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探究“浮力的大小”

时间:2011-10-26 12:02来源:本站 作者:刘晗俊 点击:
山西省长治三中  刘晗俊
 
一、教学设计思路
创设情景引入新课、提出探究问题、制订计划与设计实验、选择实验器材、进行实验与收集证据、并填入实验数据表格中、分析与论证,得出实验结论、评估实验、交流与合作。
 
二、教学资源分析
本节内容有两个方面:“怎样测算浮力的大小”和“运用阿基米德原理解决实际问题”。这是两个密切相关的问题,是探究活动的两个重要组成部分。教学重点是阿基米德原理。研究方法是实验法。这是一个定量实验,因此实验误差要求尽可能小。
 
三、三维教学目标
1、知识和技能
知道什么是阿基米德原理,会作阿基米德原理进行有关的计算。
2、过程与方法
经历探究阿基米德原理的实验过程,进一步练习使用弹簧测力计测浮力。
3、情态、态度与价值观
通过阿基米德原理的探究活动,体会科学探究的乐趣;通过运用阿基米德原理解决实际问题,意识到物理与生活的密切联系。
 
四、教学对象分析
学生已经了解了浮力的相关知识,但动手能力较差,本设计就注重学生能力的培养,激发他们的学习动机。
 
五、教学重点与难点
重点:阿基米德原理及其探究过程。
难点:正确理解阿基米德原理的内容。
 
六、教学方法
探究法:通过探究实验理解浮力的大小。
 
七、教学准备
多媒体教学课件、弹簧测力计、铁块、烧杯、水、细线、溢水杯
 
八、教学过程
师:上课。
生:起立,老师好。
师:同学们好,很高兴和同学们一起度过接下来的45分钟, 同学们请坐。
师:我来自长治三中,今天我要和同学们探究一个新的物理问题。
师:同学们,在自然科学中,许许多多伟大的发明和自然规律都缘于偶然,牛顿从苹果的掉落发现了什么?
生:发现了万有引力。
师:对,瓦特从水沸腾后,壶盖的顶起发明了什么?
生:发明了蒸气机。
师:对啊,这看似偶然,却蕴含着必然,那就是他们身上那种善于观察,勤于思考,勇于探索的精神。
师:〖展示幻灯片-----漫画:阿基米德洗澡时水从浴缸溢出〗
师:洗澡是生活中再普通,正常不过的行为,可是古希腊的科学家阿基米德却从溢出水的浴缸中,引发了深刻的思考,最终得出了“阿基米德原理”。
师:同学们,现在我们就来向阿基米德学习,老师给大家演示一个实验,(模拟阿基米德洗澡时水溢出的实验)`
师:探究一下阿基米德洗澡时, 看到了什么?,然后想到了什么?
【演示实验】老师在讲台上一边做一边介绍实验器材和实验过程。
师:介绍仪器:这里有一接水的容器、一个盛满红颜色水的烧杯、一个盛有水的矿泉水瓶和一弹簧测力计。
师:介绍实验过程:
(1)老师先把盛满红颜色水的烧杯入在空的容器中;
(2)教师再把挂在弹簧测力计下的矿泉水瓶慢慢放入水中。
老师一边做一边提醒学生要仔细观察实验过程和实验现象,然后让学生来说一说,通过观察看到了哪些变化,由这些变化的现象又想到了什么? 
〖展示幻灯片-----分析现象引出课题〗
生:矿泉水瓶进入水中的体积越多,看到从烧杯中溢出的水越来越多。
师:对,老师让学生看容器中的水变多了  。 
(老师点击幻灯片)  还有那些变化呢?
生:物体排开的水也越来越多了。
师:对,老师举起烧杯,让学生观察烧杯中的水少了好多。
(老师点击幻灯片,图4),再问,还有那些变化?
生:弹簧测力计的示数也变小了。
师:对啊,老师一边肯定学生,一边把这些变化出示在幻灯片上,(老师点击幻灯片)。
师:(老师指住大屏图,引导学生)
同学们观察到了这么多变化,那由这些变化我们想到了什么呢?
生:由弹簧测力计的示数变小,说明浮力大了。
生:物体排开水的体积大了。
生:物体排开水的质量大了。
生:物体排开水的重量大了。
师:还有吗?(老师引导学生)同学们说到了物体排开水的体积大了、说到了物体排开水的质量大了、物体排开水的重量大了,哪一个物理量和浮力有共同点呢?
生:物体排开水的重量。
师:为什么?
生:浮力、重力同属力,单位一样。
师:对,(老师点击幻灯片)
师:同学们,我们由观察到的现象,分析可知物体浸在液体中的体积越多,浮力就越大,而物体排开水的重量也越大,那我们能不能猜想, “浮力和排开水的重量有某种定量关系”呢?
师:我们现在就来探究一下这个课题(打出幻灯片并板书〖9.2   探究“浮力的大小”〗)
师:边写板书,边说,浮力用F浮表示,排开液体的重力用G排表示。
师:老师问,我们要用实验探究一个课题,在进行实验之前我们应该先怎样?
生:有的学生说:“先猜想”,有的学生说:“先制定计划和设计实验”。
师:对,那我们就先来“制定计划和设计实验”。
 (打出第五张幻灯片)让学生自己思想如何测浮力和排开液体的重力。
师:问,如何测浮力?
生:用称重法,先测物体的重力G物,再读出物浸入水中时弹簧测力计的示数F,用(G物-F)就是浮力F浮。
师:学生一边说,老师一边板书。
师:再引导学生,要测排开的水重,应先把溢出的水怎样?
生:应该先收集溢出的水,
师:那用什么办法收集溢出的水呢?
生:(学生讨论后,说了许多办法。。。)
师:老师让学生看书,说说书上是怎么测排开水的重力
生:先测出空杯的重力G空,再测出杯和水的总重力G总,然后(G总-G空)就是排开水的重力G排
师:学生一边说,老师一边板书 
师:同学们,经过以上分析,我们已经知道要探究浮的大小和排开液体的重力大小,需要测出以下四个物理量就行,那怎样安排实验顺序最为合理呢?
(让学生看书,并讨论,最后得出实验步骤)
生:先用弹簧测力计测出G物,再用弹簧测力计测出G空,然后把物体浸在水中,读出拉力F,最后测出杯和水的总重力G总。
(学生边说,老师打出第六张幻灯片,学生说一个,老师打一个)
师:好,同学们已经知道了实验步骤,下面就来分组实验,每个小组在实验前先要查看桌子上的实验仪器,强调弹簧测力计使用前要先校零,并简单介绍溢水杯的使用,(老师打出第七张幻灯片)
【学生分了8个小组,每个小组6个人,四个小组用清水做,四个小组用盐水做】
【进行实验与收集数据】 学生进行分组实验,教师巡查并指导学生在实验过程中应该注意的总问题,出现问题后要及时纠正,(打出第八张幻灯片) 
师:老师把收集数据的表格发给学生,让学生把实验数据填入表中。
〖学生活动〗(大约15分钟)
 
实验完成后,
师:老师把学生实验收集的数据表格用投影机打在大屏上,和学生一起分析实验数据,进行评估。
………
师:第一、三小组的实验结论是F浮=G排=1N,第二、四小组的实验结论是F浮=G排=1.2N 。为什么第二、四小组的实验数据比第一、三小组的实验数据大些?
生:第二、四小组用的是盐水,盐水的密度大。
(注意每个小组用的物体是一样的,即体积一样)
师:第三小组的实验结论是F浮=1N, G排=0.9N, 不等的原因可能是什么?
生:实验中可能存在着误差
师:对,可能有哪能些误差呢?
生:可能弹簧测力的读数不准确。
生:可能溢出的水没有全部收集上。
……
师:对。
师:根据实验结果,我们能得出一个什么结论。
生:浮力的大小F浮等于物体排开水的重力G排。
师:对这就是我们今天要学的〖阿基米德原理〗(打出第九张幻灯片),并且板书。
 
师:给学生时间,让学生记一下阿基米德原理的公式,并让学生一起读一遍。
师:(推导公式)再问学生,G排等于什么?
生:G排等于m排g。
(教师板书)
师:m排等于?
生:m排g等于ρ液 gV排
(教师板书)
(老师打出第十张幻灯片)  探讨阿基米德原理和和实验探究的统一性
师:(老师指住大屏)
上一节课我们定性的探究了浮力的大小F浮和液体的密度ρ液、物体浸入液体的体积V浸有关,这节课我们又定量地探究了浮力的大小F浮和液体的密度ρ液、物体排开液体的体积V排的关系(成正比的关系)
师:阿基米德原理还适用于气体
 (打出第十一张幻灯片 图17)
 
〖课堂练习〗
师:好,下面我们就来用阿基米德原理解释生活中的问题
(打出幻灯片)

让学生互相交流,说出自己的观点 ,由理论上升到公式的应用,得用例题巩固所学知识,做到学以致用
【课堂小结】
师:通过本节的学习,同学们有什么收获?
生:通过本节的学习我知道了“阿基米德原理”,会用“阿基米德原理”计算浮力
师:这节课的重点是“阿基米德原理” (打出第十二张幻灯片) 
师:其实我们今天更是学习了阿基米德的善于观察,勤于思考,勇于探索的精神,通过 大家看到的,然后想到的,最后动手做实验探究出了“阿基米德原理”,让同学经历了一个思索、动手、推导过程。
【布置作业】
1、读一教材中的“信息窗”,然后上网查阅一下“阿基米德的生平和成就”。
2、完成P134作业1、2、3、4
 
九、教学反思
这节探究课是让学生在掌握基本知识的同时,理解阿基米德原理,培养学生的探究能力。我在设计中注意在教法、学法上多下功夫,利用图片、实验充分地调动学生学习的积极主动性,强调参与、合作,用亲手做的实验数据,实验现象来指导自己的学习。从效果上看,同学们反应很好。
通过专家和老师的点评,让我认识到了自己的不足,从中获益匪浅,特别是在实验过程中对由于误差造成实验数据不相等,评估不够仔细,过于急躁,应让学生充分的发挥,畅所欲言,最大限度地调动他们的积极性。充分体现“以教师为主导,以学生为主体”的这一教学原则。要不断地启发学生,认真观察、积极思考,层层深入,逐步推进,让实验结论更加的明朗,而易于理解和掌握。
其次,在理论知识和生活实际的联系方面,我的不足之处是缺乏让学生结合自己的生活经验去猜想,应该使学生发挥自己想象力,让他们自己去解决、去总结。
专家和老师的点评我虚心接受,我会在以后的教学中逐步改进,让自己的教学使学生满意。让学生既学习到了知识,又培养了技能,做到学以致用。
 

 

(责任编辑:教材服务中心)
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