初中物理之浮力的计算(精选11篇)
在这里指出了浮力的三要素及其施力物体。
常见考法
本知识点在中考中主要以选择题、填空题、计算等形式出现来考查浮力的大小、方向以及运用阿基米德原理计算浮力的大小。
浮力问题往往会涉及到不同的物理情景,而情景不同的物体受力的个数和各力之间的关系是不同的。在我们实际所处理的题目当中,往往有些问题没有给出情景或发生状态改变后的情景不明,必须判断准确后才能进入解题程序。我们经常采用的方法是:先假设,后排除;找出物体密度与液体密度的关系或力的关系进行判断。
· 初中物理 浮力典型例题
题目
答案
题目
答案
中图分类号:G633.7 文献标识码:A 文章编号:1002-7661(2014)17-0020-01
初中物理教学中浮力的知识是个难点,很多学生就是进入浮力的章节以后开始觉得物理太难,从而产生了畏难情绪,甚至开始讨厌这一门学科,通过多年的教学实践,以下是我对这一节课的一些设计,在实际教学中取得了不错的效果。
1.故事激趣,引入新课
文彦博灌水取球:球掉进了深深的洞里,一起踢球的小伙伴们都束手无策,文彦博却让大家回家提水过来,他究竟是用什么办法把球拿出来的呢?
曹聪称象:曹操命令手下称出大象的重量,把文武大臣们都难住了,六岁的曹聪却想出了一个巧妙的办法,称出了大象的重量。你知道曹聪是用的什么方法称出大象的重量吗?
设计目的:用大家都熟知的故事巧妙地引入新课,让大家觉得浮力的应用其实早就已经在我们的生活中,从而激发大家的学习热情。
2.实验激趣,探究浮沉
师生互动:这里准备了三个外观基本一致的乒乓球(或者气球),请大家来猜猜他们浸入到水中(或者大气中)时是浮还是沉,比比看谁猜的准,介绍悬浮、下沉、上浮、漂浮状态,分析此时的受力情况,从而介绍物体的浮沉条件。
设计目的:实验进行一个分析一个,状态或过程出现一个认识一个并了解他们的本质联系,条件的分析层层推进,以学生的二力平衡知识为出发点,让学生初步建立任何一个状态和过程都是浮力和重力共同作用的结果
3.动手动脑,改变浮沉
学生活动:将土豆放入清水中,观察是沉还是浮
教师提问:怎样让下沉的土豆浮起来,看看桌子上所给的这些物品和材料,你能想到哪些方法,比比看,哪一组的方法最多最独特,请先做好设计,再进行实验。实验完成后,请同学讲解交流实验设计的思路,依据的原理,引导学生归纳出改变物体浮沉的方法:(1)改变自身的重力(把土豆中心挖空)(2)改变所受到的浮力: ① 增大液体的密度(在水中加盐) ②增大排开液体的体积(用塑料袋包着,用锡箔纸包着)
设计目的:本节的重点就在于学会改变物体浮沉的方法,通过使在水中下沉的土豆使其上浮直至漂浮在水面上这一实验,让学生学会如何改变物体的浮沉,为后面应用浮沉条件解决实际问题做好知识铺垫。
4.学以致用,延伸拓展
我们先看看轮船(教师介绍轮船的发展史),钢铁巨轮漂浮海面的奥秘——空心法增大了排开液体的体积从而增大浮力使浮力等于重力,用视频短片介绍轮船排水量。
潜水艇,为了弄清潜水艇自由沉浮的奥秘,我们先来看一个模拟实验装置,学生活动:一个学生上台演示,真的潜艇与该模型存在多大的差距呢?视频介绍潜水艇的基本结构和浮沉原理,潜水艇自由浮沉的奥秘————改变自身的重力。
气球,飞艇,教师活动:是不是所有的气球都能上天呢?用口吹一个气球做做实验,它为什么不能浮起来?(重力大于浮力),你能否让它飞起来?(充入密度比空气密度小的气体,比如氢气,氦气,热空气),其实早在我国三国时期就有人发明了这种工具,你知道是什么吗?(孔明灯),得出气球,飞艇升空的诀窍——充入密度比空气密度小的气体,视频介绍气球和飞艇,并在教室放飞一个孔明灯。
设计目的:在教轮船,潜水艇,气球和飞艇时,我通过实验、讲解、视频、练习、放飞孔明灯、课后小制作相结合的方式,这样可以让学生更多地获取信息。教师只是一个引导者,把课堂的主动权给学生。
5.课堂小结
物体的浮沉条件,改变物体浮沉的方法,浮力在我们生产生活中的应用。
设计目的:帮助学生把所学知识、方法及时地纳入知识体系
6.延伸拓展,动手动脑
1.自制孔明灯 2.自制潜水艇模型
本节课以浮沉条件的应用为主线,揭示了“浮力的应用”一个方面的内容,教学内容分浮沉条件和浮沉条件的应用两大板块,四个教学环节。应用涉及了三个实例,量很大但时间只有40分钟,完成授课相当紧张,因此在设计时采取重点突出、难点突破、详略得当相结合的方式。同时为了让学生主动地参与学习,设计了让土豆上浮的实验,通过小实验来找出大道理,为今后的学习应用实例打下基础。
1.把演示实验改为并进式实验:即有演示实验又有学生实验。
2.通过分工合作和多次实验,以筛选影响浮力大小的因素和获得不同条件下F浮与G排液的数值关系,并运用实验验证和归纳法为得出一般规律提供必要的素材。
教具准备
初中八年级物理教案:浮力
《浮力》教学设计 平沙三中 杨顺如 一. 教学模式:实验启发式 教学流程: 二. 教学简案 教学目标: 1、知识目标: (1) 知道什么是浮力和浮力的方向; (2) 理解浮力产生的原因; (3) 理解物体浮沉的条件; (4) 会用弹簧称测浸入液体中的物体受到的浮力。 2、能力目标:培养实验操作、观察能力,分析概括能力,理论联系实际能力。 3、情感目标:培养学生的学习兴趣和重视实验、实事求是的学习态度。 教学程序 教师主要活动 学生主要活动 复 习1.力的测量工具是什么? 2.二力平衡条件是什么? 3.计算压强公式?计算液体压强公式? 4.如图容器中有水,请说出A、B、C、 D四处的压强大小关系。 回答问题 引 入 课 题 不会游泳的人掉到河里将会怎样? 但如果抱着救生圈就不会下沉。船、木块会浮在水面上;而潜水艇却可以浮在水面也可以沉入水中;等等的这些现象都与浮力有关,那么什么是浮力?浮力是怎样产生的?为什么有的物体沉下水底,却有的浮上水面?这节课我们就来学习浮力的知识。 答:沉下去。 这现象学生较熟悉,表现出较大的兴趣和强烈求知欲。 讲授新课 1.研究什么是浮力 【演示1】:把乒乓球放入水中后放手。 【学生研究】:下沉的物体是否受到浮力,实验研究得出浮力的概念及测量方法。 2.研究浮力产生的原因 【演示2】:如右图 观察并回答提问 学生操作和观察实验,分析、归纳。 观察实验 【分析】:如右图 教师启发学生分析得出 F浮=F向上-F向下 【演示3】:如右图 反证浮力产生的原因。 2.讨论物体沉浮的条件 F浮G F浮=G 分析受力情况 观察并汇报观察到的现现象 讨论分析 归纳得出结论 小结 这节课我们学习了浮力的概念,浮力产生的原因,物体的沉浮条件以及求浮力的两个方法称量法和压力差法。浸在空气中的物体也受到空气对它的浮力。如气球 巩固提高 练习一. 填空题 1.浸入液体里的物体,受到 对它 的浮力。 2.浸入液体里的物体同时受到 力和 力的作用,当 时,物体下沉,当 ,物体上浮,当 物体悬浮或漂浮。 3.液体对物体向上和向下的 差就是液体对物体的浮力,浮力的方向总是 的。 二. 选择题 1.将一物体系在弹簧称上,称得其重为100牛顿,将它放入水中,弹簧称的读数为80牛顿。则物体受到的浮力是( ) A、100牛顿;B、80牛顿;C、20牛顿;D、120牛顿 2.浸入水中的皮球,放手后,从它刚露出水面到最后漂浮在水面上不动的过程中( ) A、浮力变大,重力变小;B、浮力不变,重力不变 C、浮力变小,重力变小;D、浮力变小,重力不变。 3.如图一个物体分别放在三种不同的液体中并保持静止,受到的浮力分别为F1,F2,F3,则F1,F2,F3的关系是( ) A、F1>F2>F3 B、F1F2=F3 D、F1
第十章 浮力 综合检测(一)
一.选择题(30分,每题3分)
1.下列属于利用浮力升空的是 ( )
A.飞机 B.飞艇 C.风筝 D.火箭
2.一块石头和一个小气球捆在一起,当把它们浸没在水中并在水中向下运动的过程中,下列说法正确的是( )
A.受到的浮力逐渐变大; B.受到的浮力逐渐变小
C.受到的浮力不变; D.受到的浮力先变大后变小
3.“死海不死”的故事说的是:“……将奴隶和俘虏扔进海里,可他们 都漂浮在海面上……”以下是几位同学对该现象的解释,其中正确的是 ( )
A.奴隶和俘虏是被水平扔进海里的
B.海水的密度等于人体的密度,人在海里自然漂浮
C.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力总大于其重力
D.人被扔进海里漂浮在海面上时,浮力等于其重力
4.如图10-1,是小明同学在学习时制作的潜水艇模型,使用中
下列现象可能发生的是 ( )
A.向管中吹气时,模型下沉 B.从管中吸气时,模型上浮
C.向管中吹气时,模型上浮 D.向管中吹气和从管中吸气时,模型均上浮
5把体积相等的石块和木块同时放入水中,发现石块沉底,木块漂浮在水面上,则它们所受浮力 ( )
A. 木块大 B.石块大 C.一样大 D.无法判
6.实心的铜球和铝球,它们的质量相同,如果把它们全部按入水银里,静止不动,所用的向下的作用力 ( )
A.铜球比铝球的大 B.铜球比铝球的小
C.两球的作用力一样大 D.难以判断
7.质量相同的实心铝块C为正方形,D为圆球体,B为梯形,A为长方体,如图10-2所示,且C的表面很光滑与容器底密闭接触,在这四种情况下: ( )
A. A所受的浮力最大 B. B所受的浮力一定比A小
C. A所受的浮力最小 B. B、D浮力是一样大的
8. 如图10-3所示,小鱼在水中吐出气泡,在气泡升至水面的过程中,体积会逐渐变大.下列关于气泡受到的浮力和气泡内气体的压强变化情况的描述中.正确的是( )
A.浮力不变,压强不变 B.浮力变小,压强变小
C.浮力变大,压强变大 D.浮力变大,压强变小
9. 夏天人们游泳时,从岸边走向深处的过程中,他受到的浮力变化情况是( )
A.浮力增大;B.浮力不变 C.浮力减小;D.先增大后减小
10. 质量为200g的小球,轻轻放入盛满水的容器中,溢出160g的水,静止后小球将 ( ).
A. 浮出液面 B.悬浮水中 C.沉入水底 D.无法确定
二、填空题(11-16每空1分,18题2分,共20分)
11、一个重5N的木块漂浮在水面上,它受到的`浮力为 N,它排开水的体积为 cm3。(g取10 N/kg)
12.质量为5.4千克的铝块放入水中,在从水面下沉时,它受到的浮力为_ _牛顿,当它沉到水底静止不动时,所受的浮力为 牛顿(ρ铝=2.7×103kg/m3,g=10牛/千克)
13.浮力的大小由_________和_________来决定,与物体的密度_ _关,与物体的体积_ _关,与物体浸在液体中的深度_ _关。
14.物体的沉浮条件是:__ __在液体里的物体,如果___ ______时物体上浮,如果当______ ___时物体下沉,如果____ ______时物体停在液体中的任何位置。
15.密度为0.4×103kg/m3,体积为0.5立方分米的木块浸没在水中时受到的浮力是_ _ _牛顿,浮在水面上受到的浮力是___ ___牛顿。(g=10牛/千克)
16.停在海面下10m的一艘潜艇接到上浮命令后开始上浮,在它露出水面之前受到的浮力______,露出水面以后受到的浮力______。(填“变大”,“变小”或不变)
17、在盛水的玻璃杯的上面浮着一块冰,当冰完全熔化后,玻璃杯中的水面 。
18、作图题
将一实心铁球投入如图所示盛有水银的容器中,请在图14-8中画出铁球静止后的大致位置,并画出铁球受力示意图。
三.探究题(每空2分,共30分)
19.把图14—12中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在下面的表格中.
物重(N) 物体在水中弹簧秤示数(N) 物体受到的
浮力(N) 物体排开水的休积(cm3) 物体排开水
的重力(N)
2N
20.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关系”时,同学们提出了如下的猜想:
①可能眼特例浸入液体的深度有关;②可能跟物体的重力有关;③可能跟物体的体积有关;④可能跟物体浸入液体的体积有关;⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如下图12所示的实验:他在弹簧测力计下端挂了一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1)铁块从位置1→2→3的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 ;从位置3→4的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 。(填“变大”、“变小”、或“不变”)
(2)通过这一实验可以验证上述猜想 是正确的,猜想 是不正确的(填上面猜想的序号)
21、为了探究浸在液体中的物体所的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,某同学进行了下图所示的实验:
甲、测出实心合金块所受的重力
乙、把合金块浸没在装满水溢水杯中,测出合金块所受的浮力,收集合金块排开的水
丙、测出桶和排开的水所受到的重力
丁、测出空桶所受的重力
(1)你觉得合理的实验顺序是 。
(2)乙图中石块在消遣受到的浮力是 N。
(3)选用其他液体多次实验后,可得出结论:浸在液体中的物体所受到的浮力,大小
。
(4)图乙中,浸没在消遣合金块匀速向下运动的过程中,合金块所受的浮力 。(填“变大”、“变小”、或“不变”)
(5)合金块的密度是 。
四、计算题(20分)
22.将一边长是10cm的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的大烧杯内。待木块静止时,从杯中溢出600g水,如图3所示。求:(计算时取g=10N/kg)
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)木块下表面受到水的压强。
23.2010年5月31日,一场特大暴雨突袭广西某市,致使该市某中学一千多名师生被洪水围困!武警某部官兵利用冲锋舟为学校师生开辟了水上生命线,该冲锋舟自重为0.6×104N,满载时排开水的体积为1.5m3,吃水深度为0.5m。(已知ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg),求:
(1)冲锋舟满载时底部所受水的压强多大?
(2)冲锋舟满载时所受的浮力是多少?
(3)假设每人的平均质量为60kg,为保证安全,冲锋舟最多能承载多少人?
八年级物理第十章《浮力》答案
一、选择题(3×10=30分)
1-5题BCDCB 6-10题BDDAC
二、填空题(每空1分,共20分)
11、5N 500
12、20,20;
13、液体的密度,排开液体的体积,无,无,无;
14、浸,浮力大于重力,浮力小于重力,浮力等于重力;
15、5N 2N
16、不变,变小
17、不变
18、作图题略
三、实验题(每空2分,共30分)
19、1.8 0.2 20 0.2
20、(1)变小 变大 不变 不变(2) ④ ①
21、(1)甲丁乙丙或丁甲乙丙(2)0.5(3)等于排开液体重力(4)不变(5)
四、计算题
22、解:(1)F浮=G排=
(2)G木= F浮=6N m木= G木/g=
V木=
(3) pa
23、解:(1)满载底部压强为:
(2)满载时所受的浮力为:
(3)冲锋舟满载时,设人的总重为G总人,有F浮=G总人+G船
求得: G总人=
由题意知
一、说教材
1、教材内容要点:
第一,浮力;第二,物体的浮沉;第三,浮力产生的原因。
2、教材的地位和作用:
对浮力这一节内容的研究是在小学自然课和生活经验中已经熟悉浮起的物体受到浮力并结合前几节所学知识的基础上综合地应用液体的压强、压力、二力平衡和二力合成等知识来展开的。这一节是本章的重点和关键,对浮力的研究为学习阿基米德原理、浮力的利用奠定了基础。浮力知识对人们的日常生活,生产技术和科学研究有着广泛的现实意义。
二、学生分析
任教班级属农村中学,多物理生上进心强,学习态度端正,有良好的学习习惯,但是缺乏一定的.探索研究问题的能力。
浮力现象是学生在生活中比较熟悉的,也是他们容易发生兴趣的现象。教学中要注意培养学生对物理的兴趣,充分发挥演示实验的作用,迎合他们好奇、好动、好强的心理特点,调动他们学习的积极性和主动性。
三、教学方法
这节课可综合应用目标导学、分组实验、直观演示实验、讲授和讨论等多种形式的教学方法,提高课堂效率,培养学生对物理的兴趣,激发学生的求知欲望。充分体现以教师为主导,以学生为主体的原则。创设物理情境让学生参与实验设计,边动手边思考。从实验数据总结出结论以调动学生的积极性。
1、物体的浮沉条件:
比较液体密度与物质密度(物体平均密度)
上浮 F浮>G; ρ物 < ρ液
漂浮 F浮=G; ρ物 < ρ液
悬浮 F浮=G; ρ物 = ρ液
下沉 F浮ρ液
浸在液体中的物体的浮和沉,决定于所受的浮力和重力的合力的情况。
还可以通过改变液体和物体密度来改变物体的浮沉状态。
浮力的方向:竖直向上。
2、浮力的应用
1)轮船是采用空心的方法来增大浮力的。轮船的排水量:轮船满载时排开水的质量。
2)潜水艇是靠改变自身的重力来实现上浮或下潜。
3)气球和飞艇是靠充入密度小于空气的气体来改变浮力。
4)密度计是漂浮在液面上来工作的,它的刻度是“上小下大”。
3、浮力的计算:
压力差法:F浮=F向上-F向下
称量法:F浮=G物-F拉
漂浮悬浮法:F浮=G物
1、你认为浮力的大小与什么因素有关?阅读课本P51实验,并结合生活经验,说出你的猜想和依据。
学生活动:讨论、说出猜想
教师活动:引导学生对提出猜想进行分析,剔除不合理猜想 猜想总结:①浮力的大小可能跟液体的密度有关
②浮力的大小可能跟物体浸在液体中的深度有关
③浮力的大小可能跟物体浸在液体中的体积有关
④浮力的大小可能跟浸在液体中物体的密度有关
2、要验证上述猜想,应采用什么研究方法?
学生:控制变量法
3、分组实验,每小组同学探究其中一个猜想
学生活动:①各小组针对本组要探究的猜想,设计实验步骤及记录实验数据的表格,然后进行探究实验
②根据实验数据分析论证,得出结论
③各组派代表汇报实验过程及得出的结论
教师活动:①巡回指导实验操作
②对学生的合作探究过程给出评价
③和学生一起归纳、总结,得出结论
结论:物体在液体中所受浮力的大小,跟物体的密度、物体浸在液体中的深度无关,跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力就越大。
(设计意图:鼓励学生大胆猜想,并对猜想进行探究实验,培养学生的动手操作能力和交流合作能力)
(三)课堂小结:
1、浮力的定义及产生原因
2、影响浮力大小的因素:液体的密度,物体浸在液体中的体积
(四)当堂检测
1、用弹簧测力计在空气中称一物块,测得重为12N,将其一部分浸入水中,弹簧测力计的示数为8N,则该物体受到的浮力为 N.
2、将一实心铝球分别浸没在水、盐水、酒精中,受到的浮力最大的是( )
A、水 B、酒精 C、盐水 D、无法确定
板书:
10.1 浮力
一、浮力:
1、定义:浸在液体中的物体受到向上托的力
2、方向:竖直向上
3、测量方法:称重法: F浮=G-F拉
4、产生原因:物体上下表面受到液体对它的压力差
二、决定浮力大小的因素:
1、液体的密度
2、物体浸在液体中的体积
教学反馈:
1、课堂容量较大,学生对知识的巩固和练习不够,留待课后完成,
本节内容分为两大部分:物体的浮沉条件、浮力应用的几个特例。通过物体在液体中的浮沉情况引入课题,利用二力平衡跟合成的知识分析得出浮沉条件。通过船的发展历程认识到“空心”的作用,并利用演示实验引入轮船的教学。潜水艇的浮沉是通过改变自身重力实现的;而气球和飞艇则是利用它们的平均密度小于空气,并且通过改变自身体积实现浮沉的。
物体的浮沉条件是二力平衡知识的具体应用,教学中要注意到学生对浮沉现象的感性认识,规范描述各种浮沉状态的语言,区分易混淆的词语。
“空心”是密度大于水的材料在水中实现漂浮的常用的方法,轮船、潜水艇等都是利用空心来增大体积,从而增大浮力的。也可以将空心看作是减小材料的密度,实现漂浮或悬浮的方法。这是这节课教学中的一个重点。
轮船吃水线与排水量有紧密的联系,并且密度计的刻度线也是吃水线的延伸,可以适当补充这方面的内容。
3.C 4.C 5.B
6.A 7.B 8.BXkb1.com
9.(1)浸没在水中的深度 (2)液体的密度
10.解:⑴由量筒中的水的体积可知金属球的体积
V=50ml=50cm3=50×10-6m3
⑵金属球所受浮力等于溢入量筒中水的重力,即
F浮=G排=ρ¬水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×50×10-6m3=0.49N
⑶金属球浸在水中时弹簧测力计的示数
F=G-F浮=3.8N-0.49N=3.31N
⑷金属球的密度为
由密度表可知该金属球可能是铁的
综合提高训练
1.2 9 1.6
2.(1) (2) (3)
3.A
4.A 析:金属球浸没在水中时,弹簧测力计的示数
F=G-F浮=G-ρ水gV=G-ρ水g = ,因为 < < ,又因为F相等,可得出: < <
5.C 析:容器底受到铜球的压力越大,铜球受到的浮力越小,即F甲浮>F乙浮>F丙浮.而V排相等,故ρ甲>ρ乙>ρ丙
6.(1)探究的因素:浮力的大小与物体排开液体体积的关系
选用的图:① ② ③或① ② ④
探究的结果:在同种液体种,物体排开的液体体积越大,受到的浮力越大
(2)探究的因素:浮力的大小与液体密度的关系
选用的图:① ③ ⑤或① ④ ⑤
探究的结果:同一物体浸没在不同液体种,液体密度越大,受到的浮力越大
(3)探究的因素:浮力的大小与物体浸没深度的关系
选用的图:① ③ ④
探究的结果:浸没在液体种的物体,受到的浮力大小与浸没深度无关
7.方法有许多种,例:
实验器材 金属块、量筒、细线和水
实验步骤 ①量筒内放入适量的水,读出水的体积V1
②将金属块浸没在量筒的水中,读出水面所对的刻度V2
用测量量的符号写出
计算浮力的表达式 ρ水g(V2-V1)
8.(1)等体积的铜块和铝块 (2)用细线分别系好铜块和铝块,丙分别挂在弹簧测力计上,测出重G1和G2;再将铜块和铝块分别浸没在水中时,读出弹簧测力计的示数F1和F2;再计算出F1浮=G-F1和F2浮=G2-F2;最后比较F1浮和F2浮的大小,即可检验上述猜想
9.(1)50 (2)1.2×103 (3)6.4×103
10.(1)2N
(2)由F浮=ρ液gV排,得
V=V排=
赵本中学
马福佑
本节通过实验探究得出的阿基米德原理是初中物理知识中的一个重要物理规律,是初中物理课程的重要教学内容。传统物理教学中对这一内容的教学多采用传授式教学方法,即教师通常是在引入问题之后,直接用演示实验得出结论,缺乏学生猜想、设计实验验证的环节,使学生对这一结论的得出感到很突然。这样急于追求知识学习的做法很难使学生对阿基米德原理的内容有深刻的印象,往往是停留在死记原理内容、生搬硬套公式的水平,不利于对学生进行科学方法的教育。因此,该课题教学应采用探究教学方法,使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程,更深刻的理解这一原理的内涵,同时有利于学生对科学本质的认识。
(1)教学内容及教学资源分析 ①教学内容分析
课程改革后编写的各种版本的初中物理教材在对阿基米德原理这一部分教学内容的编排基本上突出探究过程,体现了让学生探究性学习的教学思想,与《物理课程标准》的要求也是一致的。人教版初中物理教材对这一内容的教学安排是:首先让学生动手实验活动去体验浮力的存在及其变化,在此基础上让学生猜测浮力的大小可能跟什么有关,进而自然过渡到实验设计的环节,再通过学生实验得出结论(即阿基米德原理)。
②教学资源分析
本课题的探究需要用到较多的实验器材,需要学生动手实验,学校有专用物理实验室和本实验需要用到的实验器材,学生用的实验器材包括:弹簧测力计、木块、石块、细线、橡皮泥、溢水杯、量筒、大烧杯、小桶、塑料瓶、水、酒精等。教师演示用器材:铁架台(1个)、大弹簧测力计(1个)、石块(1个)、细线、大小烧杯(各1个)、溢水杯(1个)。学生实验器材有16套,实验桌16张,而班级人数是51人,分16个实验小组,其中13个组是每组3人,3个组是每组4人。
(2)教学目标的制定
知识与技能目标:通过探究学习,知道浮力的大小等于什么(阿基米德原理),会正确使用弹簧测力计或量筒等测量仪器。
过程与方法目标:经历探究浮力大小与什么因素有关的过程,学生能尝试根据经验和已有知识对影响浮力大小的因素提出猜想,知道使用控制变量法来研究问题。
情感、态度、价值观目标:在动手动脑过程中,表现出对物理和生活的兴趣以及对科学的探索精神;学生在探究中有交流与合作的愿望、热情。(3)学习者分析
学生在学习本课题内容之前已经学习了二力平衡的知识,在教学中教师要唤起学生对这部分知识的回忆,以便利用该知识对浸入液体物体的受力情况进分析。
学生头脑中存在着关于浮力的学前经验,有些经验是片面的、不科学的,如看到木头浮在水面上而铁块沉入水底的现象而形成浮力的大小与物体的密度有关的错误认识。但有些经验会促进新知识的学习,例如,许多学生有过游泳经验以及在河里、海里或游泳池里从浅水区走向深水区的经验,知道曹冲称象的故事,这些经验知识会有利于学生提出浮力大小跟物体排开液体体积有关的猜想。教师应给于学生提出问题或猜想的机会,暴露学生自己原来的观念,并给于学生验证猜想的机会。
(4)教学策略设计
首先创设问题情境,用实验手段让学生认识下沉的物体也受浮力。然后在学生动手实验的基础上,引导学生根据生活经验对浮力的大小与哪些因素有关提出有根据的猜想。教师安排学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想,然后引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体的重力相等的假设。最后让学生分组进行实验设计和实验操作去检验这一假设。在教学的各个环节中,教师要促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。在整个教学过程中,教师还要注意利用学习性评价方法对学生的探究活动进行评价。(5)教学过程设计 ①创设情境、认识浮力
教师展示“死海上的人在悠闲地看书”的投影,引导学生提问:为什么人可以浮在水面上?下沉的物体是否受浮力?
教师演示实验:用弹簧测力计称小石块的重力,并稍稍用力向上托石块,让学生观察这时测力计的示数变化,然后将小石块浸入水中,观察测力计示数的变化。引导学生根据二力平衡等知识判断浮力的存在及大小,最后得出结论:水中下沉的物体会受到一种向上托的一种力也即是浮力。
②提出问题及猜想
由教师提出问题:利用“称重法”可以测量浮力的大小,浮力大小可能和什么因素有关呢?
学生动手实验:① 把空的矿泉水瓶慢慢浸入水中,感受浮力的大小变化;② 装有清水的烧杯中放入鸡蛋,再加入足够多的盐,鸡蛋会上浮。在动手及观察体验的基础上并结合已有的生活经验,要求学生对影响浮力大小的因素提出猜想,同时让学生说出猜想的根据,归纳出有待验证的3个猜想即:物体浸没在液体中的深度;液体的密度;物体排开的液体的体积;物体的形状。
③验证猜想
小组讨论验证猜想的办法,并把验证猜想的任务分摊到不同的小组,每小组只验证其中的一个猜想。实验过程中教师要提示学生如何控制变量。验证猜想的方法有:
a.利用“称重法”测量浸没于水中不同深度的石块所受浮力大小,验证浮力的大小与浸没时所处的深度是否有关。
b.利用“称重法”测量石块浸入水中的体积不同时所受浮力的大小,验证浮力的大小是否与排开水的体积大小有关。
c.利用“称重法”分别测量同一个石块浸没水中和浸没酒精中所受浮力大小,验证浮力大小与物体所排开液体的密度是否有关。
d.将同一橡皮泥做成两个不同的形状,然后用“称重法”分别测量它们浸没到水中的浮力大小,从而看出浮力的大小和物体的形状是否有关。
总结各小组的验证结论得出:物体所受浮力的大小与排开液体的体积和排开液体的密度有关,跟物体浸没时所处的深度、物体的形状无关。
e.建立假设
引入曹冲称象的故事,并让学生思考“浮力的大小与排开液体的体积和排开液体的密度”这一结论说明浮力的大小与什么力有关呢?注意引导学生与旧的知
识相互结合,利用“推导法”解决这一问题。
利用已有知识进行推导,∵ρV=m,mg=G,∴ρ液V排=m排,m排g=G排 ∴F浮=G排
最后确立假设:浮力的大小等于排开液体的重力。⑤实验设计
引导学生围绕“如何测浮力、如何测排开液体的重力”来讨论实验方案的设计。利用“称重法”可以测量出物体所受浮力的大小;收集排开液体的方法可能有:
a.先用弹簧测力计测量小空桶重,然后用弹簧测力计测出桶和溢出水的总重,再相减即得G排。
b.将排开的液体放入量筒中,利用公式m=ρV求解排开液体的质量。c.直接用塑料袋接取溢出的液体,用测力计测出塑料袋和溢出水的总重即相于G排。
⑥实验操作
指导学生进行实验。要求学生按照仪器的使用方法来使用弹簧测力计和量筒,石块不能碰溢水杯的底或壁,并在实验操作时要保证物体排开的水没要全部进入小桶中。指导学生并根据自己的实验方案,进行实验,记录实验数据。
⑦分析论证
学生对实验数据进行分析,得出实验结论,也就是二千年前阿基米德所发现的规律,同时证明了前面的假设是正确的。
⑧评估与交流
引导学生小组交流、讨论实验过程中存在的问题和收获,分析实验操作上的错误和实验结果的误差来源。
九年级物理《浮力》课堂实录
赵本中学
马福佑
【设计理念】
1.从生活中浮力现象走向物理,从物理走向社会,将所学知识用于生产生活中,去解决实际问题,做到学以致用; 2.在研究问题过程中,引导学生注重科学方法探究,提倡多种学习方式,使学生成为知识“发现者”、“创立者”,充分激发学生的创造性思维;
3.充分发挥学生的主体地位,让学生通过自己设计、思考、讨论、实验等方式参与到教学过程中,真正成为课堂的主人。【教材分析】
一、教学目标 1.知识与技能
①认识浸没在液体和气体里的物体都受到浮力; ②理解浮力的大小等于什么; ③初步了解浮力在轮船上的应用。2.过程与方法
①通过实验体验浮力的广泛存在; ②通过探究理解F浮=G排;
③体验由“实践→理论→实验→实践”的探究过程。3.情感、态度、价值观
认识浮力对社会发展的影响,通过了解轮船搁浅的实例,提高环保意识。
二、教学重点、难点
1.通过实验猜想浮力大小与什么因素有关。2.探究浮力与排开液体重力的关系。
三、教学方法
1.边观察、边实验、边讨论的启发式教学。2.探究式教学。
四、教具和媒体
氢气球、乒乓球、土豆、弹簧秤、阿基米德演示器、水桶、盆子、盐、鸡蛋、饮料桶、烧杯、水等
【教学过程】
一、设情导入
师:演示实验,乒乓球从水中浮起来,氢气球离开手上升,是什么力使它们上升? 生:浮力。师:(出示课题:浮力)生活中还有那些受到浮力的物体? 生:(举例)
二、探究新知
师:请看这儿有两例受浮力的例子(投影图片)这些浮在水面上的物体能受到浮力,那么放入水中要下沉的土豆受不受浮力呢? 生:(思考回答)
师:下面用实验来探究(投影)想想做做:在弹簧测力计的下面悬挂一个土豆,再把土豆浸在水中,比较前后两次测力计的示数。
生:(实验、讨论、发现)师:(归纳发现投影)一切浸没在液体或气体中的物体都受到浮力;浮力的方向:竖直向上;浮力的大小:弹簧秤两次的读数差;(获得了一种测量浮力的方法)
师:如果我们换上其它的物体,浮力的大小会变化吗?下面我们还是用实验来探究。(投影)想想做做:
1.在水桶中装大半桶水,用手把空的饮料瓶按入水中,体会饮料瓶所受浮力及其变化,同时观察水面高度的变化;
2.将鸡蛋放入清水里,然后不断加盐,观察鸡蛋怎样运动,思考浮力有无变化。生:(实验、思考、发现)物体在液体中的浮力的大小可以发生变化。大小与浸没的体积有关、与液体的密度有关。师:(归纳学生的发现,浮力的大小与排开液体的体积大小有关,与液体的密度有关)师生:通过实验我们发现浮力的大小与物体排开液体体积和液体的密度有关,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大,液体的密度越大,受到的浮力越大。师:我们能不能影响浮力大小的两个因素归结为一个因素呢? 生:质量。
师:质量越大?什么越大? 生:重力。
师:下面我们用实验来探究:(投影)探究:浮力的大小与物体排开液体的重力的关系 小组讨论:设计思路、如何利用手边的器材设计。生:前台展示实验方法。师:(投影实验设计方案:如果水没有溢出,我们怎样判断塑料块排水的多少?两种设计图,引导学生设计数据表格,分发记录数据表格,说明1、2分别是浸没、部分浸在)生:实验。
师生:分析得结论
阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。师:(过渡)由阿基米德原理我们发现,物体排开的液体越多,受到的浮力就越大。下面来做游戏:造“船”比赛,怎样获得最大的浮力? 生:做游戏,获胜小组谈做法。师:(投影)“轮船搁浅”──谈环保
三、总结深化
1、师:本节课你学到了什么?你又有什么新收获? 生:略
2、师生一起小结本节内容
四、拓展延伸
列举浮力在生活中的应用实例
九年级物理《浮力》教学反思
赵本中学 马福佑
一、教学设计反思
从新课程“从生活中走向物理,从物理中走向社会”的理念出发。在设计时让学生动手实验探究贯穿整节课,从而对浮力有了最直接的感性认识,然后通过学生分组实验活动总结和教师的引导将学生的感性认识提升到理性认识,使学生进一步理解浮力的定义、产生的原因以及影响浮力的大小的因素;再通过实验测出水中的物体受到的浮力和排开的水的重力的关系,最后由分析加表达式推导得出阿基米德原理,这样层层推进,分散难点。
设计存的不足也有很多,在对阿基米德原理的也可再挖掘,以突出浮力与被排开的液体的密度和排开体积的关系,在过程中应多点及时积极的过程评价。
二、教学过程反思
1、在教学过程中充分发挥学生自主参与意识。
引导学生边上课,边做实验,边进行观察。让学生多动手、多动脑、多动眼、多动口。使学生自己在活动中体验到学习的快乐。体现了学生学习的主动性、主体性、探究性。激起学生的学习兴趣,学生这个学习的主体就会主动地参与到实际设计和实施实验中。学生成为课堂的主人,充分调动了学生学习的积极性、主动性,大大引发了学生的潜在创造动因。
2.注重学生的情感体验,注意培养学生的合作精神,竞争意
识。
在活动过程中,学生能发挥协作的团队精神,分工合作,有序进行。采用“新课-实验-观察”一体化的教学方式,实践表明,选用小组教学方法,有利于形成积极的学习态度、有利于形成合作精神和良好的人际关系、有利于充分发展问题解决和决策的技能、有利于提高学生组织和表达自己见解的能力、有利于提高学生的学习积极性、有利于思维能力的培养、有助于相互确认、相互补充和相互启发的团体性思考和创造等要求。同时,教师能及时了解情况并给予指导。
3、亲切交流,创设愉快和谐的课堂环境
建立一个良好的课堂氛围,是进行创新教育的前提之一。教师的态度和蔼可亲,表情丰富、幽默,教学气氛轻松自然,力图使教学活动活泼,激起学生兴趣,尊重学生,允许学生出错,经常运用表扬鼓励性评价,耐心启发引导,使创新思维得以充分发挥。
不足之处也很多:课堂气氛不够活跃时,教师应增强身的调动学生能力;学生声音轻时,没有很好消除胆怯;学生探究时间把握不够好,有待改善。
九年级物理《浮力》教学评价
赵本中学 马福佑
本节课以探究浮力的大小与什么因素有关这一主题为线索,合理安排教学内容,无论是教学环节的安排还是问题的设计、教学策略的选择,都将学生主体作用的发挥放在首要考虑的位置,教师充分体现出了作为学习活动的组织者、引导者和参与者的作用,基本完成了预定的教学目标。
在用实验验证浮力跟物体排开液体的重力是否相等的过程中,学生展现了一些个性化的做法:有些同学在往溢水杯中放物体的同时,测出了物体所受浮力和物体排开液体所受重力;有些同学是先在大烧杯中测定物体全部浸入水中所受浮力,然后再利用溢水杯测定物体没入水中时排开水所受重力。教师对这些做法都给予了赞同。其中一个小组同学还提出了如图1所示的实验设计方案,该方案用聚苯乙烯泡沫塑料块做器材,由于它很轻,其重力可以忽略不计,然后通过定滑轮,用弹簧测力计拉塑料块没入水中,通过图中两个弹簧测力计的示数比较,就可以得出浮力的大小跟物理排开的液体重相等。笔者及时对该组同学的创造性想法进行表扬并鼓励同学们多动脑多思考。
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