第十章第2节 阿基米德原理教学设计
一、教材分析:
阿基米德原理是初中物理知识中的一个重要规律,是初中物理课程的重要教学内容。本节课教学内容是对上一节课探究浮力的大小与什么因素有关这一问题的基础上,进一步做的完善和具体化,是理解和把握浮力知识应用的基础,也是本章教学内容的核心。学生已经明确物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关;物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
教材在实验环节并没有将最终的实验步骤展示出来,而是从如何测量浮力,如何测量排开液体受到的重力这个角度进行了实验的初步说明,这就为学生学习如何设计实验指明了方向,教师在教学中可以利用教材的这个设计特点强化学生的设计思想。
二、学生情况分析及教学思路:
学生在日常生活的积累中对浮力已有了一定的感性认识,但要把有关浮力的认识从感性提高到理性,需要综合运用各方面的知识,如力的测量、重力、二力平衡、密度等重要知识,还需要对这些知识进行科学的分析、推理、归纳等。现实存在的问题是部分学生实验设计能力不足,进行实验是跟着教材中的现成步骤进行,没有自己的明确思路。解决的方法,在本节教学中,我采用实验设计流程图的方式引导学生进行实验设计,形成实验设计的思路。
本节实验的难点还在于学生在测量中,对四个量之间的关系把握不好,测量的物理量多,导致分析时需要思维转一个弯,不便于理解阿基米德原理。本节教学中的解决思路是我自制了一个阿基米德原理演示器(如图所示),从物体浸入液体后弹簧测力计的示数减小值直接读出浮力,从液体进入小桶后弹簧测力计的示数增大直接读出物体排开的液体受到的重力,直接比较这两个力的大小,这个操作成为学生实验的有效补充。
三、教学目标
1.经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会设计、会操作、会记录、会分析、会论证。
2.能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。
1.能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排计算简单的浮力问题。
2.经历科学探究,培养探究意识,发展科学探究能力。
3.培养学生的观察能力和分析概括能力,发展学生收集、处理、交流信息的能力。
4.对周围生活中阿基米德原理的实例有浓厚的兴趣,体会科学技术的价值。?
四、教学重点、难点
重点:经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程,重点体会实验的设计方法。
难点:进行实验的设计和利用阿基米德原理计算公式进行简单计算。
五、实验仪器
弹簧测力计每组1只、圆柱体每组1块、溢水杯每组1套、细线、烧杯、水等。
六、教学流程图
教师活动及环节设计 学习活动及学习方式 设计意图
新课引入复习:浮力大小与哪些因素有关? 问:浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,您能由此联想到什么?? 分析得出:浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,物体排开水的质量大,排开水受到的重力大,同时浮力大。说明浮力与排开水受到的重力有关。新课 一、提出问题?浮力大小与排开液体的重力有什么具体的关系? 二、实验设计(一)利用报告单自主进行实验设计学生针对提出的问题进行分析,设计实验的方案: 测量物体受到的浮力。 测量物体排开的水受到的重力对比两个力的大小问:这两个力如何测量?物体的重力/N物体在液体中测力计示数/N浮力/N小桶和排液的总重/N小桶的重力/N排开液体的重/N ?浮力:测量物体受到的重力,再将物体浸入液体中,测出此时的拉力。物体排开的水受到的重力:测量出排出水和桶的总重,再测量桶重。 调整实验步骤。三、进行实验?按照设计的实验步骤进行实验,并将数据填写在表格中。四、分析与论证1.分析表格中浮力大小与排开的液体受到的重力大小之间的关系。得出二者之间的关系。 两组展示后可根据学生的总结,教师进行点评,并从数据的误差角度入手对数据进行分析,处理数据之间的关系,找到错误数据和误差产生的原因。结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 公式:F浮=G排2.通过阿基米德原理演示器得出部分浸入流体的物体受到的浮力大小也等于它排开的流体所受到的重力。 五、阿基米德原理的应用 一个体积为5×10-4m3的铁块,当它浸没在水中时,排开水的体积是多少?排开水的质量是多少?排开的水受到的重力是多少?受到的浮力是多少?V排=V物m排=ρ液V排G排=mgF浮=G排由以上的计算分析推导出计算式:F浮=ρ液gV排 课堂练习:教材56页动手动脑学物理 学生回顾,感悟,思考,交流。ρ液 m排 G排V排 总结出:排出的水受到的重力越大,物体受到的浮力越大。 学生利用报告单中的流程图进行实验的设计,学习基本的实验设计方法。学生设计实验的方案,并分组讨论。 学生展示实验方案。 说明测量哪些物理量,如何处理这些量。 说明怎样测量这些物理量。 分析实验中出现误差较大的原因(主要是先测杯和排开的水重之和,再测空杯重时,空杯中有残留的水),合理调整实验顺序。 进行实验,将数据记录在表格中。 各组将数据展示在黑板上, 各组到板分析组内实验时记录的数据,并进行分析,总结得出实验结论。 将各组数据逐一进行分析,总结得出浮力与液体所受的重力的大小关系。 即阿基米德原理。 阿基米德原理也适用于气体。 学生计算,板演。 总结出浮力计算的推导式。 学生进行自主研究,并由一名学生进行讲解。 总结得出计算式: F浮=ρ液gV排 开门见山,直入主题 理论分析出F浮与G排之间有关。 通过流程图基本掌握设计实验的方法。 会通过分析在哪些方面可能产生误差,由此调整实验的方案。 各组都进行数据的分析,使结果具有普遍规律。同时继续让学生养成分析实验误差的习惯。 演示器既说明不论是否浸没,阿基米德原理均适用。同时通过直接读出浮力和排开液体受到的重力,使实验更直观。 例题在设置上从排开液体的体积和液体的密度逐步计算出物体受到浮力,方便总结阿基米德原理的变形式。
板书设计 阿基米德原理 F浮=G排F浮=ρ液gV排
课后反思
本节课从以下几个环节进行了重点突破,有效解决了学生对这个实验的学习障碍。
首先是实验的设计采用流程图的方式,努力让学生先进行实验的整体设计,得出实验的要点,再根据整体设计细化每一个要点,得到实验的详细计划。同时通过误差的分析活动,调整实验的步骤,从而达到实验的最佳流程。
其次,在实验操作之后的分析与论证中,对每一组数据进行分析,对与大多数结论不同的数据判断是实验中的错误,还是产生了较大误差,错误数据排除,在误差允许范围内的数据保留。
最后,阿基米德原理演示器的使用,让学生直接读出浮力与排开液体受到的重力,直接让学生观察到两个数据是同时变化的,并变化大小相同。使学生更加深刻地认识到阿基米德原理。
本节课我有以下几个问题仍需进行提高。
首先是教学语言不够精练,还需要更精练、准确的语言指导学生学习。
其次在教学过程中有急躁情绪,学生展示的少,教师讲的多,学生思考不是特别深入。
最后在课堂把控上需要更精细化,让课堂教学更紧凑,环节更流畅。
设问1
开始
思考并回答
延伸、提出问题
设计实验
实验能力提高
演示实验
进行实验
总结
练习
巡视指导
课堂小结
结束
展示实验数据和结论
阿基米德原理
阿基米德原理推导式