第一节 压强
1、 教学目标
1、知识与技能
(1)了解压强的概念,理解压强的大小与哪些因素有关
(2)了解压强的增大与减小的主要方法,会用压强公式进行计算。
2、过程与方法
(1)观察生活中各种跟压强有关的现象,了解对比是提高物理思维的基本方法。
(2)探究压力的作用效果跟什么因素有关,初步学习使用控制变量法。学会分析的方法。
3、情感、态度、价值观
(1)经历观察、实验以及探究等学习活动,培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。(2)通过探究性物理学习活动,使学生获得成功的愉悦,培养学生对参与物理学习活动的兴趣,提高学习的自信心。
二、教学重点
1、理解压强的大小与哪些因素有关 2、会用压强公式进行计算
三、教学难点
1、理解压强的大小与哪些因素有关 2、会用压强公式进行计算
四、教具准备
演示用:压力小桌,10×10×5厘米3的塑料泡沫,质量为200克的砝码2个,细砂、玻璃杯。
学生用:压力小桌, 10 × 10 ×5厘米3的塑料泡沫,质量为 200克的砝码 2个
五、教学过程
1、引思导学:
请同学们观察自己的书包带子。想想平时背书包时,觉得宽带子好,还是细带子好,为什么?
提问:看书上的两幅图:“谁的压力大?压力作用的效果一 样吗?” 学生讨论
请同学们在草稿本上画出下列各图中物体对表面的压力示意图。
同时请三位同学在黑板上画,三人各画一图(有意识地请能正确画出的同学,以便借此讲解压力的概念)。同学们作图时,教师可走到学生中去,来回巡视,了解学生作图中的错误。讲评学生作图情况,然后讲评黑板上画的图,进行纠正,并用红色粉笔把压力突出出来。请同学们思考后举手回答,以上图中物体对受力表面的压力有什么共同特点? 启发学生回答出:压力是垂直作用在物体上的力,压力的作用效果有大有小。
2、探究
看课本,请仔细观察并做好比较。(蝉和骆驼)这两个压力的效果相同吗?对此你能提出什么问题?对此你有何猜想?
学生猜想:压力效果可能与可能与受力面积、压力大小有关。
实验验证:
1)介绍器材:
2)学生分组实验并记录。
学生交流分析归纳:压力作用效果与压力大小和受力面积有关。
猜一 猜:在这个问题中,能否因为丙的压力大于甲, 就认为丙比甲压痕深呢 你能判断出哪种情况下的压痕深吗?(学生说明判断方法)我们采用的方法是比较单位面积上受到的压力 ,物理学中把单位面积上受到的压力叫做压强
3、压强:
(1)定义: 物体单位面积上受到的压力叫做压强. 压强是比较压力效果的物理量.物体单位面积上受到的压力越大, 压力产生的效果越显著,也就是压强越大.根据压强的定义可以推导出计算压强的公式.
(2)公式: 如果用P表示压强, F表示压力, S表示受力面积 .即:P=F/S
(3)单位: 压强的单位是“牛顿每平方米”.在国际单位制中叫做“帕斯卡”简称“帕”,用符号“Pa”表示。1帕=1牛/米2
例如: P=300牛/米2=300帕. 它表示每平方米面积上受到的压力是300牛。教师拿出一 张纸放在桌面上,说明纸对桌面的压强大约是1帕,并指出帕斯卡是一 个很小的压强单位.
例题:一 台机器重1000牛顿,与地的接触面是2m2。这台机器对地面的压强是多大
教学后记:该节课比较重要,特别要讲清压强的概念,分清压力与压强的区别,分清压力和重力的区别,强调受力面积与物体底面积的区别。
4、应用.
(1)减小压强的方法
讲述:任何物体能够承受的压强都有一定的限度,超过这个限度物体将会被压坏。
举例:房屋建设中,楼层修得越高,楼体对地面的压强就越大,可能会使地面下陷,楼房倒塌,造成损失。因此需要减小楼房对地面的压强,你知道人们在造房子时是如何减小对地面的压强的吗?(学生讨论)
可见在压力一定的情况下增大受力面积可以减小压强。你还知道哪些通过这种方法来减小压强的例子?(学生举例,履带拖拉机、骆驼、钢轨等此处应多举一些例子)
读图:7.1-4、7.1-6教师对学生回答补充、完善后板书"在压力不变时,利用增大受力面积的办法,可以减小压强。"
(2)增大压强的方法:
学生随堂实验:让每一个学生拿一支削尖了的铅笔,用两只手的食指顶住铝笔的两端进行实验利用 来解释此现象.
由以上学生随堂实验和教师演示实验,引导、启发学生得出结论:"压力不变时,利用减小受力面积的办法,可以增大压强。"你还知道哪些通过这种方法来增大压强的例子?
读图:学生阅读课本图7.1-4、7.1-5,读后说一说图中所述的是采用什么办法来增大压强的。归纳总结增大压强和减小压强的方法:在压力一定时,减小受力面积可以增大压强。在压力一定时,增大受力面积可以减小压强。
5、小结及练习
P31 动手动脑学物理
6、作业布置
第二节 液体的压强
一、教学目标
1、知识与技能
(1)初步认识液体压强规律,学会用压强计测量压强
(2)知道液体压强的规律在生活中的应用举例。
2、过程与方法
在探究液体压强规律的过程中,练习使用类比法
3、情感态度与价值观
在整堂课的学习中,能过发散式思维的训练,培养学生乐于参加探究的态度,敢于把想法说出来与大家交流的勇气
二、教学重点
探究式教学过程,培养学生能力
三、教学难点
培养学生参加探究的能力
四、教具准备
压强计,自制“可乐瓶”烧杯,水,刻度尺
五、教学过程
1、引入新课
今天,我们一起看这样一个实验。
(教师演示,用一个塑料袋装满水,用一个钉子从底部扎一小孔,水就会从底部流出。)
观察,思考,请大家讨论一下,这个实验说明什么?水对底部有压强。
请大家继续看。(教师用钉子从袋子的四周扎上一些小孔,水就会从四周喷出。)
观察,思考,请大家再思考一下,这又说明什么?水对侧面有压强。
刚才,我们一起通过实验,学习了水对容器底和容器壁有压强,如果塑料袋子了装的是别的液体,实验现象会不会不同?不会。
那么,我们的结论应当是:液体对容器底和容器壁有压强。大家同意吧?
那么,再请大家思考一下:液体为什么对底部和侧壁有压强?
讨论,回答。因为:液体有重力,所以对底部有压强;液体跟固体不同,有流动性容器壁阻挡着它流动,它就会对容器壁有压强。
2、进行新课
大家想过没有,水对底部和侧壁有压强,水的内部是否有压强?大家想一想。有
为什么说有呢?就像我们在吃火锅时,在中间有一个隔板把辣的和不辣的分开了。假如设想一下,把隔板的一边的水拿走,另一边的水对侧壁就有压强。因此我们都同意当隔板还在时,两边的水对它有压强,那么,把隔板拿走,水的内部有压强。
提出问题:大家想过没有,液体压强有什么规律?或者说,液体的压强与那些因素有关?
引导类比:咱们先看能不能把液体分成若干小液滴组成,(边画示意图,边讲解)这些小液滴密密麻麻地挤在一起?在这个描述中,关键词是什么?“大量、密集”
1.直接类比。请找出日常与“大量、密集”有关的事物,请同学们想得越多越好,尽可能的多告诉我。街上走的人群、乱哄哄的苍蝇、箱子中的苹果、一袋子大米……我们从一大箱苹果开始研究。
2.拟人类比。现在我们可以想象自己就是一只只苹果,被装在箱子中。这时,你有何感受?:呼吸困难、愤怒、受到挤压、挣扎、无奈……
3.象征类比。大家的感受也就是:无奈的承受。现在以“无奈的承受”为题,说说日常哪些现象是这样的?人在社会中、羊在圈中、在网中的鱼、同学们的学习状况……我们不妨来讨论一下:我们熟悉的学习是如何无奈的承受?各方面的压力,如家长、同学、亲戚……;在班中的名次前后对于个人的感受也不同;同样的成绩在不同的班级或不同的学校感觉也不同。 师生一起得出:可见,由于学习的状况造成的无奈与压抑,来自各个方面,并与名次、学习环境都有关系。
适用问题
对应学习的无奈,你能否体验液体中的液滴的感受?小液滴感受到来自各个方面的作用,这种作用与小液滴所在的位置(深度)有关,也与液滴所在的环境(液体的种类)有关。
找到方案或建立假说
根据刚才的讨论,请你谈谈对液体压强有关因素的看法。
液体向各个方向都有压强,不同的深度压强不同,不同的液体中同一位置的压强也不同。
检验论证
如何证明假说是否正确?通过实验。
现在有这样一种测液体压强的仪器—压强计(教师简介:这样,我把手指压在橡皮膜上,在右侧的“U”型管中出现高度差,我们一看到“U”型管中出现高度差,我们就知道橡皮膜上有压强),那我们想研究液体内部的压强规律,这个压强计如何使用?(讨论)
我给大家准备了大的可乐瓶子,用它来装水,这样就能使水足够深,研究起来方便。下面就请大家一起讨论试验方案。(学生讨论,找到实验方案)
咱们一起交流你的实验方案,看其他同学的想法是否跟你一样,有没有你想不到的,有没有更好的想法是你想不到的。(交流)
下面按照自己的想法,或者用你认为好的做法,去实验,验证咱们的假说。(进行实验)
巡视,指导:如何控制变量,如何注意开始使“U”型管中的水面高度一样。你的实验能得出结论吧?大家交流一下你得出的结论,看别的同学是否跟你的结论一样。
讨论,得出:液体内部向各个方向都有压强,压强随深度的增加而增大,同一液体、同一深度压强是相等的。不同的压强还跟液体的密度有关。
评估
让我们回顾一下今天的实验:
(1)实验设计有无不合理的地方?(2)操作中有没有什么失误?(3)测量结果是不是可靠?(分组讨论、总结、交流)
知识应用
我们这一节课,共同学习了液体压强的规律,下面让我们一起阅读书上材料,了解液体压强规律的应用。请看课本,边阅读,边讨论。
哪一位同学介绍一下什么是连通器?你能举几个例子吗?(学生回答,举例,补充)
除了书上举的几个例子外,你们能否通过讨论后,举出更多的例子。
3、小结及练习
第三节 大气压强
一、教学目标
1、知识与技能
(1)了解由于大气压的客观存在而产生的现象。
(2)测量大气压的方法,大气压的大小和单位。
(3)了解生活生产中利用大气压的现象,抽水机的工作原理。
2、过程与方法
(1)观察大气压有关现象,感知大气压强是一种客观存在。
(2)观察大气压的测量,体会大气压的测量方法。
(3)运用知识解释日常生活、生产中的有关现象;培养学生运用知识的能力
3、情感态度与价值观
培养学生的综合学习能力,激发学生的求知欲,培养学生实事求是的科学态度。
二、教学重点
对大气压强现象的认识、大气压知识的综合运用
三、教学难点
大气压的测量方法。
四、教具准备
皮碗、玻璃、玻璃瓶、水槽、水等
五、教学过程
对于本节的教学,对学生提出课前预习要求:
(1)根据课文的描述,做一做皮碗实验和水杯实验,初步体会实验原理、产生问题;
(2)观察生活中与大气压有关的现象。
1、课题的引入──设置问题、激发兴趣
同学们在家里做了实验,你是怎样做的?你有什么想法?
教师对讲得好的进行表扬,对讲得一般的进行鼓励,调动积极性。
2、问题的探究──得出概念、实验测量
(一)大气压强概念的得出
(1)学生做皮碗实验(如图1),思考是什么力量吊起了钩码?在教师的引导下分析原因:除了皮碗和钩码,就只有空气!这个力量一定来自空气。那为什么要挤压皮碗呢?学生会谈很多的想法,然后教师进行分析讲解(图2),得出A中大气对皮碗有向上的压力F;B中大气对皮碗有向右的压力F,在F的作用下,玻璃和皮碗间产生一个摩擦力f,f等于皮碗和钩码的重,从而得出大气压强的概念。
(2)能证明大气压强存在的还有哪些实例?鼓励学生发言,肯定学生的发言后,请两位学生分别演示书上的实验,再一次分析原因。
(3)教师指出:能证明大气压强存在的事例很多,但最早证明大气压强存在的是马德堡半球实验。介绍奥托·格里克和马德堡半球实验,提问:①怎么做这个实验?②为什么要将里面的空气抽掉?请学生讲讲:为什么会有那么大的力量?说明了什么?
(4)思路拓展:为什么大气有压强?为什么大气对各个方向都有压强?
对比液体产生压强的原因,学生很容易得出空气受重力作用,所以能产生压强,空气具有流动性,所以大气对各个方向都有压强的结论。
(二)大气压强的测量
(1)提问:我们怎样才能测量出大气压强的值呢?要用到什么器材?(猜想)
(2)演示(图3)实验:将玻璃瓶灌满水,再倒过来,看到什么现象?水受重力的作用,但没有往下流,一定是受到一个向上的力的作用,这个作用只能是来自大气压。将瓶子灌满的目的是什么?再将玻璃瓶换成1米长的玻璃管,用水灌满后倒放在水槽里,看到水还是没有流下来。那么,是不是不管玻璃管多么长,水都不往下流呢?究竟大气压能支待多高的水柱?(引出话题,进一步猜想)
(3)介绍托里拆利和托里拆利实验:向学生介绍实验并讲解。记住:标准大气压值
(4)我们怎样将大气压强计算出来呢?
水银产生的压力与大气压力平衡,将大气压强转化为水银的压强来计算:P=P0=ρ水银gh
(5)这里是采用转化和替代的方法来解决问题的,算一算标准大气压能支持多高的水柱?由此知道如果用水来做这个实验有难度。
3、问题的拓展──联系实际、深化研讨
(一)托里拆利实验的拓展
(1)实验中为什么要把玻璃管中的空气排尽?如果没有排尽空气,对实验结果有什么影响?为什么?我们又怎样检验空气是否排尽?
(2)玻璃管的粗细对结果有没有影响?为什么?
(3)如果将玻璃管往上提1cm或往下压1cm,但管口都不离开槽中水银面,管内外水银高度差有没有变化?如果将玻璃管倾斜呢?为什么?
(4)如图4,a中在玻璃管顶端A处开一个小孔,会出现什么现象?为什么?b中如果在玻璃管中间B处开一个小孔呢?
(5)如图5,如果当时的大气压是72cm水银柱,a中A点的压强是多少?B点的压强又是多少?b中玻璃管顶端受到多大的压强?
(二)计算问题拓展
(1)能不能用公式P=ρ空气gh来计算空中某点的压强?为什么?
(2)假定当地的气压是76cm水银柱,塑料吸盘的半径是10cm,塑料吸盘吸在天花板上(不考虑吸盘的质量),下面能吊多重的物体?
(3)假定地面的气压是76cm水银柱,地球的半径是6400km,地球上空气的质量大约是多少?
(三)生活问题拓展
(1)看课本P40了解大气压随高度的变化,做实验验证
(2)看课本P41了解气压计及其种类、使用
(3)看课本P42了解活塞式抽水机和离心式水泵的工作过程
4、小结及练习
这一部分尽量由学生完成,教师提示、鼓励。
学生活动:总结本节内容,相互补充,形成本节知识体系。
P43 动手动脑学物理
5、作业布置
第四节 流体压强与流速的关系
一、教学目标
1、知识与技能
(1)了解流体压强与流速的关系,并能用其解释某些生活现象。
(2)了解飞机的升力是怎样产生的。
2、过程与方法
通过观察和实验,学会运用归纳、类比、逆向思维等研究方法,培养学生的观察和分析概括信息的能力。
3、情感态度与价值观
领略气体压强差异所产生现象的奥妙,获得对科学的热爱和亲近感。培养学生敢于表达自己的想法,随时关注周围的人和事以及有关现象。
二、教学重点
了解气体压强与流速的关系,并能解释生活现象。
三、教学难点
对液体压强与流速关系的探究活动。
四、教具准备
纸、漏斗、乒乓球、烧杯、水、水槽、饮料吸管、轻质小勺、电吹风、硬币、泡沫塑料、塑料带、机翼模型等。
五、教学过程
1、情景引入
展示三个生活情景
(1)一阵秋风吹过,地上的落叶像长了翅膀一样飞舞起来。
(2)冬天,风越刮越大,带烟囱的炉子里的火越着越旺,火苗越蹿越高。
(3)居室前后两面的窗子都打开着,过堂风吹过,居室侧面摆放的衣柜的门被吹开了。
这些都是生活中司空见惯的生活现象,同学们思考过其中的奥妙吗?科学往往就藏在我们身边,今天这节课我们就要通过实验揭示这个小秘密。
2、学生实验、确立研究课题
(1)学生实验
教师布置给学生以下七个实验,要求学生在15分钟内,选择其中一部分,根据要求进行实验(选择的实验越多越好),提醒学生注意认真观察实验现象。
①将纸条一端贴近下嘴唇, 用力向纸条上方吹气, 观察现象(图15)。
②将一张纸折成∩形(图16)平放在桌子上,用力向∩形纸的下方与桌面之间的空间吹气,观察现象。
图15 图16 图17 图18 图19
③用手握着两张纸,让纸自由下垂,在两张纸的中间向下吹气(图17)观察两张纸怎样运动。 ④在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球,然后从漏斗口向下用力吹气(图18),并将手指移开,观察现象。
⑤两个乒乓球用绳拴好,手提绳将两个球平行放置,向两个球中间用力吹气,观察现象。
⑥把一根长10 cm左右的饮料吸管A插在盛水的杯子里,另一根吸管B的管口贴靠在A管的上端。往B中用力吹气,观察现象。
⑦轻轻捏着一个轻质小勺的勺柄,能使小勺在手指间晃动自如,打开水龙头,让水稳定的往下流,把勺子的凸面靠近水流,观察现象。
图20 图21
2.现象汇总
实验结束后,请同学们分组汇报实验现象。
引导学生分析这些实验:
①实验中的研究对象为什么会运动?(研究对象的两面存在压强差)
②什么原因造成了压强差的存在?
③这些实验共同说明了一个什么问题?
3.确立课题、得出结论
学生小组讨论总结出:这些实验都是研究了气体压强与流速的关系。
实验现象归纳出实验结论:在气体中,流速越大的位置压强越小。
3、设计实验、解释现象
放手让学生运用结论,利用身边的器材再自行设计一两个小实验。
比如:“吹硬币”、乒乓球被水流吸住、电吹风向上对着乒乓球吹、越吹越不跑等实验 (这个实验也可演示,由学生解释现象。)
实验后讨论分析下列问题:
1.在火车站或地铁站的站台上,离站台边缘1 m左右的地方标有一条安全线,乘客必须站在安全线以外的地方候车,这是为什么?
2.为什么风暴常常会把房子的顶部掀掉?
3.观察课题引入的三个场景,解释现象。
4、应用类比、深入课题
利用类比的方法,把研究课题从“气体压强与流速的关系”转移到“液体压强与流速的关系”上来,引导学生沿着这样一种思维程序进行探究。甚至于思维程序的每一环节都可以引导学生自己得出。
提出问题:气体压强和流速有这样的关系,那么液体呢?
进行类比:气体和液体有许多相似性,可以类比的猜想。
形成假说:在液体中,流速越大的地方压强越小。
实验检验:请同学们以小组为单位设计实验来验证。比如两只塑料泡沫小船并列放入水中,加快中间水的流速,观察现象。
图22 图23
得出结论:验证了假说的正确性。
生活应用:热水器中冷热水的混合(可以进行课堂演示)。当水平管中不断有冷水通过时,管内压强减小,热水会沿竖直管上升与横管中的冷水混合。
5、拓展创造
1.阅读课文80页“飞机的升力”,根据图13.4-4制作的机翼模型进行实验。分析现象原因。
2.与飞机的机翼相似,鸟的翅膀上方也呈弧形。由于鸟的翅膀的柔韧性好,它们拍动翅膀时不仅产生升力,而且还会带着鸟儿往前飞。
3.像机翼、鸟的翅膀的这种形状的应用很多,比如跑车的车头呈流线型,那当跑车跑得太快,车会有什么危险?(发飘、不稳)怎样避免这种危险?
学生讨论,找出解决问题的方法(启发学生能不能根据机翼的作用,用逆向思维的创造方法来思考):在跑车的尾部安装一只倒置的翅膀,弧形朝下,当车速很大时,作用在这只翅膀上的方向向下的压强大,这样可以增强车轮的着地性能。实际上,这种翅膀已被采用,叫气流偏导器。
6、课堂小结、布置作业
学生总结这节课学到了哪些知识、研究方法、探究过程,布置同学们书面写出这节课自己的收获在哪,有什么启发。
第五节 浮力
一、教学目标
1、知识与技能
(1)知道浮力方向(2)通过实验认识浮力(3)知道阿基米德原理(4)知道物体浮沉知识
2、过程与方法
(1)经历探索浮力大小过程
(2)从日常生活中现象入手,培养学生分析能力、概括能力、解决问题能力与动手操作能力
3、情感态度与价值观
(1)培养学生乐于探索生活中物理知识的兴趣
(2)培养学生大胆猜想,在实验过程中能于创新精神
二、教学重点
(1)通过实验猜想浮力大小与什么因素有关(2)浮力在生活中的应用
三、教学难点
探究浮力与排开液体重力的关系
四、教具准备
皮球、铝块、弹簧秤、溢水杯、小筒、橡皮泥、砂石、饮料桶、水桶等
五、教学过程
1、引入新课
演示实验①将一个皮球从空中自由释放。②将一个皮球放在桌面上。
根据我们学过知识,讨论在两次实验中,皮球运动状态为什么不同?
(学生分小组讨论,解释现象,组内交流。)
(引导猜想)根据这两种现象大家猜想,将皮球按入水中,皮球将会怎样运动?为什么?
(讨论,大胆猜想,积极发言。)
请同学们思考这种研究问题方法是哪种方法?类比法。
2、进行新课
我们把皮球浮在水面这类现象称为浮力现象,大家讨论一下生活中有哪些类似现象?
(分小组讨论后,交流。)鸭子在水中游泳,轮船水上航行……
针对浮力这种常见现象,你想知道哪些有关浮力知识呢?
(展开想象,分组交流、讨论,各抒已见,提出一系列问题。)
(1)浮力有方向吗?方向向哪儿?
(2)物体在什么情况下才受浮力?水中下沉物体是否受浮力?
(3)浮力大小等于什么? (4)浮力大小与什么有关?
(鼓励学生大胆提出问题,在黑板一侧板书学生提的问题。)刚才这几位同学提得问题非常好!下面我们大家先讨论一下浮力有无方向,方向向哪?你的依据是什么?
(分小组讨论交流,从不同角度阐述理由。)
(板书浮力方向:竖直向上)大家知道皮球漂在水面上受浮力,那么在水中下沉物体是否也受浮力呢?讨论一下看如何用简单实验来说明这一个问题?
(分组讨论,利用学具实验探讨。)(巡回指导,发现做实验好的学生典型。)
(学生到讲台上演示实验)用弹簧秤测铝块在空气中重力,再将铝块浸入水中,发现弹簧秤示数变小,说明铝块受一个向上的力,即浮力,所以在液体中下沉的物体也受浮力。
(给学生点评鼓励)同学们思考一下,你能否归纳得出测量浮力的方法?将答案写在纸上。(评价学生写的结论、鼓励学生)这种测浮力方法是采用物理学法中哪一种?:等效转换法。
下面我们来进行一个比赛,用大小相同的橡皮泥做船,用砂石作货物,看一看,谁做的船载的货物多?(设计比赛,激发学生的兴趣,调动学生的积极性,培养学生的创造力。)
(巡回指导,找到载货最多的船与载货最少的船。)(学生拿着这两只小船在全班展示。)
(引导学生观察分析,培养学生观察、分析能力。)大家根据这两只船在水中载货的多少不同,分组讨论交流,猜想影响浮力大小的因素是什么呢?
(观察两只船的差异,分组讨论,大胆猜想,交流争论。)
接下来做第二个实验,将饮料瓶慢慢压入水桶的过程中,体会浮力的变化,观察水位变化情况,物体浸入液体中的体积变化情况。(分组做实验,观察、体会、讨论、猜想。)
(让学生到讲台上做实验)将水桶中装满水,再将饮料瓶慢慢压入水桶中,体会浮力大小变化,(引导学生观察实验现象──溢出水的多少)进一步猜想浮力可能与什么因素有关?
(实验者面向全体同学谈体会,学生观察实验现象,分组讨论、猜想、回答。)
到底我们的猜想是否正确?需要用实验来验证。(实验是检验猜想是否正确的标准)以铝块为例,讨论如何探究铝块在水中所受的浮力与铝块排开水的重力关系?
(讨论、交流实验方案,选取最好的方案。)(引导学生、培养发散思维设计实验表格。)
(选取表格点评,确定合适表格。) 1 2 3
铝块在空气中的重力
铝块在水中的重力
铝块在水中受的浮力
排开水重力
同学们自选器材、完成实验,写出实验报告,得出结论。
课 题
器 材
猜 想
实验步骤
分析论证
评 估
合作与交流
(分组动手做实验,讨论交流,归纳结论。)
阿基米德原理:浸入液体中物体所受浮力大小等于物体排开液体所受的重力,即F浮=G排)根据这个结论我们可以看出浮力大小与排开液体的重力有关。物体在气体中也受浮力,阿基米德原理对于气体也适合。讨论题浸入液体中物体都会受到浮力,但有的物体要上浮,有的物体要下沉,这是为什么? (分组讨论、交流)(引导学生,归纳总结得出物体浸在液体中的浮沉状况)
当F浮>G时,物体上浮,最终是漂浮F浮=G;当F浮=G时,物体悬浮;当F浮(分组讨论,归纳、总结、交流)现在,同学们来自学潜水艇、密度计、气球和飞艇知识,自学过程中不懂问题,可以查阅各种资料。(培养学生自学能力)(查阅资料,讨论自学)
3、应用知识解决问题
(1)三国时期,曹操想测大象质量,大臣们手足无策,但年仅七岁曹冲却称出了大象的质量,假如你是曹冲,你会测吗?请说明测量方法与理由。
(2)利用量筒、水、橡皮泥,你能测出橡皮泥的密度吗?
(3)写出你在厨房做饭过程中,利用到浮力知识的场景。
(4)盐水选种是我国农民创造的选种方法。配制适当密度的盐水,利用浮力来区分好坏种子,请说明理由。
(分组讨论,交流答案。)通过这节课学习,你学到了什么?你还想知道哪些问题?
4、小结与练习
(1)浮力方向:竖直方向
(2)条件:一切浸入液体或气体中的物体都受浮力 (3)F浮=G-F
(4)阿基米德原理:F浮=G排
(5)物体浮沉条件
当F浮>G时,上浮,最终漂浮 F浮=G;当F浮=G时,物体悬浮;当F浮<G时,物体下沉
5、作业布置
将弹簧秤改造成一个可以直接测浮力大小的装置。(培养学生创造能力)
第六节 浮力的利用
一、教学目标
1、知识与技能
(1)了解物体平均密度的概念,知道轮船、潜水艇、气球、飞艇的工作原理。
(2)培养学生应用物理知识解决简单问题的能力。
2、过程与方法
(1)通过科学探究性实验,培养学生自主学习的能力。
(2)运用综合启发式教学法,通过学生讨论,培养学生表达能力和物理思维能力。
3、情感态度与价值观
(1)在探究实验中,培养学生合作意识,团结协作精神。
(2)通过对学生节约能源的教育,培养学生爱国主义情操。
(3)通过学生自主探究的过程以及科学家的英雄事迹,对学生进行爱科学教育和科学素养的教育。
二、教学重点
轮船、潜水艇、气球、飞艇的浮沉原理。
三、教学难点
控制物体浮沉的方法。
四、教具准备
烧杯、水、废牙膏皮、胶卷盒、细沙、小刀、土豆、一块薄铝片、盐等。
五、教学过程
1、课前提问
阿基米德原理的内容是什么?请写出表达式。物体的浮沉条件是什么?(学生回答)
2、设疑
问:同学们知道2003春季中国361号潜艇失事的事件吗?(学生讨论回答)
在广阔的海洋里,每年总要沉没大小船只几千艘,而这些沉船无论从经济价值还是从科学价值来讲都有打 捞的必要。请问:你都有那些办法打捞沉船?(学生激烈讨论后,各抒己见)
3、引入新课
教师小结学生的讨论:同学们,你们的热情也感染了老师,那么大家的设计方案是否可行呢?带着这个问题我们学习新课。
你们的实验台上,老师给你们准备了很多器材,同学们试试把他们放入水槽中,观察他们的浮沉情况(全部下沉)。下面请大家团结协作,进行小组探究实验。实验目的是:如何能使这些沉底的物体浮起来?
出示实验要求:
(1)明确实验目的:如何能使这些沉底的物体浮起来?
(2)首先进行实验猜想,然后设计实验方案,最后自选器材实施实验。
(3)小组团结协作,认真做实验,并思考怎样用物理语言把你的方法表述出来。
(4)比赛,看哪个小组找到的办法多。( 学生讨论,实验探讨,教师巡视指导)
分析总结上升到理论认识:
学生找到的方法有:(1)将物体制成“空心”,减小物体的平均密度,增大可以利用的浮力。
(2)增大液体密度。(3)减小物体重力。
4、学习轮船的工作原理
提出问题:大家坐过轮船吗?你观察过它的构造特点吗?轮船是钢铁做的,钢铁的密度比水的密度大,轮船为什么能浮在水面上呢?学生回答:利用“空心”的办法。
教师小结学生的答案,明确轮船的工作原理:利用“空心”的办法。
问:谁知道曹冲称象的故事?给大家讲讲,并说说曹冲称象的道理。(学生讲故事并说道理)问:曹冲能否随便取个轮船就能用来称象呢?应选一个够大的船。
轮船是有大小的,你知道轮船的大小用什么来表示吗?引出排水量。
问:已知一艘轮船的排水量,你都能求那些物理量?(学生讨论)
当同一艘轮船从大海里驶入河里时,它是浮起一些还是沉下一些?请同学到小黑板上对比画一画轮船在海水和河水中的不同位置,并分析讲解其中的道理。
(学生到黑板上画轮船的位置,并讲道理)
5、学习潜水艇的工作原理
教师演示:利用潜水艇模型演示潜水艇的工作过程。
教师引发学生思考:潜水艇是靠改变什么来实现浮沉的呢?(学生观察并思考)
学生讨论得出潜水艇的工作原理,即靠改变自身重力来实现浮沉的。
6、学习气球和飞艇的工作原理
教师出示两个外形完全相同的气球(其中一个充空气,另一个充氢气),让学生猜想:松开手后会有什么现象发生?(学生猜想并认真观察)
学生猜想后,教师放手,结果是一个气球落地,另一个气球飞上棚顶而不落。
教师继续请同学们猜想:这两个气球可能有什么不同呢?
学生讨论:可能充的气体不同。
飞艇和气球的工作原理是一样的:即充密度小于空气的气体来实现上升的。
7、巩固练习
提出问题:如果你正坐在这个气球中,你有何办法降回地面?完成“想想议议”。
( 学生讨论,说出自己的方法,并从受力分析的角度说出其中的道理)
8、小结及练习
一、使密度大于液体的物体实现悬浮或漂浮的办法:
1、制成空心;2、增液体密度;3、减物体重力。
二、轮船的漂浮原理:制成空心。
轮船的大小用排水量表示,即轮船满载时排开水的质量。
三、潜水艇的浮沉原理:靠改变自身重力。
四、气球和飞艇的浮沉原理:充密度小于空气的气体。
P53 动手动脑学物理
9、作业布置
本章复习
一、教学目标
掌握本章重点内容
二、教学过程
1、内容小结
2、典型例题讲解