阿基米德原理
一、教材分析:
《阿基米德原理》一课是节选自华师大版初中科学八年级(上)第三章的第三节,本节课主要内容包括影响浮力大小的因素的探究和阿基米德定律,本节课主要是从学生日常生活中的现象,提出影响浮力大小因素的猜测,并自行设计实验进行探究,得出阿基米德定律,使学生真正成为学习的主人。
教学重点与难点:影响浮力大小的因素的实验探究;阿基米德原理的理解和应用。
二、学生分析:
初二的学生已经学习了关于力、密度、弹簧秤的使用等力学方面知识,而且浮力的现象较为常见,学生对浮力已有较多的感性认识。同时,任教的初二(3)班级中已初步形成相互提问、勤于动手、合作交流的探究氛围,因此把影响浮力大小因素安排给学生探究,学生是有能力完成的。
三、教学目标:
(1) 知识与技能:了解影响浮力大小的因素;
(2) 过程与方法:
1、巩固弹簧秤的使用,培养学生的动手能力。
2、培养学生能用“提出问题——提出假设——实验取证——得出结论”的探究方式进行研究问题。
3、能用实验条件的控制(控制变量法)的方式研究问题。
4、会用实验中获取的数据得出结论。
(3) 情感态度与价值观:
1、培养学生探究的兴趣和探究的精神。
2、培养团结协助的精神,体验集体的力量。
四、教学过程
(一)、创设情景,提出问题
[课前,我分给每个学生一张探究性实验报告单]
某同学家里利用盐水淹鸡蛋,他把鸡蛋放在水里,看到鸡蛋沉下去,在水里加入足量食盐后,鸡蛋竟然浮起来,从这种生活现象中你能提出哪些值得研究的探究性的课题?
经学生讨论、交流,提出研究的课题:影响浮力大小的因素。
(二)、针对问题,提出猜想
针对同学们提出的课题,根据你们已有的知识经验,能作出关于影响浮力大小因素的猜测?要求学生讲出你猜测的理由或根据什么现象。
[让学生自己猜测,有利于培养学生的发散思维,有利于进行开放性学习。]
各个同学把自己的猜想写在报告单上,我用投影仪展示他们的猜想,并要求同学们说出猜想的理由,这时学生争着举手,课堂气氛相当活跃。
生:猜想1:浮力的大小与物体在液体中的深度有关,因为我把皮球往水里按时,越往下按越吃力。
猜想2:浮力的大小与物体的质量有关,因为木块放在水里会浮上来,而铁块放在水里会沉下去。
马上有学生反驳:“不对,如果把一个质量比铁块大的木块放在水里,还是木块浮在水面上,铁块沉下去,所以猜想2不成立。”应该是:
猜想3:浮力的大小与物体的密度有关。
猜想4:物体受到的浮力与液体的总质量有关,因为我在浴缸里洗澡,我能坐到底部,而我在较深的河里面却站不到河底。
猜想5:浮力的大小与物体的体积有关,因为大轮船能容纳很多人,而小轮船却容纳的人就少。
猜想6:浮力的大小与液体的密度有关。因为刚才老师说的盐水淹蛋,蛋会浮起,而在水里沉下去,浮力大小可能跟液体密度有关。
老师对学生的猜想给予及时的表扬和鼓励,但不作正确与否的判断。
(三)、设计实验,绘制蓝图
[让学生先猜想,再设计实验,培养学生主动探究的精神。]
师:同学们根据生活经验的猜想很丰富,那么我们如何证明你的猜想是正确的呢?
生:做实验。
师:实验时往往要控制某些条件,使实验在有利于突出主要因素、排除干扰的条件下进行。现在我们前后两桌4人为一个研究小组,自我推荐产生小组长,选择一个或几个猜想,设计实验方案,经小组讨论,与其它各组交流,修改自己的实验方案,填写实验报告单。
这时小组A很快形成方案一:取外形、质量完全相同的两个物体,先在空气中测物重,再把它放在水里的不同深度,记下弹簧秤读数,比较两次读数差,就可以知道浮力的大小与深度的关系。
其他同学没有再提出疑议,小组A把自己的方案写在报告单上。
小组B形成的方案二:取二个外形完全相同的铁块、铜块,先后全部放水中,比较弹簧秤的两次读数差来研究浮力大小与物体密度的关系。
小组C形成的方案三:用同一个物体先后全部放入密度不同的水和酒精中,比较弹簧秤的两次读数差来研究浮力的大小与液体密度的关系。
小组D形成的方案四:取同一个物体先后全部放入盛有质量不同水的两个烧杯中,比较弹簧秤的两次读数差来研究浮力的大小与液体质量的关系。
小组E形成的方案五:取两个体积不同的铁块全部放入水中,比较弹簧秤两次读数差来研究浮力的大小与物体体积的关系。
(四)、实施实验,验证猜想
[培养学生的动手能力,勇于实践的科学精神]
每组按照自己设计的方案,自取实验器材进行实验,教师巡视。发现大部分学生能够按照自己设计的方案进行实验,并且分工配合得都比较默契,但也发现A小组同学在探究浮力大小与物体在液体中的深度的关系,他们得出的结论是浮力大小与深度有关,我请A组长说说该实验的操作过程:第一次把一个装沙的圆柱体的1/3浸在水中,结果测出F浮=0.2牛;而第二次把这个圆柱体的体积2/3浸在水中,结果测出F浮=0.4牛,所以得出浮力大小与深度有关。而旁边B小组正在讨论得出浮力大小与深度无关,我就叫A组同学听听B组同学的操作过程,B组同学的圆柱体全部浸没在水中,然后在不同深度读出F浮1=0.6牛,F浮2=0.6牛,得出浮力大小与深度无关。然后我问A组同学:“你们变量控制好了吗?”这时A组的一个同学恍然大悟,原来没把物体放在水里的体积这个变量控制好。经过这样讨论,A、B小组达成了共识。
(五)、表达交流
[学生根据自己的实验,对猜测作出正确与否的判断,并能说出理由,进一步培养学生的思维能力和表达能力。]
大约经过了10分钟,各研究小组派组长向全班汇报实验结果:
结论一:浮力的大小与深度无关。
结论二:浮力的大小与液体的总质量无关。
结论三:浮力的大小与物体的质量无关。
结论四:浮力的大小与液体的密度有关。
结论五:浮力的大小与物体的体积有关。
结论六:浮力的大小与物体的体积无关。
对前面四个结论大家达成共识,而对浮力大小与物体体积有无关系争执不休。这时教师提问:当物体体积相同时,一种情况把物体全部浸没水中,另一种情况将这物体一部分进行水中,这时浮力相同吗?同学们再用实验证明,很快学生得到实验结论:物体体积相同时这两种情况下,浮力不相等,说明浮力的大小并不是跟物体的体积有关系的。教师追问:“上面这两种情况下,物体的体积相等,那么浮力的大小跟什么因素有关呢?
学生:物体浸在液体的体积。
这样,学生通过自己的猜想、实验、交流,得出浮力的大小与液体的密度和浸在液体里的体积有关这个结论。此时,这节课的重点、难点已突破,已解决。浮力的大小与液体的密度和浸在液体里的体积有什么样的关系?待下一节课继续探究。
探究性学习报告单提出问题根据上述现象,你能提出的问题:______________________________________________________________________________________________________根据你已有的知识和经验,对影响浮力大小的可能因素作出猜想:1、___________________________________________________ 2、___________________________________________________3、___________________________________________________……三、设计实验实验目的:____________________________________________条件控制:____________________________________________实验过程:____________________________________________实验数据:____________________________________________实验结论:____________________________________________