“浮力”教学中的科学探究.doc

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1、“浮力”教学中的科学探究湖北省宜昌市夷陵区教研中心　王卫《浮力》的学习是以密度、力、二力平衡等知识为基础的，有较强的综合性。从日常生活中，学生已经积累了有关浮力的体验，如木块能漂浮在水面是由于受到水的浮力，氢气球在空中能上升是受到空气的浮力，不同物体在水中的浮沉是不同的等，这些体验都没有经过科学的分析、抽象与概括，只凭学生粗浅的观察分析，形成了一些模糊甚至是错误的观念，这些错误观念的形成又会成为学生学习浮力知识的思维障碍。基于上述原因，在《浮力》教学中，可以让学生通过系列探究活动，从活动中获取信息，从而抽象出概念和规律，消除学生模糊甚至是错误观念。为完成探究活

2、动，将学生分为若干小组，要求每实验小组准备如下器材：鸡蛋一个、大小不同的小石块各一个、细线若干、清水、杯子、水桶、空的饮料瓶、橡皮泥等。教师准备弹簧测力计、玻璃棒、密度计、量筒、圆柱体组（体积为10cm3的铜块、铁块、铝块各一个）、潜水艇模型、酒精、盐水等。探究一：在水中下沉的物体受到浮力吗？设疑：将乒乓球和小石块同时放入盛有水的烧杯中，发现乒乓球会上浮到水面，小石块则沉入水底。乒乓球会上浮到水面是由于水的浮力的作用。生活中遇到的这样的例子很多，如轮船在海面上航行，氢气球脱手后会腾空而起等，那么在水中下沉的物体是否受到浮力呢？猜想：（1）水中下沉的物体不会到浮

3、力，因为受到水的浮力的作用的轮船是漂在水面的。（2）水中下沉的物体会受到浮力，因为将水中的石头搬上岸时，会觉得在水中很轻而搬出水面后觉得石头变重了。设计实验：同学们经过讨论，形成一致的实验方案。将小石块用线系住，挂在弹簧测力计下，浸入水中，观察弹簧测力计的示数是否会发生变化，如果不变，说明在水中下沉的物体不受浮力的作用，如果变小，说明在水中下沉的物体是受到浮力的。同学们用自己准备器材进行实验，获取有关信息。结论：在实验过程同学们发现，当石块浸入水中，测力计的示数变小。这说明在水中下沉的物体也受到浮力，而且浮力的大小就等于测力计两次的示数差。疑问：为什么木块在水

4、中会上浮，石块在水中会下沉？浮力的大小跟哪些因素有关？探究二：浮力的大小跟哪些因素有关？设疑：重做上面的实验，将小石块用线系住，挂在弹簧测力计下，慢慢浸入水中，观察到小石块在逐渐浸入水中过程中，测力计的示数会逐渐变小，但在小石块全部沉入后，测力计的示数不再变化，这说明同一物体在不同的情况下所受浮力大小不同的。浮力的大小跟哪些因素有关？猜想：浮力大小究竟和哪些因素有关，大家可以根据生活经验进行猜想，发表自己的见解，并说出自己的理由。1、浮力大小和物体的轻重有关节。理由是轻的木块在水中会浮起来，而重的金属块则沉下去，说明木块所受浮力比金属块大。2、浮力大小和物体体

5、积有关。理由是：“你看！轮船体积大，在海上载这么多的货物，说明它所受的浮力大。”3、浮力大小和物体浸入液体的深度有关。前面的实验说明了这一点。4、浮力大小和液体密度有关。理由是盐水密度大，不饱满的种子的盐水里漂浮而在清水中会沉入水底。对于第一种猜想，应帮助学生纠正关于物体轻重的说法，轻重必须用同体积的物体来进行比较，所以这个学生关于木块的说法应改成浮力大小与物体密度有关，至于木块上浮就说它所受浮力大的错误想法，在下一步实验探究时，由学生自己来纠正。第二种猜想引导学生注意的轮船体积大实质是浸入水中的体积大。将同学们的猜想归纳为四个：浮力的大小可能与物体密度大小有

6、关；浮力大小可能与浸入体积大小有关；浮力大小可能与浸入液体深度有关；浮力大小可能与液体密度大小有关。设计实验：引导运用“控制变量法”进行实验。浮力大小可能和上述因素都有关系，但当我们研究浮力大小和其中一个因素的关系时，必须控制其它因素，使其保持不变，以排除其它因素的影响和干扰。同学们设计并进行实验验证自己所提出的猜想。对验证第一个猜想的小组教师要准备体积相同的不同物体（圆柱体组）。对验证第四个猜想的小组教师要准备盐水、酒精。对同学们在实验中获取的信息的分析处理中，引导学生注意实验中物体浸入液体的深度的改变实质是物体浸入液体中的体积的改变。结论：同学们在用“控制

7、变量法”进行实验后发现，当其它条件都一样，只有物体密度或浸入液体深度不一样时，测得浮力大小相等，说明浮力大小与它们无关；而当其它条件都一样，只有液体密度或物体浸入液体体积不一样时，测得浮力大小不等，说明浮力大小和它们有关。对数据的进行分析比较，得出了结论，即“浸在液体里的物体所受浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关”。探究三：浮力的大小等于什么？设疑：我们已经探究出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，那么，它们之间有没有确定的数量关系呢？引导同学们由定性到定量、由浅入深地进行探究。在桶中盛大半桶水，用手将空的饮料瓶按入水中，体会饮料瓶所受浮力及其变化，

8、同时观察水面高度的变化，通过分析比较同