教學(xué)案例 《探究-影響浮力大小的因素》

《探究——影響浮力大小的因素》會(huì)澤縣第二中學(xué)校鄧惠瓊1、教材及學(xué)情分析：

本節(jié)是在學(xué)過(guò)力、二力合成、二力平衡、密度和液體內(nèi)部壓強(qiáng)的基礎(chǔ)上研究浮力，知識(shí)的綜合性高、能力要求高。內(nèi)容包括浮力的概念、浮力產(chǎn)生的原因、影響浮力大小的因素（阿基米德原理）三個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

教材突出新課標(biāo)的科學(xué)探究的新理念。從學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)和培養(yǎng)學(xué)生能力的高度出發(fā)，將上述三個(gè)知識(shí)點(diǎn)都設(shè)計(jì)為由實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論，讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、操作能力、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、運(yùn)用科學(xué)研究方法（控制變量法等）等各種探究能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物理的興趣。

浮力問(wèn)題本來(lái)是學(xué)生較熟悉的、感興趣的知識(shí)，但學(xué)生從日常生活中積累了一些片面的或錯(cuò)誤的觀念。針對(duì)這一問(wèn)題，教材利用學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)，并意圖在克服學(xué)生思維障礙的過(guò)程中發(fā)展學(xué)生的思維能力。對(duì)學(xué)生們都熟悉的“漂浮物體和上浮物體都受浮力”，教材不再討論，而是直接用實(shí)驗(yàn)研究“浸沒(méi)在水中的物體受不受浮力”，從而糾正學(xué)生認(rèn)為“浸沒(méi)在水中的物體不受浮力”的錯(cuò)誤觀念，簡(jiǎn)潔而鮮明。對(duì)于“影響浮力大小的因素”，學(xué)生可能錯(cuò)誤地認(rèn)為“物體浸沒(méi)得越深，受的浮力越大”，教材在作業(yè)的第3題建議學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究，既培養(yǎng)了學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，也讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)糾正了錯(cuò)誤的觀念，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。與過(guò)去的教學(xué)大綱相比，新教材在突出科學(xué)探究的新理念的同時(shí)，力求提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，密切聯(lián)系社會(huì)生活實(shí)際，還體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的課程理念。

2、教學(xué)目標(biāo)及要求

根據(jù)全面提高學(xué)生素質(zhì)的總體目標(biāo)與《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求和本節(jié)教材內(nèi)容以及學(xué)生已有的認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)，我確定本節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：

（1）知識(shí)與技能：

①通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)浮力，知道浸在液體中的物體受到向上托的力叫做浮力，知道浮力的方向是豎直向上。

②通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道浮力產(chǎn)生的原因是液體對(duì)物體有向上和向下的壓力差。

③通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，知道浮力的大小與哪些因素有關(guān)，知道阿基米德原理。

④會(huì)求出浮力的大小。

（2）過(guò)程與方法：

①通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究認(rèn)識(shí)浮力的過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)用類比的方法認(rèn)識(shí)浮力的方向和大小，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析概括能力。

②通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究浮力產(chǎn)生的原因，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和運(yùn)用知識(shí)分析歸納的能力。

③通過(guò)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生的猜想假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生有步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的條理性。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀：

①通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

②通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程的合作與交流，培養(yǎng)學(xué)生的交流意識(shí)、合作精神與能力。

3、難點(diǎn)和重點(diǎn)

根據(jù)新的課程標(biāo)準(zhǔn)以及教材內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況確定本節(jié)的重、難點(diǎn)：

（1）重點(diǎn)：浮力概念；阿基米德原理。

（2）難點(diǎn)：浮力產(chǎn)生的原因。

4、教學(xué)準(zhǔn)備：

皮球、銅柱、彈簧秤、溢水杯、橡皮泥、石塊、飲料桶、水杯、水、酒精、浮力產(chǎn)生原因演示儀

自制多媒體教學(xué)課間【教學(xué)過(guò)程】

一、設(shè)置情景，引入新課

師：展示圖片，這些圖片是我們?nèi)粘Ｉ钪械默F(xiàn)象，請(qǐng)問(wèn)這些物體為什么能浮在水面上？

生：受到浮力的作用。

二、進(jìn)行新課

1、認(rèn)識(shí)浮力。

師：今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)浮力。那么什么叫浮力呢？請(qǐng)大家仔細(xì)觀察，彈簧測(cè)力計(jì)下掛一重物，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力是多少？

生：(讀數(shù))

師：用手將物體輕輕托起，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力又是多少？

生：(讀數(shù))

師：對(duì)于同一物體來(lái)說(shuō)，為什么用手將物體托起時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)要比在空氣中時(shí)的示數(shù)要?。?/p>

生：物體受到手向上托的力。

師：手對(duì)物體向上托的力是多少？

生：F托=G-F

師：如果我將物體浸在液體中，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)又是多少？

生：（讀數(shù)）

師：與物體在空氣中時(shí)相比，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)又有什么變化？

生：減小

師：剛才物體因受到手對(duì)它向上托的力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就減小了，那么，這一次又是怎么回事呢？

生：因?yàn)榻谝后w中的物體受到液體對(duì)它向上的托力。

師：物理學(xué)中，我們把這個(gè)力就叫做浮力。我給浮力這樣下定義：一切浸在液體中的物體都受到液體對(duì)它向上托的力，這個(gè)力就叫做浮力。你們同意嗎？

生：同意。

師：那么浮力的方向向哪？你的依據(jù)是什么？

生：（分小組討論交流，從不同角度闡述理由。）

師：（板書(shū)浮力方向：豎直向上）通過(guò)剛才的實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們思考一下，你能否歸納出計(jì)算浮力大小的方法？

生：（思考后，將結(jié)論寫(xiě)在紙上。）

師：（投影多名學(xué)生寫(xiě)的結(jié)論，評(píng)價(jià)、鼓勵(lì)學(xué)生）（板書(shū)：F浮=G-F）

2、浮力產(chǎn)生的原因。

師：我們知道浸在液體中的物體會(huì)受到浮力的作用，那么浮力是怎樣產(chǎn)生的呢？現(xiàn)在有一正方體木塊浸沒(méi)在液體中，請(qǐng)同學(xué)們思考一下，木塊的6個(gè)表面所受到的壓力情況怎樣？

生：仔細(xì)觀察，思考。回答：在相同深度處，即前后左右四個(gè)表面受到的壓力大小相等，方向相反；在不同深度處，深度越深，物體表面所受到的壓力也就越大。

師：那么在前后左右四個(gè)表面所受到的壓力的合力怎樣？

生：合力為零

師：木塊的上下兩個(gè)表面所受到的壓力的合力又怎樣呢？

生：合力不為零，且豎直向上。

師：哪位同學(xué)能告訴我木塊所受到的浮力產(chǎn)生的原因？

生：（板書(shū)：浮力產(chǎn)生的原因：浮力就是液體對(duì)物體向上和向下的壓力差。）

3、影響浮力大小的因素。

師：我們雖然能計(jì)算出浮力的大小，但是浮力的大小究竟與哪些因素有關(guān)呢？現(xiàn)在請(qǐng)一位同學(xué)來(lái)給大家演示一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將飲料瓶慢慢向下壓入水桶中的過(guò)程中，體會(huì)一下手所受到的壓力大小變化情況，其他同學(xué)仔細(xì)觀察物體浸入液體中的體積變化情況。

生：（演示實(shí)驗(yàn)）

師：你有何感受？

生：慢慢向下壓的過(guò)程中，會(huì)感覺(jué)到手所受到的壓力越來(lái)越大。

師：為什么你的手受到的壓力會(huì)越來(lái)越大？

生：因?yàn)轱嬃掀吭谕聣旱倪^(guò)程中，所受到的浮力也就越來(lái)越大。

師：你們又觀察到了什么現(xiàn)象？

生：飲料瓶浸入液體中的體積逐漸變大。

師：根據(jù)剛才你們所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可知飲料瓶浸入液體中的體積越大，手所受到的壓力也就越大。你們同意這個(gè)觀點(diǎn)嗎？

生：同意。

師：請(qǐng)你根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)，猜想一下，浮力的大小可能與哪些因素有關(guān)？

生：（實(shí)驗(yàn)者面向全體同學(xué)談體會(huì)，學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分組討論、猜想、回答。）浮力的大小與物體浸入液體中的體積有關(guān)。

師：如果我這里面裝的不是水，而是水銀，你又有什么感受？

生：手所受到的壓力會(huì)更大。

師：手所受到的壓力會(huì)更大，也就是說(shuō)浸在水銀中的物體所受到的浮力怎樣？

生：浸在液體中的物體所受到的浮力會(huì)更大。

師：那么根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)，猜想一下，浮力的大小可能與哪些因素有關(guān)？

生：浮力的大小與液體的密度有關(guān)。

師：如何驗(yàn)證我們的猜想是否正確？

生：通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。（實(shí)驗(yàn)是檢驗(yàn)猜想是否正確的標(biāo)準(zhǔn)）

師：剛才同學(xué)們猜想出物體所受到的浮力可能與液體的密度和浸入液體部分的物體體積有關(guān)，在實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該采用什么方法？

生：控制變量法。

師：如果我要研究浸在液體中的物體所受到的浮力的大小與液體的密度有關(guān)，應(yīng)該怎樣做？

生：將同一物體完全浸在不同的液體中，通過(guò)讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，再通過(guò)F浮=G-F計(jì)算出浮力的大小進(jìn)行比較，就可以知道浸在液體中的物體所受到的浮力的大小與液體的密度的關(guān)系。師：同學(xué)們請(qǐng)看我們的桌上的物品，容器中裝的是鹽水，玻璃瓶中裝的是酒精，下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)剛才的提示。采用表格形式設(shè)計(jì)出你的實(shí)驗(yàn)方案。

生：學(xué)生討論，找到實(shí)驗(yàn)方案。

師：咱們一起來(lái)交流你的實(shí)驗(yàn)方案，看其他同學(xué)的想法是否跟你一樣，有沒(méi)有你想不到的，或是有沒(méi)有更好的想法是你想不到的。

生：交流。（在交流過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生采用控制變量法來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）

師：下面根據(jù)你的想法，或者用你認(rèn)為好的想法去做實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證我們的猜想。

生：進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

師：巡視，指導(dǎo)：如何使用控制變量法。

師：你的實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鼋Y(jié)論嗎？

生：能。

師：大家交流一下你得出的結(jié)論，看別的同學(xué)是否跟你的結(jié)論一致。

生：討論，回答。

結(jié)論：浸入液體中的物體所受到的浮力與液體的密度和浸入液體部分的物體體積有關(guān)。

三、歸納小結(jié)

師：請(qǐng)同學(xué)們，回顧一下，我們都有哪些收獲？

生：回顧，討論

師：哪位同學(xué)說(shuō)說(shuō)看，請(qǐng)大家交流交流

生：……

四、習(xí)題（課本習(xí)題）

【板書(shū)設(shè)計(jì)】

【課后反思】

第一、用彈簧秤和細(xì)線系著體積相同的規(guī)則的鐵塊，不規(guī)則的石塊，干木塊等，浸入水中后彈簧秤的示數(shù)減??；在水中游泳時(shí)感覺(jué)水有向上的托力等感性認(rèn)識(shí)出發(fā)，逐個(gè)進(jìn)行分析，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到浸在水中物體要受到水對(duì)它的浮力，從而糾正“輕的物體在液體中總是上浮的，所以受到浮力的作用；重的物體在液體中總是下沉的，因此不受浮力作用”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)．

第二、通過(guò)演示規(guī)則鐵塊和不規(guī)則的石塊隨著浸入水中體積的增大，彈簧秤的增數(shù)減小──使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到物體受到的浮力與其排開(kāi)液體的體積有關(guān)；當(dāng)物體完全浸入水中后，深度增加時(shí)彈簧秤示數(shù)不變──說(shuō)明“浸沒(méi)在液體中的物體在任何深度的浮力都相等”這一本質(zhì)聯(lián)系，從而摒棄那種“浮力的大小與物體浸沒(méi)在水中的深度成正比”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)．

第三、通過(guò)觀察鐵塊和石塊浸入水中后彈簧秤示數(shù)減小相同這一現(xiàn)象，使學(xué)生初步認(rèn)識(shí)：“體積相同的物體浸沒(méi)在水中受到水的浮力相同”這一本質(zhì)聯(lián)系，摒棄那種“浸沒(méi)入水中的物體受到的浮力與物體質(zhì)量、密度、形狀等有關(guān)”的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)．

第四、通過(guò)觀察木塊浸入水中的體積增大到一定程度彈簧秤的示數(shù)為零的現(xiàn)象，使學(xué)生了解：漂浮在水面的物體受到的浮力等于它的重力．

第五、在以上觀察和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)教材P144“一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方體，浸沒(méi)在密度為ρ的液體中，上表面在液體下面h1米處，如圖正方體上表面和下表面受到液體的壓力是多大？方向怎樣？”再加上“上下表面的壓力差是多少？”的計(jì)算分析，初步認(rèn)識(shí)浮力等于“液體作用在物體上下表面壓力差，浮力的方向豎直向上”這一本質(zhì)聯(lián)系，從而摒棄那種只有物質(zhì)在液體中上浮時(shí)才有浮力的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。

第六、通過(guò)演示阿基米德原理實(shí)驗(yàn)和上述計(jì)算所得到的浮力：F浮=水對(duì)物體上下表面的壓力差=pg(h1+L)?L2－pgh1L2=pgL3=pgV=pgV排=物體排開(kāi)的液體的重力(V排=V)．從實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)兩方面進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了“浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體受到的重力”這一本質(zhì)聯(lián)系，摒棄了那種浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體體積的模糊認(rèn)識(shí)．

由于氣體具有同液體相同的性質(zhì)，而氣體的密度很小，氣體對(duì)于體積不大的物體作用的浮力，通常小到難以覺(jué)察的程度，但熱氣球能載幾噸重的物體上天，說(shuō)明氣體對(duì)浸沒(méi)在它里面的物體也能產(chǎn)生浮力，阿基米德原理同樣適用于氣體．

把上述由個(gè)別現(xiàn)象所得出的知識(shí)加以綜合并進(jìn)行抽象和概括就能得到“浮力”的概念和“阿基米德原理”．在物理教學(xué)中，對(duì)感性材料進(jìn)行科學(xué)抽象時(shí)，必須有意識(shí)地突出本質(zhì)，摒棄非本質(zhì)，這是使學(xué)生形成概念、掌握規(guī)律的關(guān)鍵?！短骄俊绊懜×Υ笮〉囊蛩亍穼W(xué)案設(shè)計(jì)：

一、

預(yù)習(xí)課文，回答下列問(wèn)題：

1、

你能說(shuō)出曹沖稱象的故事嗎？他是用什么方法稱出大象的體重的？從這個(gè)故事你能說(shuō)出那些和物理有關(guān)的知識(shí)？2、

什么叫浮力？

（1）一切浸在液體中的物體，都受到液體對(duì)它

的力，叫做浮力。

（2）思考：你是如何理解“一切”二字：

你是如何理解“浸在”二字：

你認(rèn)為浮力的方向是：

你認(rèn)為浮力的施力物是：

請(qǐng)你猜想氣體中的物體是否也受到氣體施加的浮力？舉例說(shuō)明。3、

設(shè)計(jì)測(cè)量浮力的方案：

（1）目標(biāo)：驗(yàn)證物體全部侵入和部分侵入水中的時(shí)是否都要受到浮力的作用。

驗(yàn)證浮力的方向。

知道測(cè)量浮力大小的方法。

（2）器材：金屬塊、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水、

我還需要的器材有：（3）我設(shè)計(jì)的方案：（文字描述或畫(huà)圖均可）（4）思考：彈簧測(cè)力計(jì)在空氣中和水中分別測(cè)量物體對(duì)其的拉力，是否相同？怎樣變化的？這個(gè)變化說(shuō)明了什么？（5）請(qǐng)對(duì)浸入液體中的物體進(jìn)行受力分析：（6）我的結(jié)論：4、

浮力產(chǎn)生的原因：

（1）

知識(shí)回顧：

○1在液體內(nèi)部各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨液體深度的增加而

。

○2液體的壓力F=

。

（2）

猜想：

你認(rèn)為完全浸入液體中的物體------（是否）受到浮力的作用？為什么？你認(rèn)為可以怎樣證明你的猜想？

（3）

驗(yàn)證：

浸入液體中的物體前后左右四個(gè)面，所在深度

，壓強(qiáng)大小

----，受力面積相等----，因此受到的浮力大小

----，方向

----

，作用效果相互

----

。而上下面所在深度

----，下表面受到的液體壓強(qiáng)

----

,上表面受到的壓強(qiáng)

----

，因此向上的壓力---向下的壓力，上下表面受到壓力的合力（壓力差）產(chǎn)生了浮力。思考：你認(rèn)為漂浮在液體表面的物體-----（是否）受到浮力的作用？你能推導(dǎo)出漂浮在液面上的物體受到浮力的原因嗎？（4）

我的結(jié)論：5、

影響浮力大小的因素：

（1）實(shí)驗(yàn)探究：（2）原理內(nèi)容：浸在液體（或氣體）中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于

。

（3）公式：表示

------，是被物體排開(kāi)的------，

（4）使用阿基米德原理計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①物體浸入液體里，可以有兩種情況，一是全部浸入，一是部分浸入；全部浸入時(shí)，；部分浸入時(shí)，是兩回事，是被物體排開(kāi)的液體的體積，而不是物體的體積。

②G排是指被物體排開(kāi)的液體所受的重力，表示物體受到的浮力大小等于被排開(kāi)的液體的重力

③公式：是液體的密度，而不是物體的密度；即浮力的大小只取決于液體密度和排開(kāi)的液體體積的大小，與其他因素如物重、物體形狀、密度、深度及物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o關(guān)。阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于氣體。

④浮力與物體全部浸入液體后的深度無(wú)關(guān)。

二、

通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，我知道了：三、

我的困惑：四、

鞏固練習(xí)：

1、游泳時(shí)