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视频标签：物理创新大赛,浮力
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视频课题：江苏省物理创新大赛（初中）第十章第四节《浮力》苏州市草桥中学校李刚
教学设计、课堂实录及教案：江苏省物理创新大赛（初中）第十章第四节《浮力》苏州市草桥中学校李刚
第十章第四节《浮力》教学设计
苏州市草桥中学校 李刚
一、教学目标：
【知识与技能】
（1）通过实验认识浮力。
（2）会用弹簧测力计测量物体所受浮力的大小。
（3）经历探究浮力大小与哪些因素有关的过程。
（4）通过实验探究，知道阿基米德原理，并会用来解决简单的浮力问题。
【过程与方法】
（1）通过课堂活动和生活中的经验，知道什么是浮力及浮力的方向。
（2）通过科学探究，了解影响浮力大小的因素和阿基米德原理。
【情感、态度与价值观】
培养学生自主探究的科学素养和实事求是的科学态度，培养爱国精神。
二、整体教学思路：
探究是科学的灵魂，而猜想与假设是探究的核心，探究教学能增加了学生主动参与积极性和思考深度。 教案从学生身边的物理现象出发， 从学生熟悉的感兴趣的题材入手，激发学生的兴趣，引起学生的注意。让学生感觉物理和生活有着紧密的联系，体会物理就在身边，增强物理的应用意识，培养学生用物理的眼光看问题，用物理的头脑思考问题。同时在教学活动中，从学生的角度出发，学生已经知道些什么，见过什么，对这个问题有一些怎样的认识，哪些是准确的可以利用的，哪些是错误的需要纠正的，哪些信息是需要老师提供的，也就时我们平时所说的了解学生。
三、教学重点、难点：
【重点】探究下沉的物体也受到浮力的作用，探究影响浮力大小的因素。
【难点】探究浮力的大小与排开液体重力关系。
四、实验器材与装备：
演示实验器材：水槽、乒乓球、细铁丝、烧杯、小铁块、皮球、水桶、弹簧测量计。
信息技术支持：IPAD（无线WIFF摄像头）、手机（课堂交互工具）、未来教室（STARC操作系统）
学生实验器材：烧杯、水、酒精、浓盐水、重物（侧壁有标记）、弹簧测力计、溢水杯、小桶、升降台、棉布、铁架台。
五、教学流程图：
六、教学过程：
活动一：认识浮力
老师：同学们好，我们今天的学习从观察思考开始。在我手上有一个乒乓球，将它浸没到水中去，放手，乒乓球会浮起来。松手后的轻气球会飞向高空。他们为什么会浮起来呢？
引出浮力的定义。
说明1：为让学生感悟到“浮力”的存在，我们选用了“乒乓球在水中上浮”这一实验，具体实施时遇到这样一个问题：乒乓球在水中上浮的速度很快，怎样才能呈现乒乓球从水底缓慢浮起的过程？经过组内教师的讨论及实践，得出一个比较好的方法：在乒乓球内注入适量的水，容器则用透明盛液筒；同时再借助于铁丝等先把乒乓球按在水底。
浮力：液体或气体对浸在液体或气体中的物体向上的托力叫浮力，记作F浮。
老师：那浮力的方向是怎样的呢？你们的依据是什么，请同学来说说看？
接下来老师通过实验来进一步验证，在我手上有一根重锤线，下面的重物受到重力的作用，将上面的细绳拉直，细绳拉伸的方向与重物受重力方向一致，即竖直向下。同样的道理，我们在乒乓球的下端系上一根细线，它指向的方向与乒乓球受到浮力的方向一致，它的方向是竖直向上的吗？让重锤线靠近它，发现两根线重合。这说明重力的方向总是竖直向上的。
说明2：原来的设计是通过受力分析的方法得出浮力的方向是竖直向上，比较抽象。本设计中借鉴有关“重力方向”演示实验的做法：用一段较粗的红毛线，将其两端分别固定在乒乓球和玻璃缸的底部，将水注入玻璃缸，直到将乒乓球浸没，观察红毛线被拉直的方向。将玻璃缸的一端垫高，观察红毛线被拉直的方向，并与重垂线的方向相比较。此实验说明浮力的方向总是竖直向上。这个方法操作起来比较简单，也比较直观。
老师：在我们生活中有很多物体受到浮力的作用，你们能列举出一些物体受浮力作用的例子吗？
刚才大家列举的这些例子物体都是漂浮在液面上，那下沉的物体是否也受浮力的。小组讨论，然后用Clicke表明你们组的观点。大家都认为受浮力作用，那能否设计一个实验来证明呢？
说明3: 用下沉的铁块与漂浮的物体对比使学生的思维形成冲击，从而去进一步思考浮上来的物体受到浮力，下沉的物体是否也受到浮力的作用?学生会回到生活中寻找支持自己猜想的现象。通过starC中Clicker交互对学生的前概念进行前测，再由教师加以引导使其再次回到物理中，设计方案去检验下沉的物体是否也受到浮力的作用。小组交流后利用IPAD的无线WIFF摄像头在主屏上展示出小组的实验设计方案，使学生在交流中学习。得到学生都认同的解决方案后再进行分析，通过分析学生们不仅明白了下沉的物体受到浮力的作用，并且也总结出测量浮力大小的方法（称重法）。这体现了在活动中学习。
活动二：探究浮力大小与什么因素有关？
老师：请一位同学来帮助我完成一项任务，把一个气球压入到水中去，再讲讲感受？
老师：很难压，越往下越难压？这是为什么呢。越往下球受的浮力越大。那在水中物体受到的浮力大小可能和什么因素有关呢？
学生猜想：物体浸在水中的体积、浸入水中的深度
说明4：“气球压入水中”是一项趣味性任务，可以提高学生学习的兴趣，同时激发学生思考，为下面探究浮力的大小与什么因素有关的猜想提供依据。
到底和哪个因素有关，我们通过实验来探讨一下。
说明5：用称重法测量不同条件下物体所受浮力的大小，既可加强学生对新方法的掌握，又能够使学生获得增强活动技能的机会，这就是在实践中学习。
学生实验的创新及改进之处在铁架台和升降台的使用上，利用铁架台可以减小因手抖动引起的读数误差，利用升降台能改变重物浸入水中的深度，便于操作和准确收集数据。学生通过相互合作获得实验数据，这就是学生的成果。
在引导学生分析数据时，利用starC交互功能做进一步的分析，使学生产生了新的发现，浮力与物体排开液体的体积有关与浸没的深度无关，从中学生会意识到知识的连续性、伸展性。
调两组的学生数据进行分析，分析得出结论。
老师：那浮力的大小还和什么因素有关呢？你猜测的依据呢？这个实验应该如何设计呢？采用了什么研究方法。通过数据我们能得出什么结论？
活动三：探究浸在液体中的物体所受浮力大小与物体所排开的液体重力有什么关系？
老师：通过实验探究发现浮力的大小与两个因素有关。但要找到物理规律还需要从定性研究传向定量研究。那浮力在大小上和液体密度和排开液体体积有什么关系呢？由于浮力与它们是不同类别的物理量，要确定出他们的大小关系，先要把他们转变成相同的物理量。 及要探究浮力和排开液体的重力在大小上有什么关系。
探究前先解决两个问题：
问题1：用什么方法测量物体所受浮力？
问题2：怎样测量被物体排开的液体重力？
说明6:利用学生已有的知识和经验，一步步由浮力与液体密度及物体排开液体的体积的关系过度到物体所受浮力与物体排开液体重力的关系，在学生的思维中产生自我生成、自我构建的过程。
阿基米德原理的探究既是是难点，在这里我采用了“分解法”，即把物体所受浮力与物体排开液体重力有什么关系？拆分为三块：由老师明确待测量；学生明确测浮力的方法；学生讨论用集体的智慧攻克难关——被物体排开的液体重力的测量方法。这就为学生搭建了他可以踏上去的台阶，符合学生的认知规律。这个探究过程较为复杂，因此要在明确思路后在展开探究可降低学生的难度，不易挫伤学生的积极性。通过有序的探究，学生们总结出阿基米德原理。让其再一次体验成功。
说明7：在学生设计的基础上教师对器材稍加改进，引出新器材溢水杯，并介绍溢水杯的使用方法。利用新器材，结合学生设计的实验方法引导学生探究浸在液体中的物体所受浮力大小与物体所排开的液体重力大小的关系.。运用两个测力计，可以让学生直观对比读数，减少了学生思考的过程。
学生整理分析数据，展示实验结果，总结结论：
浸在液体中的物体所受浮力大小等于被物体所排开的液体重力——阿基米德原理
老师：阿基米德是古希腊杰出的科学家和数学家。他勤奋好学，热爱科学，用所学的知识建设和保卫自己的国家。最让老师佩服的一点，他把爱国作为他人生的最高信仰。 我希望同学们跟他一样，“爱国、爱家、爱自己”。
课堂小结
七、教学反思：
浮力是学生比较熟悉的一种力，是初中物理重点内容之一，在学生生活经验的基础上，通过观察和体验来建立浮力的概念、研究浮力的规律。这节课主要采用演示实验和学生实验相结合，注意引导学生动手、动脑、动口，在教师的启发下，让学生自己去解决问题，这样既充分调动了学生的主动性，又活跃了课堂气氛。让学生经历探究浮力大小的过程，体会和感悟实验的方法对物理学习的重要性，积极引导学生自己应用已掌握的基础知识，用科学的观点和态度来研究浮力问题，认真思考，主动学习，体现从生活到物理从物理到社会的新课程理念。
1、本课在引入新课时用了学生比较熟悉的事物和现象，激发了学生的兴趣。首先设计了演示实验：放入水中的乒乓球会浮起来，氢气球在空气中会升起，让学生感受到浮力的存在。通过对现象的分析，由生活回到物理构建浮力的概念，再由物理进入生活，由学生列举生活中能说明物体受浮力作用的现象。
2、用下沉的铁块与上浮的物体对比使学生的思维形成冲击，从而去进一步思考浮上来的物体受到浮力，下沉的物体是否也受到浮力的作用?学生会回到生活中寻找支持自己猜想的现象。小组交流汇报，使学生在交流中学习，得到学生都认同的解决方案后再进行分析验证，不仅证明了下沉的物体也受到浮力的作用，并且总结出称重法测浮力。通过Ipad 的无线wiff摄像头能很好的呈现演示实验和各小组的实验设计方案，通过starC中Clicker交互对学生的前概念进行进行前测，指引后面的教学。
3、从学生压皮球这个游戏可以让学生体验到浮力，同时对浮力的大小与什么有关做出猜测。用称重法测量不同条件下物体所受浮力的大小，既可加强学生对新方法的掌握，又能够探究浮力大小到底与物体浸下去的体积有关还是深度有关，这就是在实践中学习，同时把探究浮力的难题先解决。通过相互合作获得实验数据，引导学生对数据做进一步的分析，从中学生会意识到知识的连续性、伸展性。学生实验的创新及改进之处在铁架台和升降台的使用上，利用铁架台可以减小因手抖动引起的读数误差，利用升降台能改变重物浸入水中的深度，便于操作和准确收集数据。学生通过相互合作获得实验数据，这就是学生的成果。
4、利用学生已有的知识和经验，一步步由浮力与液体密度及物体排开液体的体积的关系过渡到物体所受浮力与物体排开液体重力的关系，在学生的思维中产生自我生成、自我构建的过程。在阿基米德原理的探究中我采用了“分解法”，即把物体所受浮力与物体排开液体重力有什么关系？拆分为二块：学生明确测浮力的方法；学生讨论用集体的智慧攻克难关——被物体排开的液体重力的测量方法。这就为学生搭建了他可以踏上去的台阶，符合学生的认知规律。这个探究过程较为复杂，因此要在明确思路后在展开探究可降低学生的难度，不易挫伤学生的积极性。通过有序的探究，学生们总结出阿基米德原理。让其再一次体验成功。
5、在每个活动环节中，突出在活动中学习，在合作交流中学习，在不断反思中学习，利用信息技术做好交流评价。学生正是通过摆弄实验器材获得关于浮力的表象，进而上升为理论知识，教师给予学生更多的操作实践机会，通过丰富的材料，使学生可以亲自进行实验，体验成功和失败。未来教室也正好提供了一个更利于交流、合作、评价的平台。
第十章第四节 《浮力》活动卡
【学习目标】
1、通过实验认识浮力。
2、会用弹簧测力计测量物体所受到的浮力。
3、经历探究浮力大小与哪些因素有关的过程，知道阿基米德原理。
【学习过程】
活动一：认识浮力
1、浮力是 或 对浸在其中的物体向上的托力，记作 。
2、浮力的方向：
讨论与思考：沉入水中的物体是否受浮力？
3、测量浮力大小的方法：
活动二、探究影响浮力大小的因素
提出问题：物体所受到的浮力大小与哪些因素有关？
猜想假设：与 有关。
实验：用称重法测量物体浸在液体中不同情况下所受浮力大小。
物体的重力G/N 物体一半浸在水中物体受到的浮力F浮1 / N 物体浸没在水中物体受到的浮力
F浮2 / N 物体浸没在水中物体受到的浮力
F浮3/ N
分析与归类：
结论：浸在液体里的物体，所受浮力的大小与 、 有关，与 无关。且 越大， 越大，浮力越大。
活动三：
探究浸在液体中的物体所受浮力大小与物体所排开的液体重力有什么关系？
讨论与思考：
问题1、用什么方法测量物体所受浮力？
问题2、怎样测量被物体排开的液体重力？
物体浸没在液体受到的浮力F浮/ N 空桶的重力G桶/N 物体浸没后，桶和排开水的总重G总/N 物体排开水的重G排/N
根据表格中的数据你能得出的结论：液体中的物体所受浮力大小 物体所排开的液体重力。
习题1：请画出静止在水面的小球，所受到的浮力的示意图。
习题2：一个物体重8N，挂在弹簧测力计下，将它浸没在盛满水的溢水杯中，静止时测力计示数为5N，则物体受到的浮力为 N，溢出水所受的重力为 N。
习题3：体积是1.2dm3的球，浸没在水中时受到的浮力是多大？若将它浸没在密度为0.8×103kg/m3的酒精中，它受到的浮力是多大？
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