??匆豢?,示數(shù)到底是變大了,還是變小了。
第三,將鉤碼拿出水中,看看用什么樣的方法能夠達(dá)到與第二步相同的結(jié)果。
(學(xué)生分組實驗,教師巡視指導(dǎo))
師:同學(xué)們,現(xiàn)在你們的實驗都做完了嗎?
生:做完了。
師:實驗做完了,哪位同學(xué)能夠告訴我,你用什么方法能夠使空氣中彈簧測力
記的示數(shù)與第二步相同。
生:用手向上托物體。
師:通過這個實驗?zāi)隳軌虻玫揭粋€怎樣的實驗結(jié)論呢?
生:我得到的實驗結(jié)論為:液體對浸在其中的物體有一個豎直向上的托力。
師:這位同學(xué)回答得很好。液體對浸在其中的物體有一個豎直向上的托力,那么,
氣體對浸在其中的物體是否有托力的作用呢?現(xiàn)在同學(xué)們一起來跟我看一下這個實驗。
(教師演示書上124業(yè)實驗7-20)
師:在剛才這個實驗中,我們可以看到當(dāng)把氣球的氣針插入籃球后,氣球膨脹,而此時的杠桿為什么不平衡呢?
生:是因為左邊籃球受到的浮力增大的原因。
師:通過剛才的這個實驗,同學(xué)們又能夠得到怎樣的一個實驗結(jié)論呢?
生:氣體對浸在其中的物體也有豎直向上的托力。
師:這兩個實驗都做完了,通過這兩個實驗同學(xué)們又能夠得到怎樣一個實驗結(jié)論呢?
生:液體和氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的托力。
師:這位同學(xué)總結(jié)的很好,液體和氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的托力,物理學(xué)中把這個托力叫做浮力(buoyancyforce)
現(xiàn)在我們?nèi)匀换氐絼偛诺谝粋€實驗中,我們作實驗時可以看到把石塊放入水中時,彈簧測力記的示數(shù)變小了,是因為受到豎直向上的浮力?,F(xiàn)在我們就來分析一下浸入水中的石塊到底受到幾個力的作用。
生:石塊受到重力G、浮力和拉力,
師:很好,這個物體在這三個力的作
用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。所以。
這便是我們學(xué)習(xí)測量浮力大小的第一種方法,
稱之為用稱量法計算物體的浮力。浮力是否是力的一種呢?
生:是。
師:它是否滿足力的三要素呢?
生:滿足。
師:因此,浮力也有它的大小、方向和作用點。由力的平衡的知識可知,物體在向上的浮力和拉力,在向下的重力作用下處于平衡狀態(tài),因此浮力的方向與重力的方向相反,是豎直向上的。而這三個力都作用在物體上,所以浮力的作用點在物體上。
師:以上便是我們這堂課所要解決的第一個問題,什么是浮力,以及如何用稱量量法計算物體的浮力大小。
剛才通過實驗得到的稱量法計算浮力的公式:
應(yīng)用這個公式計算浮力是相當(dāng)有限的,因為萬噸巨輪的重力是不可能用彈簧測力記來測量的,因此我們有必要進(jìn)一步探究浮力的大小如何計算。
師:上課前,給大家講的故事,就是20xx多年前阿基米德發(fā)現(xiàn)計算浮力大小的另一種方法。在阿基米德發(fā)現(xiàn)中,他發(fā)現(xiàn)浸在液體中的物體所受的浮力與它排開液體的重力有一定的關(guān)系。那么,今天我們就要通過實驗來重溫阿基米德的發(fā)現(xiàn)。首先,請同學(xué)們來認(rèn)識一下這個特殊的杯子,它被稱為溢水杯,當(dāng)向溢水杯倒入水后,水高于溢水口時,水便會從溢水口向外流出,等溢凈后。將物體放入溢水杯,用燒杯將水接住,就知道物體放入溢水杯后有多少水被排出。那么,哪位同學(xué)能大膽的猜想一下,物體所受浮力與物體排開液體的重力有什么樣的關(guān)系呢?
生:我的猜想結(jié)果是:浸在液體中的物體所受的浮力等于物體排開液體所受的重力。
師:我們的猜想究竟是否正確呢?我們就要通過實驗來驗證一下。在這個實驗中,我們要驗證物體所受浮力與此物體排開液體所受重力的關(guān)系。
一、教學(xué)設(shè)計思路
二期課改物理新課程的核心理念是以學(xué)生發(fā)展為本,倡導(dǎo)物理學(xué)習(xí)的自主性、探究性、合作性,讓學(xué)生主動參與學(xué)習(xí),體驗和感悟科學(xué)探究的過程和方法,激發(fā)他們持久的學(xué)習(xí)興趣和欲望,并在探究過程中培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的能力,逐步實現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,使學(xué)生逐步養(yǎng)成敢于質(zhì)疑,善于交流,樂于合作,勇于實踐的科學(xué)態(tài)度。本節(jié)課是《阿基米德原理》這節(jié)內(nèi)容的第2課時,希望讓學(xué)生通過科學(xué)探究經(jīng)歷《阿基米德原理》形成的過程:發(fā)現(xiàn)問題→提出猜測→設(shè)計方案→實驗驗證→歸納結(jié)論。
教學(xué)目標(biāo)的制定是多維的,就知識和技能包括理解阿基米德原理,重點放在探究過程;此外要求能夠正確使用溢杯。過程和方法包括通過情景觀察體驗,培養(yǎng)學(xué)生實驗觀察和科學(xué)猜想的能力;通過交流討論、實驗設(shè)計,培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力;通過同桌和小組的討論,培養(yǎng)學(xué)生實驗歸納能力。情感、態(tài)度和價值觀包括以學(xué)生自身體驗,猜想的引入,激發(fā)學(xué)生分析研究物理問題的強(qiáng)烈興趣,促進(jìn)學(xué)生積極參與和主動探究;通過對實驗數(shù)據(jù)分析、歸納得出結(jié)論的過程,培養(yǎng)學(xué)生合作精神和實事求是的科學(xué)精神。
為了很好落實上述的教學(xué)目標(biāo),達(dá)到預(yù)期的教學(xué)效果,我對教材及學(xué)習(xí)活動卡的內(nèi)容做了調(diào)整。教學(xué)的開展以阿基米德在浴缸中思考皇冠之謎的動畫引入,讓學(xué)生體驗阿基米德浸入浴缸的模擬實驗,根據(jù)手的感受和觀察到的現(xiàn)象提出猜測“浮力大小可能與排開液體的多少有關(guān)”,繼而進(jìn)一步猜想“浮力大小可能等于排開液體的重力”,進(jìn)行實驗設(shè)計和驗證。而如何讓學(xué)生順利提出猜想是本節(jié)課的一個難點,課堂小實驗和問題的設(shè)置起了關(guān)鍵性作用。
考慮到班級里學(xué)生的學(xué)力和個性的不同,不是所有學(xué)生都能自我設(shè)計實驗,因此在設(shè)計教學(xué)中先讓全班討論,請同學(xué)發(fā)言介紹、演示實驗方案,其他同學(xué)補充、完善,充分發(fā)揮學(xué)生的自主性,同時也幫助部分學(xué)生清楚實驗過程。并且在實驗過程中分兩人一桌,八人一組,為了在有限的時間內(nèi),進(jìn)行有向的探究,每一組都有不同的要求,分工合作。在各組活動中,每個小組成員都參與實驗,可以相互交流,在小組中每個人都有機(jī)會發(fā)表自己的觀點與看法,傾聽他人的意見,實驗結(jié)束后各小組請代表匯報他們的實驗結(jié)論,全班交流,與其它各組分享,最后進(jìn)行相應(yīng)的總結(jié)。這樣的設(shè)計在平等、輕松的環(huán)境中充分發(fā)揮學(xué)生的能動性、積極性,培養(yǎng)學(xué)生運用科學(xué)方法研究物理問題的能力,促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的改變。同時,在課堂教學(xué)中對學(xué)生的評價也做了改變,不是一味地由老師判斷誰對誰錯,而是把“評價權(quán)”交給學(xué)生。從最初將他們提出的猜想都羅列在黑板上,適度的點撥,由學(xué)生判斷確定最合理的猜想;之后的實驗設(shè)計,也由學(xué)生來補充、完善;最后歸納實驗結(jié)論,也由各小組共同完成。
二、教學(xué)過程設(shè)計簡述
“阿基米德原理”的教學(xué)設(shè)計由動畫情景引入,阿基米德在浴缸中思考皇冠之謎;小實驗,如右圖在滿水的燒杯中,將泡沫塑料塊向下壓;根據(jù)觀察到的現(xiàn)象和體驗到的感受,提出初步猜測“浮力的大小可能與排開水的多少有關(guān)”;通過設(shè)問,進(jìn)一步提出猜測“浮力的大小可能等于排開液體的重力”;接著全班交流討論、設(shè)計實驗方案驗證猜測;最后分析歸納得出結(jié)論,阿基米德原理,并交流學(xué)習(xí)收獲。
在探究阿基米德原理的過程中,我先后在三個班級進(jìn)行教學(xué)實踐。通過一次次的實踐,一次次的反思,對最初的教學(xué)設(shè)計許多方面做了相應(yīng)的修改。在第一次教學(xué)實踐后,發(fā)現(xiàn)存在這樣幾個問題:
一是學(xué)生沒能提出我所希望的猜想。有學(xué)生提出跟泡沫塊浸入的深度有關(guān);有提出跟燒杯中的水有關(guān);也有提出跟泡沫塊的體積有關(guān)等等,就是沒能提出跟排開液體的多少有關(guān)。課后反思中,就教師的啟發(fā)提問做了調(diào)整。第一次上課時問,(1)“你把物體慢慢浸入水中時,你有什么感受?觀察到什么現(xiàn)象?!?(2)“你覺得浮力的大小可能與什么有關(guān)?”。感覺第2個問題問得太快,學(xué)生不能將觀察到的現(xiàn)象和手上的感受與浮力聯(lián)系起來進(jìn)行猜想。于是在第二次上課時,我將問題細(xì)分了,并且將第1個問題中的“浸入”換成“按入”,(1)“請你把泡沫塊慢慢按入水中,體驗?zāi)闶值母惺?,并仔?xì)觀察實驗現(xiàn)象”,看似不經(jīng)意的換了一個詞,但實際上是強(qiáng)調(diào)了手上的感覺,以及實驗的現(xiàn)象,讓學(xué)生方向明確。隨后問(2)“請描述一下你手的感受?!薄斑@說明了什么?”“手受到的力有什么變化?”“這又說明了什么?”,通過這一系列的問題學(xué)生能很清楚的回答到“當(dāng)泡沫塊慢慢按入水中的過程中,受到的浮力在變大”。最后再問(3)“通過剛才的實驗和同學(xué)的描述,你覺得浮力的大小可能和什么有關(guān)?”。在第三次上課時,又將最后一問改成“通過剛才實驗中你的感受和觀察到的實驗現(xiàn)象,你覺得浮力的大小可能和什么有關(guān)?”在層層深入的問題后,學(xué)生順利的提出了猜測。一個好的提問,能使全班學(xué)生個個都處于思考問題、回答問題、參與討論問題的積極狀態(tài),取得最佳教學(xué)效果。而一個不恰當(dāng)?shù)奶釂?,會使學(xué)生思想分散、蒙頭轉(zhuǎn)向、無所適從、甚至打亂教學(xué)過程。因此,在以后的課堂教學(xué)中我還要加強(qiáng)對課堂提問的設(shè)計。
二是在學(xué)生設(shè)計實驗時沒有頭緒,不清楚需要測量比較哪些物理量,如何收集排開的水等,花了很多時間,直接影響到整堂課的效率。要在有限的四十分鐘課堂教學(xué)時間內(nèi),進(jìn)行自主探究并不是無向的,并且對于初中學(xué)生而言,教師更需要通過一定的提示,進(jìn)行有方向的引導(dǎo)。這同樣離不開恰當(dāng)?shù)脑O(shè)問。最初只有籠統(tǒng)的一句“請大家設(shè)計一個方案來證明你們的猜測”,這個問題指向不明,一下就把學(xué)生給問蒙了,學(xué)生不知道該用什么方法來證明。后來改為“用實驗來驗證剛才的猜測需要測量哪些物理量?”;“如何測量浮力呢?”“如何收集排開的液體并測出排開液體的重力?”。在有序的三個問題后,學(xué)生踴躍回答,并上臺來演示具體的操作,在有不足的地方時,其他同學(xué)跟著糾正,優(yōu)化操作。在明確了實驗方案后,在接下去的學(xué)生實驗過程中,分成四組不同的情況,分別進(jìn)行驗證,第一組:鉤碼浸沒在水中;第二組:鉤碼浸沒在濃鹽水中;第三組:鋁塊或銅塊浸沒在水中;第四組:鉤碼部分浸在水中。在學(xué)生交流匯報實驗結(jié)果和歸納結(jié)論的安排上,我也做了修改。在前兩次上課時,小組的位置是縱向的,相對距離較遠(yuǎn),很難達(dá)到交流的目的。在第三次上課時,從新安排,將前后左右的四桌學(xué)生為一組,這樣能夠做到小組交流的目的,所選代表也能反映小組的實驗結(jié)果。此外,板書的設(shè)計也做了改進(jìn)。在第一次課堂教學(xué)中,由于時間緊張,小組匯報實驗結(jié)果時沒有在黑板上做記錄,因此之后的實驗歸納存在一定困難;在第二次課堂教學(xué)時,先將每一組的實驗前提寫在黑板上,然后在學(xué)生匯報實驗結(jié)果時填寫完整。第一組:浸沒在水中的鉤碼所受的浮力等于它排開水的重力;第二組:浸沒在濃鹽水中的鉤碼所受的浮力等于它所排開濃鹽水的重力;第三組:浸沒在水中的鋁塊或銅塊所受的浮力等于排開水的重力;第四組:部分浸沒在水中的鉤碼所受的浮力等于排開水的重力。每一組同學(xué)的實驗都存在一定的局限性。把第一組與第二組的實驗結(jié)論綜合起來,可以得出結(jié)論1:是浸沒在液體中的鉤碼所受的浮力等于它所排開液體的重力。結(jié)論1與第三組同學(xué)的結(jié)論歸納起來,可以得出結(jié)論2:浸沒在液體中的物體所受的浮力等于它所排開液體的重力。結(jié)論2與第四組同學(xué)的結(jié)論歸納起來,可以得出結(jié)論3:浸在液體中的物體所受的浮力等于它所排開液體的重力。在全班同學(xué)的共同努力下,歸納得出“阿基米德原理”。
最后同學(xué)們在小結(jié)自己的收獲的過程中,不僅是知識上的獲得,更是能力上和精神上的收獲。
三、磨課、改進(jìn)的過程(盧灣區(qū)教師進(jìn)修學(xué)院成曉俊)本節(jié)課教師的設(shè)計意圖是希望學(xué)生通過對小實驗的觀察和體驗,經(jīng)歷提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、使用工具搜集證據(jù)、處理數(shù)據(jù)解釋問題、表達(dá)與交流實驗結(jié)論等科學(xué)探究的過程,并在探究過程中逐步落實三維目標(biāo)。在試教過程中,遇到了一些問題,通過對教學(xué)設(shè)計的不斷優(yōu)化,問題逐步得到解決,同時也給了我們一些啟示。
圖2(a)(b)圖1(a)(b)
在第一次試教中,教師讓學(xué)生先模仿阿基米德做小實驗[如圖1(a)、(b)所示],然后設(shè)問“通過剛才的實驗?zāi)惆l(fā)現(xiàn)了什么?”,希望學(xué)生能發(fā)現(xiàn)浮力有大小,提出浮力大小與排開液體的多少有關(guān)的猜測,并進(jìn)一步提出浮力大小等于排開液體的重力的假設(shè)。做完實驗后,學(xué)生提出了許多看法,如:浮力可能跟泡沫塊浸入水的深度有關(guān);可能跟燒杯中的水有關(guān);可能跟泡沫塊的面積有關(guān)??等,還有一些看法并沒有結(jié)合實驗,如:浮力大小可能與液體密度有關(guān)??等,課堂上的實際情況并沒有按老師事先設(shè)計的方向發(fā)展。課后,通過教研員、執(zhí)教教師和學(xué)校教研組的反思、討論和交流,我們發(fā)現(xiàn)之所以學(xué)生的探究方向發(fā)生偏移,與教師創(chuàng)設(shè)的情景和問題的設(shè)計有關(guān),一方面實驗的設(shè)計沒有將“排開的液體”凸現(xiàn)出來,另一方面學(xué)生的學(xué)習(xí)水平在客觀上是有差異的,針對不同層次的學(xué)生,所設(shè)計的問題也應(yīng)該是有差異的。于是,我們重新設(shè)計了小實驗[如圖2(a)、(b)所示],讓學(xué)生感受到浮力會增大的同時又看到了排開的水越來越多。根據(jù)學(xué)生的實際情況,將設(shè)問分為以下幾個層次:(1)“請描述一下你手的感覺和觀察到的實驗現(xiàn)象”(2)“手受到的力有什么變化”,“這說明了什么?”;(3)“結(jié)合剛才實驗中你的感受和觀察到的實驗現(xiàn)象,你覺得浮力的大小可能和什么有關(guān)?”。在第二次試教中,學(xué)生非常順利地進(jìn)入到老師事先設(shè)計的方案中。這給了我們一個這樣的啟示,情景具有誘導(dǎo)功能——創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)那榫?問題情景)不但可以激發(fā)興趣,引發(fā)問題、引導(dǎo)思考,同時也能誘導(dǎo)探究活動的方向。
在第一次試教中,我們還發(fā)現(xiàn)了這樣幾個問題:(1)雖然學(xué)生能夠根據(jù)情景提出浮力大小與排開液體的多少有關(guān)的猜測,但很難進(jìn)一步作出浮力大小等于排開液體的重力的假設(shè);(2)如果完全放手讓學(xué)生自己設(shè)計實驗方案進(jìn)行實驗來驗證假設(shè),限于學(xué)生的能力,只有極個別小組能順利完成,而大部分小組連實驗方案都未弄清,只是模仿別的小組,動動手而已,這樣既浪費了大量的時間,又無法使教學(xué)目標(biāo)得到落實,課堂教學(xué)效率低下。在我們又對原先的教學(xué)設(shè)計作了這樣的處理:(1)在學(xué)生提出浮力大小與排開液體的多少有關(guān)的猜測后,由教師直接設(shè)問“那么浮力大小是否就等于排開液體的多少?”,通過對“多少”應(yīng)該是指哪一個物理量的討論,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步作出浮力大小等于排開液體的重力的假設(shè)。(2)在實驗前安排學(xué)生討論、交流實驗方案,一方面通過學(xué)生間的相互交流、思維碰撞,可以逐步優(yōu)化實驗方案;另一方面也為一部分存在困難的學(xué)生理清思路、明確操作方法。實踐證明,這些改進(jìn)方案確實起到了提高探究活動的效果和效率的作用。我們深刻地體會到,探究活動的組織和對學(xué)生探究能力的培養(yǎng),應(yīng)該循序漸進(jìn),由簡單到復(fù)雜,從有序到無序,探究活動中要結(jié)合學(xué)生的實際情況,如果讓學(xué)生一步進(jìn)入較高的探究要求,就會使學(xué)生迷失方向。另外,在學(xué)生的探究活動中,教師決不應(yīng)該是一位旁觀者,應(yīng)該是參與者、學(xué)習(xí)者、組織者、指導(dǎo)者和評價者,學(xué)生的探究應(yīng)當(dāng)是在教師適時、適度的引導(dǎo)下進(jìn)行。
在試教中,教師安排學(xué)生進(jìn)行分組實驗,讓每一大組實驗情況各不相同,而每個大組中的各小組的實驗情況相同,想通過對小組交流和大組交流的形式,歸納得出阿基米德原理。讓學(xué)生感悟“合作”的重要性,經(jīng)歷完全歸納的科學(xué)過程。但由于大組中各小組間的位置安排是縱向的,相對距離較遠(yuǎn),使小組交流的目的很難實現(xiàn),學(xué)生所歸納的結(jié)論只代表個人意見,無法感受合作的作用,也無法體會科學(xué)歸納是需要多次實驗的。這樣一個細(xì)小的環(huán)節(jié)就導(dǎo)致這部分設(shè)計的目標(biāo)得不到落實,讓我們深刻體會到了“細(xì)節(jié)決定成敗”,在活動的設(shè)計中,應(yīng)關(guān)注細(xì)節(jié)問題。
阿基米德原理是初中物理教學(xué)的重要內(nèi)容,在力學(xué)知識的學(xué)習(xí)過程中起著承上啟下的作用。學(xué)好這部分內(nèi)容既有利于深入理解液體壓強(qiáng)、壓力、二力平衡和二力合成等知識,又為進(jìn)一步學(xué)習(xí)機(jī)械效率打好了基礎(chǔ)。由于這部分內(nèi)容涉及到的計算公式比較多,內(nèi)容又有一定的難度,學(xué)生學(xué)起來總有種望而生畏的感覺。因此,教學(xué)過程中我注重學(xué)生對知識的理解,通過實驗、推理等方法,努力激發(fā)使這一部分教學(xué)不枯燥,爭取調(diào)動全體學(xué)生學(xué)習(xí)興趣提高學(xué)生成績。
我所教的班級,學(xué)生學(xué)習(xí)意識比較淡漠,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)比較差,在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)的問題主要表現(xiàn)在:學(xué)習(xí)很被動、計算能力比較差。在前面的教學(xué)過程中,已經(jīng)重點強(qiáng)調(diào)了相關(guān)內(nèi)容,為進(jìn)一步學(xué)習(xí)《阿基米德原理》做好了準(zhǔn)備。如何調(diào)動他們的學(xué)習(xí)興趣是一個關(guān)鍵問題。
1、知識與技能:
(1)經(jīng)歷從提出猜想和假設(shè)到進(jìn)行實驗探究的過程,發(fā)現(xiàn)浮力的大小與液體的密度及排開液體的體積有關(guān)。理解阿基米德原理,學(xué)會一種計算浮力的方法。
(2)進(jìn)一步練習(xí)使用彈簧測力計測力。
2、過程與方法:
(1)經(jīng)歷科學(xué)探究,培養(yǎng)探究意識,發(fā)展科學(xué)探究能力。
(2)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析概括能力,發(fā)展學(xué)生收集、處理、交流信息的能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀:
(1)增加對物理學(xué)的親近感,保持對物理和生活的興趣。增進(jìn)交流與合作的意識。
(2)通過阿基米德原理的學(xué)習(xí),使學(xué)生認(rèn)識到規(guī)律是可以被認(rèn)識的,并可利用規(guī)律去解釋自然現(xiàn)象。
(3)保持對科學(xué)的求知欲望,勇于、樂于參與科學(xué)探究。
(1)重點:浮力概念,阿基米德原理。
(2)難點:
①探索阿基米德原理的實驗設(shè)計及操作過程;
②對阿基米德原理的理解。
鐵架臺、燒杯、圓柱小物塊、圓柱小木桶(與小物塊體積相同)、溢水杯、彈簧測力計。
實驗、猜想與推理,啟發(fā)式教學(xué),討論法
一、新課引入
我們已經(jīng)認(rèn)識了浮力,并且得到了三種計算浮力的方法,它們分別是(師生共同回憶,教師板書):
1、當(dāng)物體漂浮在液面上時,其所受浮力F浮=G物;
2、用彈簧秤測定物體浮力。把物體掛在彈簧秤上,當(dāng)物體靜止時,彈簧秤的示數(shù)為F1,將物體浸入水中,彈簧秤的示數(shù)為F2,則物體所受浮力為F浮=F1—F2;
3、利用物體上、下表面的壓力差求得浮力:F浮=F下—F上。
師生討論:這三種方法都有其局限性,第一種只適用于計算漂浮在液面上的物體所受浮力,第二種不適用于質(zhì)量過大的物體,第三種不適用于形狀不規(guī)則的物體。
教師;今天我們學(xué)習(xí)一種既簡單又普遍適用的方法,這種方法是20xx年前由古希臘學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)的,所以稱之為阿基米德原理。(板書:阿基米德原理)。
二、進(jìn)行新課
1、創(chuàng)設(shè)問題情境
教師:首先,我們一起來做兩個實驗:
實驗一:每組分發(fā)一塊大小相等的橡皮泥(當(dāng)眾分發(fā),增加可信度),給大家3—5分鐘的時間,利用橡皮泥做一條小船,看哪一組的船裝"貨物"最多"貨物"是規(guī)格相同的釘子。
分組實驗:
(由于問題具有挑戰(zhàn)性且貼近學(xué)生實際,極大地調(diào)動了同學(xué)們的積極性,各組成員分工協(xié)作,爭先恐后,開始行動。有的用手捏,有的先用筆桿軋成"餅",再把四周折起,做成"船",做完后紛紛放入水中,投放"貨物"。"……10、11、12……20……"。在這九個組中,有八個組"裝貨"在十個以上,有兩個組在20枚釘子以上。在整個過程中,同學(xué)們興奮不已,繼而每個同學(xué)卻為自己的"小船"最終"沉沒"而惋惜頓足。雖然老師還沒有提出做船的目的,但事實上他們在做的過程中都在思考著這樣一個問題:"怎樣做,才能裝貨更多?")
實驗二:請同學(xué)們拿出自備的空易拉罐,慢慢地壓入水中,感受手掌受力變化。(教師示范表演)
2、提出問題
教師:通過前面的兩個實驗,請大家思考這樣一個問題:浮力的大小可能與什么因素有關(guān)?
3、猜想與假設(shè)
教師:請同學(xué)們根據(jù)前面的兩個實驗作出自己的猜想,并說出猜想的根據(jù)。(正如課前預(yù)料,同學(xué)們紛紛作出反應(yīng))
學(xué)生:底面積,因為把船底做大,"貨物"裝的才多;物體密度,有些物體在水中漂浮,有些物體則會沉底;液體密度,因為同一物體在水中可以沉底,在水銀中則可以漂??;浸入液體的深度,因為易拉罐越往下壓,越費勁;浸入液體的深度和物體的底面積,因為用粗細(xì)不同的易拉罐,壓入水中相同的深度,用力大小不同。
教師:(把各種猜想結(jié)果寫在黑板上)我們今天著重研究浮力與浸入液體的深度和物體的底面積是否有關(guān)。(并引導(dǎo)學(xué)生取得共識)這就是浮力與物體浸入液體的體積,也就是物體排開液體的體積是否有關(guān)?有什么關(guān)系?但是測量液體體積的量筒,對少量液體而言,誤差是比較大的。對某種確定的物質(zhì)而言,體積和質(zhì)量、重力是—一對應(yīng)的。為了測量的方便(從結(jié)果出發(fā)指導(dǎo)實驗),我們研究浮力與物體排開液體的重力之間的關(guān)系。
4、制定計劃(設(shè)計實驗)
教師:我們應(yīng)該如何設(shè)計實驗去驗證我們的猜想?
(經(jīng)過組內(nèi)同學(xué)之間的交流,大部分同學(xué)可以確定研究方案)用彈簧秤測量物體所受浮力,用老師提供的紙杯把物體從溢水杯中排出的水收集起來,用彈簧秤測定其重力。最后尋找并比較兩者之間的關(guān)系。
5、收集證據(jù)(進(jìn)行實驗)
學(xué)生活動一:分組實驗探究浮力的大小。
6、分析論證分組分析數(shù)據(jù)
在得到測量結(jié)果后,同學(xué)們自發(fā)地對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。各組交流:他們發(fā)現(xiàn)物體所受浮力大小等于物體排開液體所受重力之大小,即F浮=G排。從而得出阿基米德原理:
浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力的大小。
其公式表達(dá)式為:F浮=G排=m排g=ρ液V排g。
7、運用阿基米德原理解題。
學(xué)生活動二:自主學(xué)習(xí)課本91—92頁例題。
交流討論運用阿基米德原理解題正確解題過程。
三、課堂小結(jié):通過本節(jié)課你學(xué)到了什么?學(xué)生交流展示,進(jìn)行評價。
四、鞏固新課:93頁自我評價與作業(yè)。
9.2阿基米德原理
一、阿基米德原理:
浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力的大小。
二、其公式表達(dá)式為:F浮=G排=m排g=ρ液V排g
三、通過實驗表明:浸在液體中的物體受到的浮力大小只與液體的密度和物體排開的液體的體積有關(guān)。
(一)教學(xué)要求:
1.知道驗證阿基米德原理實驗的目的、方法和結(jié)論。
2.理解阿基米德原理的內(nèi)容。
3.會運用阿基米德原理解答和計算有關(guān)浮力的簡單問題。
(二)教具:
學(xué)生分組實驗器材:溢水杯、燒杯、水、小桶、彈簧秤、細(xì)線、石塊。
(三)教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問:
1.浮力是怎樣產(chǎn)生的?浮力的方向是怎樣的?
2.如何用彈簧秤測出浸沒在水中的鐵塊所受浮力的大小。要求學(xué)生說出方法,并進(jìn)行實驗,說出結(jié)果。
3.物體的浮沉條件是什么?物體浮在液面的條件是什么?
二、進(jìn)行新課
1.引言:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了浮力產(chǎn)生的原因。下面來研究物體受到的浮力大小跟哪些因素有關(guān)系?下面我們用實驗來研究這一問題。
2.阿基米德原理。
學(xué)生實驗:實驗1。
②按本節(jié)課文實驗1的說明,參照圖12-6進(jìn)行實驗。用溢水杯替代“作溢水杯用的燒杯”。教師簡介實驗步驟。說明注意事項:用細(xì)線把石塊拴牢。石塊浸沒在溢水杯中,不要使石塊觸及杯底或杯壁。接水的小桶要干凈,不要有水。
結(jié)論:_________________________________
④學(xué)生分組實驗:教師巡回指導(dǎo)。
⑤總結(jié):
由幾個實驗小組匯報實驗記錄和結(jié)果。
總結(jié)得出:浸沒在水中的石塊受到的浮力跟它排開的水重相等。
3.學(xué)生實驗本節(jié)課文中的實驗2。
①明確實驗?zāi)康模焊≡谒系哪緣K受到的浮力跟它排開的水重有什么關(guān)系?
②實驗步驟按課本圖12-7進(jìn)行
③將實驗數(shù)據(jù)填在下表中,并寫出結(jié)論。(出示課前寫好的小黑板)
結(jié)論:_________________________________
④學(xué)生分組實驗、教師巡回指導(dǎo)。
⑤總結(jié):
幾個實驗小組分別匯報實驗記錄和結(jié)果。
教師總結(jié)得出:漂浮在水上的木塊受到的浮力等于它排開的水受到的重力。
說明:實驗表明,木塊漂浮在其他液體表面上時,它受到的浮力也等于木塊排開的液體受到的重力。
4.教師總結(jié)以上實驗結(jié)論,并指出這是由2000多年前希臘學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)的著名的阿基米德原理。
板書:“
二、阿基米德原理
1.浸入液體里的物體受到的浮力等于它排開的液體受到的重力”
教師說明:
根據(jù)阿基米德原理可得出計算浮力大小的數(shù)學(xué)表達(dá)式,即:F浮=G排液=ρ液·g·V排。
介紹各物理量及單位:并板書:“F浮=G排液=ρ液·g·V排”
指出:浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)。強(qiáng)調(diào)物體全浸(浸沒)在液體中時V排等于物體的體積,部分浸入液體時,V排小于物體的體積。
例1:如圖12-3所示(教師板圖),A、B兩個金屬塊的體積相等,哪個受到的浮力大?
教師啟發(fā)學(xué)生回答:
由于,F(xiàn)浮=G排液=ρ液·g·V排,A、B浸入同一容器中的液體,ρ液相同,但,VB排VA排,所以FB浮FA浮,B受到的浮力大。
例2:本節(jié)課本中的例題。
提醒學(xué)生注意:
(1)認(rèn)真審題、弄清已知條件和所求的物理量。
(2)確定使用的物理公式,理解公式中每個符號所代表的物理量。在相同的物理量符號右下角寫清角標(biāo),以示區(qū)分:
(3)解題過程要規(guī)范。
5.教師講述:阿基米德原理也適用于氣體。體積是1米3的氫氣球,在空氣中受到的浮力等于這個氣球排開的空氣受到的重力。
板書:“2.阿基米德原理也適用于氣體。
浸在氣體里的物體受到的浮力等于它排開的氣體受到的重力。”
三、小結(jié)本節(jié)重點知識:阿基米德原理的內(nèi)容。計算浮力大小的公式。
四、布置作業(yè):本節(jié)課文后的練習(xí)1~5各題
一、 說教材。
1、教材的地位作用。
這一節(jié)課是第九章的核心內(nèi)容,又是初中物理的一個重點內(nèi)容。
2、教學(xué)目標(biāo)的確定。
阿基米德原理是通過實驗來研究浮力規(guī)律,所以這節(jié)課又是通過學(xué)生自主探究、經(jīng)歷科學(xué)探究過程、培養(yǎng)各種能力的好素材。所以,確定這節(jié)課的目標(biāo)如下:
(1)知道阿基米德原理,會用阿基米德原理解決一些簡單的問題。
(2)經(jīng)歷探究阿基米德原理的實驗過程,進(jìn)一步練習(xí)使用彈簧測力計測浮力。
(3)通過阿基米德原理的探究活動,體會科學(xué)探究的樂趣;通過運用阿基米德原理解決實際問題,意識到物理與生活的密切聯(lián)系。
3、教學(xué)的重點與難點。
重點:阿基米德原理及其探究過程。
難點:正確理解阿基米德原理的內(nèi)容。
二、說教法
這一節(jié)課以啟發(fā)性教學(xué)、討論法、交流學(xué)習(xí)法、實驗法,歸納法為主,并使用多媒體等工具輔助教學(xué)。為保證學(xué)生的實驗?zāi)軌蚝侠?、有序地進(jìn)行,引導(dǎo)學(xué)生通過 下列問題來明確實驗步驟:
①實驗的目的是什么?
②浮力大小怎樣測量?
③怎樣收集的水恰為排開的水?如何測排開的水的重力?
④怎樣安排實驗順序最為合理,為什么?
三、說學(xué)法
作為八年級的學(xué)生,他們已經(jīng)掌握了一定的物理實驗基本技能,例如:怎樣使用彈簧測力計測量力大小。同時,他們上一節(jié)課已經(jīng)學(xué)習(xí)了《認(rèn)識浮力》,掌握了怎樣測量浮力的大小。在學(xué)生有一定的動手能力和理論知識的前提下,讓學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自主進(jìn)行實驗探究并得出實驗結(jié)論是可行的,這樣既可以發(fā)揮學(xué)生在課堂上的主體能動作用和培養(yǎng)學(xué)生的各種能力,學(xué)生也能接受和完成任務(wù)。
四、 說教學(xué)過程
1、 新課引入
通過學(xué)生實驗,讓學(xué)生體驗物體在液體中受到浮力的作用。同時通過設(shè)計問題,引導(dǎo)學(xué)生尋求浮力大小與排開液體的關(guān)系。同時也體現(xiàn)了從生活到物理的理念。
2、 探究浮力的大小
(1)猜想
通過實驗并設(shè)計問題讓學(xué)生討論的形式,引導(dǎo)學(xué)生提出猜想。
(2)制定計劃與設(shè)計實驗
這個實驗難度較大,涉及的器材多,步驟繁瑣,為保證學(xué)生的實驗?zāi)軌蚝侠?、有序地進(jìn)行,引導(dǎo)學(xué)生通過 下列問題來明確實驗步驟:
①實驗的目的是什么?
②浮力大小怎樣測量?
③怎樣收集的水恰為排開的水?如何測排開的水的重力?
④怎樣安排實驗順序最為合理,為什么?
通過討論,要達(dá)到的目的有三點,第一,設(shè)計、討論實驗的可行性,發(fā)展思維水平,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。第二、培養(yǎng)學(xué)生初步的提出問題、解決問題能力。第三、學(xué)習(xí)擬定簡單的實驗方案。
(3)分析與論證。
實驗完畢后,各小組對自己得到的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。教師提問:浮力的大小與物體排開液體的重力有怎樣的關(guān)系呢?進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生得出實驗結(jié)論:浸在液體里的 受到豎直向上的浮力,浮力的大小等于被物體排開的液體的重力。
(4)正確理解阿基米德原理的內(nèi)容。
通過實物演示讓學(xué)生形象直觀地認(rèn)識“物體浸在液體中的兩種情況”。
全部浸入(浸沒):V排=V物
部分浸入:V排=V浸<V物
3、 練習(xí)
通過設(shè)計習(xí)題讓學(xué)生加深對阿基米德原理的理解,同時也讓學(xué)生運用阿基米德原理解決生活中一些簡單的問題。體現(xiàn)了從物理走向生活的理念。
4、 課堂小結(jié)
讓學(xué)生通過思考自己對節(jié)課進(jìn)行小結(jié),這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的歸納能力。
5、 布置作業(yè)
通過布置作業(yè),讓學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解,同時也可以鞏固新學(xué)的知識。
五、教學(xué)反思
這節(jié)課的設(shè)計主旨,面向全體學(xué)生,突出科學(xué)探究過程,讓學(xué)生經(jīng)歷探究阿基米德原理的實驗過程,體會科學(xué)探究的樂趣;通過運用阿基米德原理解決實際問題,意識到物理與生活的密切聯(lián)系。
本節(jié)課的亮點有:
一、注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在這一節(jié)課的開始,以學(xué)生實驗的方式讓學(xué)生體驗物體在液體中受到浮力的作用,并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想、制定計劃與設(shè)計實驗。 然后以學(xué)生分組實驗的方式,讓學(xué)自己動手去完成“探究浮力的大小”這個實驗,并引導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)進(jìn)而得出實驗結(jié)論。這樣不僅符合新課標(biāo)的要求,也能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,充分發(fā)揮學(xué)生在物理教學(xué)中的主體作用,更有利于提高物理課堂的學(xué)習(xí)效率。
二、 重點突出、難點突破??v觀整節(jié)課是突出了阿基米德原理的實驗探究過程。對于正確理解阿基米德原理的內(nèi)容的這一難點,采用了教師拿實物演示的方法來突破,使學(xué)生形象直觀地認(rèn)識到物體浸在液體中的兩種情況。
三、教學(xué)環(huán)節(jié)齊全、教學(xué)思路清晰、環(huán)節(jié)過渡自然。
四、體現(xiàn)了從生活走向物理,從物理走向社會的理念。
本節(jié)課的不足之處:
一、在課堂上沒有和學(xué)生打成一片,使得課堂氛圍不夠活躍。
二、在授課過程中語言沒有幽默感,語調(diào)千篇一律。
三、上課時間把握的不夠合理。
四、板書設(shè)計的不夠合理。
一、教學(xué)目標(biāo):
1.知識目標(biāo):
知道什么情況下物體受浮力;知道與浮力大小有關(guān)的因素;理解阿基米德原理。 2.能力目標(biāo):
能用已掌握的知識,根據(jù)實驗?zāi)康模O(shè)計、完成實驗,得出實驗結(jié)論并歸納出阿基米德原理的內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察、實驗?zāi)芰Γ醪降姆治?、概括能力?3.情感目標(biāo):
在觀察實驗的基礎(chǔ)上,歸納、概括出物理規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué),探求真理的愿望。
二、教學(xué)重難點:
1.重點:浮力的概念,阿基米德原理。
2.難點:浮力產(chǎn)生的原因;設(shè)計實驗,歸納出實驗定律。
三、教具:
1.演示用:彈簧測力計、溢水杯、水、圓柱形金屬物(鉛塊)、石塊、細(xì)線、小桶、杠桿、籃球、打氣筒、氣針、氣球、長圓柱形玻璃筒。
2.學(xué)生用:兩人一組。每組配備器材有彈簧測力計、燒杯、水、石塊、細(xì)線、小桶。
四、教學(xué)方法:
實驗探究法。
五、課時:
1課時
六、課型:
實驗探究課
七、教學(xué)過程:
(一) 引入新課:
講述:萬噸巨輪,在水中為什么不下沉?熱氣球為什么能騰空而起?這些現(xiàn)象都與浮力有關(guān)。這是一個有關(guān)浮力的問題。那么什么是浮力?它的大小與哪些因素有關(guān)呢?今天我們就來學(xué)跟浮力有關(guān)的阿基米德原理。
(二) 進(jìn)行新課:
1、 什么是浮力?
設(shè)置情景:如圖1所示。
置疑:為什么金屬塊沉在水底,木塊浮在水面? 充分讓學(xué)生猜想假設(shè),學(xué)生可能會有如下想法:
① 木塊受到水對它的浮力,所以浮了起來。
② 金屬塊比木塊重,不受浮力。
③ 金屬塊比木塊密度大,不受浮力。
④ 金屬塊沉在水底,所以未受到水的浮力。
釋疑:實驗探究1(探究過程如圖
2、圖
3、圖
4、圖
5、圖6所示。) 圖2彈簧測力計有示數(shù);圖3木塊放入水中后,彈簧測力計無示數(shù); 圖4木塊比金屬塊重,卻浮在水面; 圖5金屬塊沉入水底,金屬盒卻浮在水面; 圖6加水前后彈簧的形變不同。
圖
2、圖3探究說明猜想①正確,木塊在水中受浮力; 圖4探究說明猜想②錯誤; 圖5探究說明猜想③錯誤;
圖6探究說明猜想④錯誤,金屬塊在水中也受浮力。
探究表明,無論物體是沉是浮、是輕是重、密度是大是小,在液體中都受到一個向上 的托力。
結(jié)論:物理學(xué)中把液體對浸在其中的物體的向上的托力叫做浮力。 教師及時引導(dǎo)學(xué)生歸納出兩個實驗結(jié)論:
①液體和氣體都會對浸在其中的物體產(chǎn)生豎直向上的浮力;
②稱重法測浮力:浮力=物體重-物體在液體中的彈簧測力計示數(shù),即F=G-F’。
再置疑:不同物體受到的浮力大小是否相同,浮力的大小與哪些因素有關(guān)?
2、 浮力的大小與哪些因素有關(guān)
由死海不死及日常經(jīng)驗引發(fā)學(xué)生思考,再提出猜想與假設(shè)。
教師在這里要注意學(xué)生發(fā)散性思維,學(xué)生除了提出浮力的大小和液體的密度及排開液 體的體積有關(guān)以外,還可能提出浮力和物體的重力、體積等有關(guān),教師應(yīng)予以鼓勵。
進(jìn)行課本中P125實驗探究2階段,一定在先使學(xué)生弄清實驗?zāi)康暮头椒?,然后再?手實驗。
①對雞蛋加鹽上浮實驗,教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從力和運動狀態(tài)變化的關(guān)系來認(rèn)識,雞蛋由 靜止到運動是浮力增大,而浮力增大又是由于加鹽導(dǎo)致液體密度增大的結(jié)果。
②觀察物體浸在液體中的體積變化時,浮力是否變化的實驗,教師要向?qū)W生講明什么 是物體浸入部分的體積、排開液體的體積。(學(xué)生動手實驗)
師生共同歸納結(jié)論:物體在液體中所受的浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān),還與物 體排開液體的體積有關(guān),而與浸沒在液體中的深度無關(guān)。
3、 探究浮力的大小
課本中P126實驗探究3是在前面兩個探究實驗的基礎(chǔ)上,再進(jìn)一步定量分析,從而進(jìn) 入更高層次的研究。
在這一過程中,教師更應(yīng)發(fā)揮指導(dǎo)作用,由浮力的大小和液體的密度及排開液體的體 積有關(guān),進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到浮力的大小應(yīng)和排開液體的重力有關(guān) ,這樣才能使學(xué)生 有目的地進(jìn)行實驗探究。
由于學(xué)生第一次使用溢水杯,教師也應(yīng)作一介紹,并示范使用溢水杯的方法。 為了使學(xué)生真正認(rèn)識到總結(jié)規(guī)律應(yīng)具有普遍意義,課本中安排了石塊和金屬塊的兩組 實驗。有條件的還可以用不同的液體及體積相同的不同的金屬塊去進(jìn)行比較實驗。
教師巡視并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗、評估、分析在探究過程中哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題,并及時 糾正。
在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生完成了實驗探究過程后,由學(xué)生完成自己的實驗結(jié)論。教師要 全面準(zhǔn)確地介紹阿基米德原理的內(nèi)容。對學(xué)生實驗及時進(jìn)行肯定與表揚,使學(xué)生充分感受 探究的發(fā)現(xiàn)并獲成功的一種愉悅。
(三)、小結(jié):引導(dǎo)學(xué)生歸納出本節(jié)課的主要內(nèi)容:
1.什么是浮力
2.阿基米德原理的內(nèi)容及相關(guān)因素
3.求浮力的方法——彈簧測力計法(稱量法),阿基米德原理法(公式法)。
(四)、布置作業(yè)
八、板書設(shè)計
阿基米德原理
1.內(nèi)容:浸入液體里的物體受到向上的浮力, 浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。 2.公式:F浮=G排= m液·g=ρ液·g·V排 3.適用條件: 適于液體、氣體。
九、課后反思:
教學(xué)目標(biāo)
一、知識與技能
1、知道阿基米德原理,會求浮力的大??;
2、嘗試用阿基米德原理解決簡單的問題,能解釋生活中一些與浮力有關(guān)的物理現(xiàn)象。
二、過程與方法
1、經(jīng)歷科學(xué)探究浮力大小的過程,培養(yǎng)探究意識,提高科學(xué)探究能力;2.培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、概括能力,發(fā)展學(xué)生處理信息的能力;3.經(jīng)歷探究阿基米德原理的實驗過程,進(jìn)一步練習(xí)使用彈簧測力計測浮力。
三、情感、態(tài)度與價值觀
1、通過阿基米德原理的探究活動,體會科學(xué)探究的樂趣;
2、通過運用阿基米德原理解決實際問題,意識到物理與生活的密切聯(lián)系。教學(xué)重點
阿基米德原理的實驗探究及其應(yīng)用。教學(xué)難點
實驗探究浮力與排開液體重力的關(guān)系,正確理解阿基米德原理的內(nèi)容。教學(xué)方法
觀察、討論、實驗探究。課時安排
1課時教學(xué)準(zhǔn)備
學(xué)生用的實驗器材包括:彈簧測力計、石塊、細(xì)線、溢水杯、大燒杯、小桶、空飲料瓶、水等。
教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課
1、提問:(1)什么是浮力?(2)怎樣用彈簧測力計測浮力?(3)決定浮力大小的因素?
2、直接提出浮力的大小究竟與哪個或是哪些物理量有怎樣的定量關(guān)系?從而引出阿基米德這個科學(xué)家,進(jìn)而引出本節(jié)課的課題—《阿基米德原理》。
二、新課教學(xué)
1、阿基米德的靈感
(1)展示阿基米德鑒別王冠真假的故事和阿基米德的頭像,激發(fā)學(xué)生的興趣,并從故事中得到:物體浸在液體中的體積就等于物體排開液體的體積這個等量關(guān)系。并猜想浮力的大小與排開液體的體積與液體的密度有關(guān)。
(2)學(xué)生通過“想想做做”進(jìn)一步驗證“物體排開液體的體積越大,他所受的浮力越大”這個猜想。
(3)對猜想進(jìn)行推理得出浮力的大小跟排開液體的重力有關(guān)。
2、探究—浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系。(1)學(xué)生討論并設(shè)計實驗方案。
(2)教師出示實驗過程圖片并介紹溢水杯和注意事項。(3)學(xué)生進(jìn)行實驗并記錄數(shù)據(jù)。(4)各小組進(jìn)行數(shù)據(jù)展示。
(5)分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:浮力的大小等于它排開液體所受的重力。
3、阿基米德原理
(1)內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。(2)數(shù)學(xué)表達(dá)式:F浮=G排液=ρ液·g·V排。
(3)適用范圍:液體和氣體(F浮=G排=ρ氣gV排)
4、例題:有一重7N的鐵球,當(dāng)它浸沒在水中時受的浮力多大?(g=10N/Kg)
三、課堂練習(xí):
1、比較下列物體受的浮力
(1)如圖所示,A、B兩個物體的體積相等,哪個受到的浮力大?
(2)如圖所示,A、B兩個金屬塊的體積相等,哪個受到的浮力大?
2、傳說有一天,阿基米德跨進(jìn)盛滿水的浴缸時,看見浴缸里的水向外溢,澡盆的水溢出給了阿基米德啟發(fā),由此他鑒別出了國王的王冠是否由純金所制。若阿基米德坐進(jìn)去后排開400牛的水,則他受到的浮力為
N。
3、20xx年7月,我國首臺自主設(shè)計自主集成的,體積約為50m3的潛水器蛟龍?zhí)?,順利完?000米級海底試驗主要任務(wù),求那時蛟龍?zhí)柺艿降母×槎嗌倥#?g=10N/kg
ρ海水=1×103kg/m3)
四、談?wù)勈斋@:
五、課后作業(yè):課本56頁
3、4題
六、板書設(shè)計
第2節(jié)
阿基米德原理求浮力的方法
(1)稱量法:F浮=G物-F示
(2)阿基米德原理法:F浮=G排液=ρ液·g·V排教學(xué)反思:
(一)教學(xué)要求:
1.知道驗證阿基米德原理實驗的目的、方法和結(jié)論。
2.理解阿基米德原理的內(nèi)容。
3.會運用阿基米德原理解答和計算有關(guān)浮力的簡單問題。
(二)教具:
實驗器材:溢水杯、燒杯、水、小桶、彈簧秤、細(xì)線、石塊。
(三)教學(xué)過程
一、復(fù)習(xí)提問:
1.浮力是怎樣產(chǎn)生的?浮力的方向是怎樣的?
2.如何用彈簧秤測出浸沒在水中的鐵塊所受浮力的大小。要求學(xué)生說出方法,并進(jìn)行實驗,說出結(jié)果。
3.物體的浮沉條件是什么?物體浮在液面的條件是什么?
二、進(jìn)行新課
1.引言:我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了浮力產(chǎn)生的原因。下面來研究物體受到的浮力大小跟哪些因素有關(guān)系?下面我們用實驗來研究這一問題。
2.阿基米德原理。
實驗1①簡介溢水杯的使用:將水倒入溢水杯中,水面到達(dá)溢水口。將物體浸入溢水杯的水中,被物體排開的這部分水從溢水口流出。用空小桶接住流出的水,桶中水的體積和浸入水中物體的體積相等。
②按本節(jié)課文實驗1的說明,參照圖7—24進(jìn)行實驗。用溢水杯替代“作溢水杯用的燒杯”。教師簡介實驗步驟。說明注意事項:用細(xì)線把石塊拴牢。石塊浸沒在溢水杯中,不要使石塊觸及杯底或杯壁。接水的小桶要干凈,不要有水。
③將所測得的實驗數(shù)據(jù)填在下表中,結(jié)論:_________________________________
④學(xué)生分組實驗:教師巡回指導(dǎo)。
⑤總結(jié)得出:浸沒在水中的石塊受到的浮力跟它排開的水重相等。
說明:如果換用其他液體來做上述實驗,結(jié)論也是一樣。即使物體不是浸沒,而是一部分體積浸入液體中,它所受的浮力的大小也等于它排開的液體受到的重力。
3.教師總結(jié)以上實驗結(jié)論,并指出這是由20xx多年前希臘學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)的著名的阿基米德原理。
板書:“二、阿基米德原理1.浸入液體里的物體受到的浮力等于它排開的液體受到的重力”
教師說明:根據(jù)阿基米德原理可得出計算浮力大小的數(shù)學(xué)表達(dá)式,即:F浮=G排液=ρ液gV排。
介紹各物理量及單位:并板書:“F浮=G排液=ρ液gV排”
指出:浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)。強(qiáng)調(diào)物體全浸(浸沒)在液體中時V排等于物體的體積,部分浸入液體時,V排小于物體的體積。例1:如圖12—3所示(教師板圖),A、B兩個金屬塊的體積相等,哪個受到的浮力大?
教師啟發(fā)學(xué)生回答:由于,F(xiàn)排液=ρ液gV排,A、B浸入同一容器中的液體,ρ液相同,但,VB排VA排,所以FB浮FA浮,B受到的浮力大。
例2:本節(jié)課本中的例題。
提醒學(xué)生注意:
(1)認(rèn)真審題、弄清已知條件和所求的物理量。
(2)確定使用的物理公式,理解公式中每個符號所代表的物理量。在相同的物理量符號右下角寫清角標(biāo),以示區(qū)分:
(3)解題過程要規(guī)范。
5.教師講述:阿基米德原理也適用于氣體。體積是1米3的氫氣球,在空氣中受到的浮力等于這個氣球排開的空氣受到的重力。
板書:“2.阿基米德原理也適用于氣體。
浸在氣體里的物體受到的浮力等于它排開的氣體受到的重力。”
三、小結(jié)本節(jié)重點知識:阿基米德原理的內(nèi)容。計算浮力大小的公式。
四、布置作業(yè):本節(jié)課文后的練習(xí)1、2、3各題
(一)教材:《物理通報》編初中物理第一冊
(二)教學(xué)目標(biāo)(用小黑板展示)
1 知道阿基米德原理的內(nèi)容和運用范圍。
2 理解阿基米德原理。
3 會用阿基米德原理計算簡單的浮力問題。
(三)教學(xué)過程
1 診斷性目標(biāo)測試
1.1 什么叫浮力?它的方向朝哪?
學(xué)生:浸在液體或氣體里的物體,都要受到液體或氣體向上托的作用。這種作用力叫浮力。它的方向是豎直向上的。
1.2 浮力產(chǎn)生的原因是什么?
學(xué)生:浸沒在液體中的物體受到向上的壓力比向下的壓力大,這個上下的壓力差就是浮力產(chǎn)生的原因。
2 新課教學(xué)
2.1 通過實驗觀察、提問、引入新課。
教師將一個癟的空牙膏管放進(jìn)一個盛水的容器里,則見它沉入水底(課前布置學(xué)生帶一個空牙膏管和一只杯子,進(jìn)行邊教邊讓學(xué)生自己動手做實驗)。這時教師提問:這個癟的空牙膏殼為什么沉不下去呢?學(xué)生答:因為這個牙膏管比水重。
教師對于學(xué)生這樣的回答,即不肯定也不否定。接著將癟的牙膏管整成鼓狀,再放進(jìn)水里,鼓的牙膏管卻浮于水面并未下沉(圖1)。這時教師提問:為什么同一個牙膏管(其重力不變),癟的就下沉,而鼓的就上浮呢?
學(xué)生面對這種“矛盾”的事實,思想活躍,開動腦筋尋找理由來進(jìn)行解釋。這時教師讓學(xué)生進(jìn)行討論。在討論中有些學(xué)生想到:鼓的牙膏管體積變大了,它受到的浮力也變大了,所以上浮了。在這個過程中教師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生思考,提出問題:牙膏管浮在水面時,它受到幾個力的作用?它們之間的關(guān)系怎樣?
學(xué)生答:受二個力作用,即重力和浮力。接著教師在空牙膏管中加一些細(xì)砂粒,并引導(dǎo)學(xué)生觀察牙膏管將隨著加進(jìn)去的重物的增多而逐漸下沉。
這時教師問:一個浸在水中的物體,它受到的浮力的大小,跟什么因素有關(guān)呢?讓學(xué)生從上述一系列的事實中,通過自己的.思考用自己的語言來回答。開始時,學(xué)生回答的不準(zhǔn)確,不完整,再讓同學(xué)們討論補充,然后通過分析、比較得出比較正確的結(jié)論:浸在水中的物體受到的浮力的大小跟它浸在水中的體積有關(guān),浸入的體積越大,它受到的浮力越大。
2.2 根據(jù)實驗、推理導(dǎo)出阿基米德原理。
通過上述實驗、觀察、分析、討論,學(xué)生對浮力的大小有了初步認(rèn)識,接著教師提出問題:浸在水中的物體受到的浮力究竟有多大呢?讓我們通過下面的兩種方法去研究它。
①實驗法導(dǎo)出阿基米德原理。
根據(jù)教科書(物理通報雜志社編北京出版社出版)118頁,演示圖2實驗,讓學(xué)生仔細(xì)觀察分析。溢水杯中盛水,使水面跟溢水杯管口相平,彈簧秤甲吊著鐵塊,彈簧秤乙吊著一個小容器,并使溢水杯中溢出的水能流入小容器中。
將鐵塊部分浸入水中,讓學(xué)生觀察、比較知道:彈簧秤甲減小的示數(shù)與彈簧秤乙增大的示數(shù)相等。再將鐵塊全部浸入水中,引導(dǎo)學(xué)生觀察甲、乙彈簧秤示數(shù)的變化。發(fā)現(xiàn)甲彈簧秤示數(shù)減小的仍等于乙彈簧秤示數(shù)增加的。這時教師進(jìn)行分析:甲彈簧秤示數(shù)減小的原因是因為鐵塊在水中受到浮力,浮力大小就是彈簧秤甲的示數(shù)減小數(shù)值,彈簧秤乙示數(shù)增加的原因就是因為溢水杯中流出的水使其重力增大。溢水杯溢出的水就是鐵塊在水中所排開的水。通過實驗、討論、分析得出結(jié)論:鐵塊在水中受到的浮力大小總是跟它排開水的重力相等。
然后提出把上述的鐵塊換成石塊和鋁塊等其他物體,把溢水杯中的水換成煤油或鹽水等其他液體,得出的結(jié)論仍相同。最后教師進(jìn)行總結(jié)得出阿基米德原理:浸在液體里的物體受到向上的浮力;浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。
上述通過實驗法已導(dǎo)出了阿基米德原理,為了使學(xué)生進(jìn)一步理解、掌握、應(yīng)用阿基米德原理。教師對阿基米德原理又做了幾點說明:a.物體在液體中,不論是部分浸入還是全部浸入,均受到浮力作用;b.浮力的大小和排開的液體所受的重力的大小相等;c.本原理不僅適用于液體,也適用于氣體;d.原理的教學(xué)表達(dá)式為
F浮=G排液
或 F浮=ρ液V排液g
或 F浮=ρ液V物浸g
②推理法導(dǎo)出阿基米德原理
為了使學(xué)生加深對阿基米德原理的理解,達(dá)到熟練應(yīng)用。教師又用了另外一種方法——推理法,導(dǎo)出了阿基米德原理。過程如下:
如圖3所示,一圓柱體浸入某液體中,上下底面都為S,高為h,則其體積為V=Sh,設(shè)圓柱體上底面的壓強(qiáng)為p0,則液體對上底面的壓力p0S,液體對下底面的壓強(qiáng)為:p0+ρ液gh,則下底面所受液體對它的壓力為:p0S+ρ液ghS。由浮力產(chǎn)生的原因可知:浸在液體中的物體所受浮力是由上下兩底面的壓力差產(chǎn)生的。即F浮=F下底-F上底,而F下的方向豎直向上,F(xiàn)上的方向豎直向下,且F下>F上。故浮力的方向與下底面所受壓力的方向一致,豎直向上。浮力大小為
F浮=F下-F上=p下S-p上S
=p0S+ρ液ghS-p0S=ρ液gsh
=ρ液V物浸g=ρ液V排液g=m排液g
=G排液
③例題:有一邊長為10厘米的正方體,完全浸入水中,它的上表面離水面10厘米,且與水面平行。計算正方體在水中所受的浮力大小。
對上述例題教師采用了計算壓力差和應(yīng)用阿基米德原理兩種方法講解(過程略)。
3 鞏固新課(略)
4 布置作業(yè)(略)
(四)教學(xué)說明
這節(jié)課在引入新課時,教師讓學(xué)生親自動手做實驗,學(xué)生對牙膏皮的沉浮即感到迷惑,又覺得有趣,從而激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。接著教師又用實驗法、推理法兩種不同的方法導(dǎo)出了阿基米德原理。實驗法直觀、簡明、易懂,推理法邏輯思維性強(qiáng)。通過兩種不同的方法導(dǎo)出阿基米德原理,使學(xué)生認(rèn)識由淺入深,由知道到理解,突出了重點,又突破了難點。接著教師又舉了一個例子,用兩種方法解答了它,使學(xué)生掌握了運用阿基米德原理解題的思路和方法,達(dá)到了理論聯(lián)系實際的目的,起到了良好的效果。
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