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课程简介:
本节课的内容是前面所学的力、二力平衡、密度计压强等内容的延伸,同时也是后面学习浮力应用的铺垫,是力学中的重点和难点。而且本节课内容涉及到大量生活中的现象,因此,本节课要与日常生活现象紧密结合,同时注重实验设计,让学生经历探究浮力的过程,体会和感悟实验方法对物理学习的重要性。
教学目标:
1. 通过观察、体验,了解浮力是怎样产生的。
2. 通过实验,探究影响浮力大小的因素,培养学生科学态度。
重点难点:
教学重点:用实验的方法探究影响浮力大小的因素。
教学难点:浮力产生的原因及影响浮力大小的因素。
教学流程:
新课导入
教师拿出一个很深的量筒,将一个乒乓球放进去,问谁有办法把乒乓球取出来,前提是不把量筒倒过来、不借助夹子等工具?
教师引导、学生思考讨论后回答:往量筒里加水,让乒乓球浮上来。
环节一:浮力的定义
教师:乒乓球为什么能上浮?这里面蕴含着什么知识?你还知道哪些生活中的例子?引出浮力的概念。
师生共同列举日常生活中常见的现象:鸭子、轮船漂在水面上,潜水艇在水中自由地上升和下潜,热气球载着重物飞上高空等。
学生体验:将木塞放入水中,并逐渐压入水底,然后放手,体会手的感觉,并观察木塞的运动情况。
通过观察、思考、讨论,得出浮力的定义:浸在液体中的物体受到液体向上的托力,这个力叫做浮力。
教师引导学生分析漂浮在水面上的乒乓球的受力情况。
环节二:探究浮力产生的原因
1. 提出问题
教师演示:把刚才的乒乓球换成一个玻璃球或金属块,物体沉入水底,问物体此时受不受浮力?如何证明?
2. 设计方案
引导学生思考,通过分析受力情况判断物体是否受到浮力:如果浸在水底的金属块不受浮力,那么杯底对金属块的支持力应该等于重力。转换思考:如果用一根绳子将金属块吊在水中,那么只需测量出绳子的拉力是否等于金属块的重力,即可判断出金属块是否受到浮力。
根据以上分析设计实验方案:用弹簧测力计测量铝块的重力,然后把铝块浸没在水中,观察弹簧秤的示数变化。
3. 实验探究:测量铝块浸没在水中所受的浮力。
4. 实验结论:铝块浸没在水中时,弹簧测力计示数变小了,说明浸入水中的铅块受到了浮力的作用。弹簧测力计示数减小的值就是浮力的大小。由此可见,浸没在液体中的物体也受到浮力的作用。
5. 分析浮力产生的原因:
圆柱体铝块浸没在水中,其侧面两两相对的部位距水面的深度相同。
教师:水给它们的压强是否相等?
学生:相等。
教师:水给它们的压力是否相等?
学生讨论:压力相等,方向相反。
教师:再来分析上下表面,上下两个表面虽面积相同,但是所处深度却不同。上表面深度浅,下表面深度深,因此下表面受到的水的压强要大于上表面的压强,而上下表面面积相同,所以下表面受到向上的压力比上表面受到向下的压力更大,这就是浮力产生的原因。
总结:浸入液体中的物体,下表面所受压力大于上表面所受压力,这就是浮力产生的原因。浮力的方向是竖直向上的。浮力的大小等于上下表面受到的压力差。
环节三:探究影响浮力大小的因素
1. 提出问题:浸入水中的物体受到的浮力都一样大吗?浮力的大小与什么因素有关?
2. 猜想假设:
①浮力大小是否跟物体浸没的深度有关?
②浮力的大小是否跟物体浸在液体中的体积有关?
③浮力的大小是否跟液体的密度有关?
3. 设计实验
教师:浮力大小可能跟这些因素有关,要研究它跟其中一个因素的关系应该采用什么方法?
学生:控制变量法。
教师:研究物理问题最好的方法就是实验。同学们的猜想是否正确,可以通过实验来验证。请同学们思考以下问题,讨论并设计出实验方案。
1) 浮力的大小如何测量?
可以利用弹簧测力计称量物体浸入液体前后的差值获得。
2) 控制变量法应注意哪些因素?
①研究浮力与深度关系时,要确保物体浸在液体中的体积不变。当物体完全浸没时,深度的变化不会影响体积。
②研究浮力与浸入体积的关系时,把一个柱状金属块竖直挂在弹簧测力计下,观察物体浸入体积逐渐增大时,弹簧测力计示数的变化。
③研究浮力与液体密度关系时,准备好密度不同的清水和浓盐水,确保不同液体中物体浸入的体积相同,观察哪个弹簧测力计示数变化得大。
4. 实验探究
教师巡回指导,引导学生分组实验。
5. 实验结论
总结归纳:物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大,浮力就越大。
板书设计:
1. 浮力:浸在液体中的物体受到液体向上的托力,这个力叫做浮力。
2. 浮力产生的原因:F向上 > F向下
F浮 = F向上 - F向下
浮力的方向:竖直向上
影响浮力大小的因素:浸在液体中的体积,液体的密度。
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