3.科学探究：浮力的大小教学目标三维目标要求一、知识与技能知道浮力的大小与哪些因素有关，知道阿基米德原理，会求出浮力的大小。二、过程与方法通过学生实验，探究浮力的大小与哪些因素有关，培养学生的猜想假设、实验设计能力等科学探究能力，培养学生有步骤进行实验的条理性。三、情感态度与价值观通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度。教学重点和难点一、教学重点知道阿基米德原理，会计算浮力的大小。二、教学难点知道阿基米德原理，会计算浮力的大小。教学过程情景导入我们学习物质的密度时说过一个故事：两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在流体中的体积，不就是物体排开流体的体积吗？随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。这次洗澡的偶然实验，总结出了著名的阿基米德原理。原理的内容是什么呢？今天我们大家一起来学习。教学活动一、浮力大小与什么因素有关 　　浸在液体中的物体受到浮力的大小与什么因素有关呢?你有什么猜想？ 学生甲：船运载货物的多少与船的大小有关，我猜想浮力可能与物体的体积有关。学生乙：木头能漂在水面上，铁块会沉入水底，所以我猜想浮力和物体的密度有关。学生丙：浮力是液体中产生的，不同深处，液体压强不同，浮力也可能不同……学生丁：液体对物体产生浮力，浮力的大小可能与液体的密度有关。阅读教材P62，做“实验探究：影响浮力大小的因素”。如图10-3-3所示。1.引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？ 　　根据上面学生的分析、讨论，可得出猜想：猜想1：浮力可能与液体的密度有关。猜想2：浮力可能与物体的密度有关。猜想3：浮力可能与物体浸在液体中的深度有关。猜想4：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。2.进行实验：强调控制变量法。　在研究一个物理量与另一个物理量的关系时，我们常常运用“控制变量法”，也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系，那么我们必须控制其他的实验条件相同，我们用同一个物体浸入同一种液体中，那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。验证猜想1：浮力可能与液体的密度有关。取相同的物块，浸入清水和浓盐水中相同的深度。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟液体的密度有关。验证猜想2：浮力可能与物体的密度有关。取相同体积的不同物块，浸入相同深度的清水中。如下图所示。 得出结论：浮力的大小跟物体的密度无关。验证猜想3：浮力可能与物体浸没在液体中的深度有关。取相同物块，浸没在不同深度的清水中。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的深度无关。验证猜想4：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关。取相同的物块，分别浸入清水中不同的体积。如下图所示。得出结论：浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。3. 在探究结束后，总结出以上各个猜想的正误，引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照教材上的相关部分，看看自己写的和书上的表述哪个更好。学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。教师总结：实验结果表明：物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。4.启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”，“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”，那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关。学生分析、讨论作答。二、阿基米德原理由上面的实验探究，进一步分析。学生甲：物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。学生乙：质量等于密度乘体积。学生丙：可见，上面的结论也可表述为：物体所受浮力的大小与它排开液体质量有关。阅读教材P63，做“实验探究：浮力大小与排开液体的关系”。如图10-3-4（验证阿基米德原理）。1．实验器材：溢水杯、弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。思考问题：如何测出石块排开的水所受的重力呢？（1）溢水杯中的水应为多少？（2）先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？2．实验步骤：(1)如图所示，测出石块所受的重力G和小桶所受的重力G桶。(2)将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流入小桶中，读出此时弹簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水。(3)用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G桶，则排开水的重力G排＝G总－G桶。(4)根据F浮＝G－F弹，算出浮力，与G排比较大小。3．实验数据记录表格：石块重G/N小桶重G桶/N石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N小桶和水总重G总/N浮力的大小F浮/N排开水所受重力G排/N4.分析与讨论：通过比较F浮和G排得出结论。 结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮)，浮力(F浮)的大小等于被它排开的液体所受的重力(G排)。用公式表示为F浮＝G排。讲述：上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。实验证明，这个结论对气体同样适用。例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。阅读教材P64，讨论交流：死海之谜。如图10-3-6所示。在死海，海水的密度很高。人们可以轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！你知道这是什么道理吗？提出你的解释。和同学交流。三、阿基米德原理的应用气体和液体都是流体，因此物体在气体中也受到浮力。无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于排开的水所受的重力。氢气球脱手后会上升，是因为受到空气对它的浮力，因此阿基米德原理也适用于气体。举出在生活中物体受到浮力的例子。  学生举例：轮船受到浮力；热气球、飞艇受到浮力；水里的鱼受到浮力。四、浮力计算浮力计算的方法：（1）实验室测量浮力的方法可以计算浮力；(称重法)（2）浮力产生的原因可以计算浮力；（压力差法）（3）阿基米德原理可以计算浮力；（公式法）（4）物体的沉浮条件法；（F浮=G物）例子：书上的例题“橡皮泥块”。    （1）F浮＝F1－F2；（2）F浮＝F下－F上；（3）F浮＝G排。板书设计3.科学探究：浮力的大小 教学反思本节我采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，从而更深刻地理解这一原理的内涵，同时有利于学生对科学本质的认识。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验证这一假设。在教学的各个环节中，有意识地促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。