探究浮力大小的决定因素
物理《影响浮力大小的因素》知识梳理

物理《影响浮力大小的因素》知识梳理知识梳理1.浮力大小与哪些因素有关的实验(1)实验探究方法:控制变量法(2)物体浸在液体中所受的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关;与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
2.浮力计算方法的总结:(1)平衡法:F浮=G(2)称量法:F浮=G-F(3)压力差法:F浮=F向上-F向下(4)阿基米德原理法(公式法):F浮=G排或F浮=ρ液V排g“全部浸入”和“部分浸入”:当物体全部浸入液体(或气体)时,V排=V物;当物体部分浸入液体(或气体)时,V排<V物。
适用范围:液体(或气体)课堂例题:例题1.探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验.请你根据她的实验探究,回答下列问题:A B C D E(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的__体积_有关.(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的_密度有关.(3)比较图C和__D__可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关.(4)图E中物体受到的浮力大小为__0.8_N.(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强_大于酒精对杯底部的压强.例题2.一个苹果的质量为160 g,密度约为0.8×103kg/m3,苹果的体积是__2x10-4__m3,用手将苹果浸没在水中时,苹果受到的浮力是__ 2__N.(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg) 例题3.体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是(D)A.铅球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大D.他们受到的浮力一样大巩固作业:1.关于浸在水中的物体受到的浮力,下列说法正确的是( C )A.物体的密度越大,受到的浮力越大B.物体没入水中越深,受到的浮力越大C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大D.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大2.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中.若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是( B)A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较点拨:气球是“浸没”在空气中的,因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据公式可知,两球所受浮力相同3.2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”(如图所示)成功首潜.潜水器在水面下匀速下潜过程中( D)A.受到的重力小于浮力B.上、下表面受到的压力差变大C.受到的压强变大,浮力变大D.受到的压强变大,浮力不变4.小关与同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么( C)A.船的重力将减小B.水对船的浮力将减小C.水对船的浮力将增大D.水对船的浮力将保持不变5.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示,两次牙膏袋排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲<V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲<F乙。
探究浮力的大小与哪些因素有关 练习(含解析)

探究浮力的大小与哪些因素有关练习学校:____________姓名:___________班级:___________一.实验探究题(共2小题)1.如图所示是探究浮力大小与哪些因素有关的实验装置。
(1)物块的重力为N,物块完全浸没在水中时受到的浮力是N。
(2)由图(1)、(2)、(3)、(4)可得:当液体密度一定时,物体越大,所受浮力越大;(3)由图(1)、(4)、(5)三次实验可得出结论:。
(4)如图(6),溢水杯中装满水,电子秤测出空烧杯质量为m1,将物块缓慢浸入水中,测得烧杯和水的总质量为m2,物块浸入水中前后弹簧测力计示数变化为ΔF,若ΔF=(用已知量表示),则验证阿基米德原理成立。
(5)小华同学用下面的方法还测出正方体B的密度,具体操作如下:将边长为10cm的正方体B放入容器底部,如图(7)所示;逐渐向容器内倒入水(未溢出),测量容器内水的深度h,计算出该物块受到的浮力F浮,绘制了如图(8)所示的图像(g取10N/kg),则物块重力为N,物块密度ρ物=kg/m3。
2.探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验装置与步骤如图所示:(1)图B中,弹簧测力计的示数为N,金属块受到的浮力为N。
(2)分析图B、C数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与有关。
(3)分析图C、D数据可得:物体在液体中受到浮力的大小与无关。
(4)图D小桶内液体的重力为N。
(5)请推测图A、B、C中电子秤的示数大小关系m1m2m3。
探究浮力的大小与哪些因素有关参考答案与试题解析一.实验探究题(共2小题)1.如图所示是探究浮力大小与哪些因素有关的实验装置。
(1)物块的重力为 2.9N,物块完全浸没在水中时受到的浮力是 1.5N。
(2)由图(1)、(2)、(3)、(4)可得:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大;(3)由图(1)、(4)、(5)三次实验可得出结论:当排开液体体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
探究影响浮力大小的因素(实验报告)

时间:班级姓名
《探究影响浮力大小的因素》
一、提出问题: 影响浮力大小的因素可能有哪些?
二、猜想与假设
三、设计实验、制定计划
1、实验方法:
2、实验原理:
3、实验仪器和器材:
弹簧测力计(0--2.5N)、两个钩码(0.5N)、两个乒乓球(体积相等但填充物密度不同)、玻璃烧杯、鸡蛋、水、盐。
四、进行实验、收集证据(小组合作)
实验1:验证“物体浸在液体中的体积”这一因素对浮力大小的影响
实验3:验证“物体密度”这一因素对浮力大小的影响
实验5:验证“物体体积”这一因素对浮力大小的影响
结论:。
实验探究浮力大小与哪些因素有关

初中物理探究实验大全一.浮力的大小跟排开液体所受重力的关系1器材:溢水杯、小桶、弹簧测力计、水、重物2.猜想与假设:浮力的大小可能等于液体所受的重力。
2.实验步骤分析①用弹簧测力计测出物体所受的重力G物。
②用弹簧测力计测出小桶的重力G桶。
③溢水杯中放满水,把物体浸没在溢水杯内的水中,用一个空的小桶来接溢出的水(这样,桶中的水就是物体排开的水)。
同时记下此时测力计的示数F,则F浮=G-F。
④用弹簧测力计测出小桶和物体排开的水的总重力G总,则G排=G总-G桶。
⑤比较F浮与G排的大小关系,换用其他形状的物体,重复实验,寻找规律。
实验次数物体所受重力G物(N)物体在水中时测力计的读书F(N)浮力F浮(N)小桶和排开水所受的总重G总(N)小桶所受的重力G桶(N)排开水所受的重力G排(N)123(3)实验结论:阿基米德原理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。
(4)实验反思①本实验为什么要重复多次?避免实验结论的偶然性,使实验结论更具有普遍性②如果烧杯中的水没有加满,会造成什么影响?还能得出实验结论吗?如果溢水杯中没有装满水,就会使F浮大于G排,从而无法得出实验结论③阿基米德原理适用于液体和气体。
二.探究浮力大小与哪些因素有关。
1.实验原理:称重法测浮力。
2.实验器材:弹簧测力计、圆柱形金属块、分别装有适量的水和酒精的量筒各1个、细线。
3.猜想与假设:浮力大小可能跟物体浸入液体的深度有关;浮力大小可能跟物体的重力有关;浮力大小可能跟物体的体积有关;浮力大小可能跟物体浸入液体的体积有关;浮力大小可能跟液体的密度有关。
4.实验过程:(1)探究浮力是否与物体浸入液体的体积有关①弹簧测力计调零,用细线系好圆柱形金属块。
②用弹簧测力计测出将圆柱形金属块所受重力G,将数据记录在表格1中。
③沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱形金属块,使金属块的大约三分之一的体积浸入量筒的水中,把此时弹簧测力计的示数F记录在表格1中。
探究影响浮力大小的因素课件(视频+动画)

练一练:
1、物体浮在水面上静止不动,请在图中画出物 体所受到的浮力和重力的示意图。
2、(2019贵林中考)如图所示,将 一重为8N的物块用细线系在弹簧测
力计的挂钩上,将它浸没在水中静
止,弹簧测力计示数为5N,则物块 受到的浮力是___3___N,浮力的方 向是_竖__直__向__上__.
02
浮力是怎样产生的
10
0.34kg
石
m石 V石
0.34 5.0 10 5
kg / m3
6.8 10 3 k g / m3
8.5 探究影响浮力大小的因素
一、认识浮力: 1、浮力的定义:浸在液体(或气体)中的物体受到液体(或气体)向上托的力,叫做浮力。 2、浮力的方向:总是竖直向上的。 3、浮力的施力物体:液体或气体。
1、如图所示的大鱼和小鱼的争论中, 大 鱼的说法正确。 另一鱼之所以说法错误,是因为两条鱼浸没在同种液体中,它们所受的 浮力的大小与 物体浸入液体的体积 有关,与浸没的 深度无关。
2、如图所示的河中鱼和海中鱼的争论中, 海中 鱼的说法正确。 另一鱼之所以说法错误,浮力的大小不仅与浸入液体中的 体积有关, 而且还与 液体密度有关。
=
0
<
F下-F上 竖直向上
二、浮力是怎样产生的
F上 F左
1.浮力产生原因:上下压力差 。 2.压力差法算浮力: F浮=F下-F上 。
F右
F下
练一练:
1.大桥的桥墩是建在水面以下的,那么庞大的桥墩 受不受水对它的浮力呢?说一说你的理由。
03
浮力的大小与哪些因素有关
三、浮力的大小与哪些因素有关?
二、浮力产生的原因: 液体对物体向上和向下的压力差。 公式: F浮=F向上-F向下.
浮力大小的因素解析

浮力大小的因素解析
浮力的大小受以下几个因素影响:
1. 物体所在液体的密度:根据阿基米德原理,浮力大小与物体所在液体的密度有关。
物体所受的浮力大小等于所排除液体的重量,即浮力= 排除液体的重量= 密度x 体积x 重力加速度。
因此,液体的密度越大,浮力越大。
2. 物体的体积:物体的体积越大,所排除液体的体积也越大,从而浮力就越大。
3. 物体的重力:物体的重力由其质量决定。
根据阿基米德原理,物体所受的浮力大小等于重力大小时,物体将处于平衡状态。
重力大于浮力时,物体下沉;而浮力大于重力时,物体会浮起。
4. 液体的位移:当物体部分或完全浸入液体中时,液体的位移会受到物体的影响。
液体的位移越大,所受的浮力就越大。
总的来说,浮力的大小与液体的密度、物体的体积、物体的重力以及液体的位移都有关系。
探究影响浮力大小的因素教学设计
探究影响浮力大小的因素教学设计影响浮力大小的因素教学设计导语:浮力是物体在液体中受到的向上的力,是沉浸在液体中的物体所受到的压强差所引起的力。
通过教学设计,帮助学生深入了解浮力的概念,以及影响浮力大小的因素。
本文将探讨浮力的定义、浮力大小的计算方法以及影响浮力大小的因素,以帮助学生更好地理解和应用这一概念。
一、浮力的定义与有关公式1. 浮力的定义:浮力是物体在液体或气体中受到的向上的力,它是由于液体或气体的压强差引起的。
浮力的大小等于被物体排开的液体或气体的重量。
2. 浮力的计算公式:浮力的大小与排开的液体或气体的体积成正比,与液体或气体的密度成正比,与重力加速度成正比。
公式为:F浮= ρ液体× V物体× g其中,F浮为浮力大小,ρ液体为液体的密度,V物体为物体排开液体的体积,g为重力加速度。
二、浮力大小的影响因素1. 液体的密度:浮力的大小与液体的密度成正比。
对于相同体积的物体,当浸泡在密度较大的液体中时,浮力较小;反之,浸泡在密度较小的液体中时,浮力较大。
2. 物体排开液体的体积:浮力的大小与物体排开液体的体积成正比。
排开的液体体积越大,浮力越大;反之,排开的液体体积越小,浮力越小。
3. 物体的形状:物体的形状对浮力的大小也有一定影响。
如果物体的形状有利于排开液体,那么浮力就会较大;如果物体的形状不利于排开液体,那么浮力就会较小。
4. 重力加速度:浮力的大小与重力加速度成正比。
在地球上,重力加速度是一个常数,所以对于相同物体在相同液体中,浮力的大小与重力的大小成正比。
三、教学设计为了帮助学生深入理解影响浮力大小的因素,下面给出一份教学设计方案。
1. 教学目标:- 理解浮力的定义与计算方法;- 了解影响浮力大小的因素;- 掌握用公式计算浮力大小的方法;- 能够应用浮力知识解决实际问题。
2. 教学重点与难点:- 重点:浮力的定义与计算方法、影响浮力大小的因素;- 难点:应用浮力知识解决实际问题。
探究浮力大小跟什么因素有关
八开民族中学物理实验报告班级:姓名:时间:
实验:探究浮力的大小跟哪些因素有关
提出猜想:
1、浮力可能与物体排开液体的体积有关?
2、浮力可能与物体浸没的深度有关?
3、浮力可能与液体的密度有关?
4、浮力可能与物体的密度有关?
设计进行实验,验证猜想:
1. 观察同一物体浸在水中的体积不同时,弹簧测力计示数的变化。
次数条件
G物F示F浮
1 浸在水中(1/2体积)
2 全部浸没
结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积。
2. 观察同一物体浸没在液体中的深度不同时,弹簧测力计的示数是否发生变化。
次数条件
G物F示F浮
1全部浸没(浅)
2全部浸没(深)
结论:浮力与浸没的深度。
3.在密度不同的液体中(清水中与加盐的水中)分别测出铝块所受浮力的变化。
液体条件
G物F示F浮
清水(密度小)浸没
盐水(密度大)浸没
结论:物体受到的浮力大小与液体密度。
4. 观察体积相同的不同物体,浸在液体中的体积相同,弹簧测力计示数的变化
物体条件
G物F示F浮
铁块浸没
铝块浸没
结论:物体所受的浮力与物体的密度。
由此得出结论:
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的、和物体自身无关。
评估、交流
你们组有哪些成功的经验与同学们分享?
教师意见与讲评:。
6.实验六:探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验六:探究浮力的大小跟哪些因素有关弹簧测力计、烧杯、不同种类的液体、柱形物体若干在同一液体中,二、跳出陷阱看本真作用.平衡;物体下沉的过程中速度方向向下,浮力消失.物体不管是漂浮、悬浮还是下沉都会受到浮力的作用.三、针对训练再巩固1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中,提出如下猜想:猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关.猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关.猜想3:浮力的大小可能与物体的形状有关.猜想4:浮力的大小可能与排开液体的体积有关.(1)如图甲所示,用手把空的饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力.这个事实可以支持以上的猜想 (选填序号).(2)为了研究猜想1和猜想2,使用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得重力分别为4 N、4.5 N和5 N.然后进行如图乙所示的实验.①在序号a的实验中圆柱体所受的浮力为 N.②比较序号、、e的三次实验,可初步得出结论:浮力大小与液体密度有关.③进一步分析可知:液体的密度越大,物体所受的浮力越 .④比较序号a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力关.(3)为了研究猜想3,小明将两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验,由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关.小珍认为该结论不可靠,主要原因是 .2.(2019阜新)在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,主要实验步骤如下:a.将一个金属圆柱体悬挂在弹簧测力计下,按如图甲所示组装器材;b.向空烧杯中缓慢注入清水,直到没过金属圆柱体一段距离(烧杯未加满水),如图乙中①~⑤所示,待示数稳定后分别读取弹簧测力计的示数F1~F5;c.如图乙中⑥所示,再向烧杯中加入适量盐,并轻轻搅拌,直至弹簧测力计示数稳定后读数为F6.(1)从图乙中 (选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体排开液体的体积有关.在图⑤中,金属圆柱体所受到的浮力F 浮= (用测量量的字母来表示).(2)从图乙中 (选填①~⑥序号)可以得出浮力的大小跟物体浸没的深度无关.金属圆柱体的体积V= (用已知量ρ水、g 和测量量的字母来表示).(3)因为浮力的大小跟液体的密度有关,可知图⑤、⑥中,F 5 F 6(选填“>”“=”或“<”),图⑥中盐水密度ρ盐水= (用已知量ρ水和测量量的字母来表示).参考答案1.(1)4 (2)①1 ②a d ③大 ④无 (3)没有控制排开液体的体积相同(合理即可)2.(1)①②③④ F 1-F 5 (2)①④⑤gFF ρ水51- (3)>ρ水FF F F 5161--。
探究—影响浮力大小的因素
(2)验证实验2:把同一块橡皮泥捏成几种不同形状,分别用弹簧测力计测其浮力。由于形状不同,但浮力相同,故判断:F浮 与物体的形状无关。
1、浮力产生的原因
学生讨论并启发答出:立方体木块浸没在水中,左右两个侧面和前后两个侧面相对应的部位,距液面的深度相同,水对它们的压强相等。因而它的左右两侧面和前后两侧面,受到的压力大小相等、方向相反,互相平衡,而由于立方体上表面距液面的深度小于下表面距液面的深度,所以它们受到水的压强不同。下表面受到水的压强大于上表面受到水的压强。上下表面积相等,据P=F/S得F=PS可知,下表面受到水的竖直向上的压力大于上表面受到水的竖直向下的压力,所以上下表面受到的压力差就是产生浮力的原因。
浮力是一种力,施力物体是液体(或气体),其大小的单位也是牛顿,方向竖直向上;那么浮力的大小:在什么情况物体受到的浮力大?什么情况物体受到的浮力小?阅读实践教材P82 “想想做做” 引入研究课题。
3、探究浮力的大小可能与什么因素有关?
实验1材料:一团橡皮泥、水、玻璃球
步骤:把橡皮泥捏成不同形状,放在水中,观察其浮沉情况。把橡皮泥造成船上面加重物(玻璃球),比一比,看谁能装载更多的重物.提出怎么装载更多的重物?(解决问题)。引出浮力的大小可能与什么因素有关的问题?
A:将弹簧测力计所挂的胶水瓶逐渐浸入水中,发现弹簧测力计的示数逐渐减少,证明F浮与深度h有关,物体浸入液体的深度越大,受到的浮力也越大。
B:将弹簧测力计所挂的胶水瓶逐渐浸入水中,发现弹簧测力计的示数逐渐减少,当胶水瓶完全没入水中后,继续增大深度,发现弹簧测力计的示数不变,证明F浮与深度h无关。
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“探究浮力大小的决定因素”教学设计选自:《科学教育》2005年第4期云南省大理学院理学院环敏云南省文山师范专科学校数理系杨道生贵州省遵义师范学院物理系欧朝芳1 引言《物理课程标准》中提出的基本理念之一是:“注重科学探究,提倡学习方式的多样化”既是学生的学习目标,又是重要的教学方式的科学探究,在今天的中学物理教学中,已占有重要的地位、受到了大家的关注和倡导。
科学探究的教与学,是通过具体教学内容的操作来实现的。
本文讨论的“探究浮力大小的决定因素”是初中物理中的重要内容,它是建立、认识阿基米德定律和分析物体沉浮条件的基础,也是解决有关浮力应用问题的基础知识,对人们的日常生活、生产技术和科学研究具有广泛的现实意义。
虽然浮力问题是学生较熟悉和感兴趣的问题,与现实生活联系密切,但学生从日常生活中也产生了一些片面和错误的前概念,如:“物体受到的浮力大小与其轻重(质量大小)有关”、“物体受到的浮力大小与其在液体中的深度有关”、“物体受到的浮力大小与它的密度有关”、“飘浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小”等。
通过本探究活动,就是要让学生体验探究过程,在原来的生活经验基础上发展认知和思维能力,使学生排除生活错觉,正确理解浮力;同时培养学生的观察能力、设计实验、操作实验的能力、运用科学研究方法(控制变量法)等探究能力。
2 教学设计2.1 重点与难点分析教学重点:(1)影响浮力大小的因素;(2)阿基米德定律的内容。
教学难点:(1)纠正“物体受到的浮力大小与其轻重(质量大小)有关”、“飘浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小”等错误的前概念;(2)阿基米德定律的内容;(3)区分“物体的体积”和“排开液体的体积”。
2.2 教学方法建议以2—4人合作学习小组为基本组织形式,开展系列实验探究活动,边实验边探究,边分析边讨论。
以学生自主探究为主、教师引导为辅,课内探究和课外探究相结合的方式进行教学。
2.3 教学过程设计该探究实验活动,可利用的材料和资源丰富,除了在“进行分析与论证”环节上,教师要适当收敛学生的思维外,在其余的“创设情境与产生问题”、“猜想与假设”、“制定计划与设计实验”、“进行实验并收集证据”、“反思与评估”和“交流与合作”要素上均可设计为开放程度较大的环节。
下面我们逐一作剖析:(1)创设探究情境与产生问题,首先教师可参照人教版《义务教育课程标准实验教科书物理(九年级)》P82组织实验活动,使学生明确:测定浸入液体中的物体受到的浮力大小,可通过用弹簧秤测量空气中和浸在液体中物体重力的两次示数之差求得。
然后,教师可以从学生的生活经验出发或利用多媒体课件、网上教学资源创设情境,产生问题:方式一(从学生的生活经验出发设疑):人在游泳时会受到浮力的作用,回忆一下你在水中的体验。
在淡水中和大海中游泳感觉上有什么不同?你能准确知道浮力有多大吗?你能否结合生活经验(如浴缸里洗澡)说说浮力大小跟哪些因素有关?方式二(利用多媒体课件、网上教学资源创设情境):A.播放画面:蔚蓝的天空下,湛蓝的海水中,一艘满载货物雄伟的万吨巨轮正在大海中航行。
(刺激学生的感官,引起兴奋)B.设疑:这艘轮船受到海水对它的浮力有多大呢?显然,这个问题已经无法用前面学过的用弹簧秤测量浮力的方法来解决,弹簧秤对这个庞然大物已经无能为力。
为了解决轮船在海中航行时所受浮力大小的问题,我们首先要弄清浮力大小跟哪些因素有关?(问题的提出在学生心中引起了困惑,激起了求知的“浪花”)另外,还可运用网络资源提供的阅读材料“浮力小故事”——“死海”、真假皇冠、曹冲称象、泰坦尼克沉没之谜和阿基米德的介绍等,通过这些有情趣的小故事和生动的动画,帮助并引导学生展开丰富的联想,创设学习情境。
教师还可以向学生介绍相关教育网站(如中国基础教育网、飞扬物理网、基础教育资源网等),让学生利用课外时间上网查询资料,开拓视野。
方式三(通过小实验现象提出问题):参照人民教育出版社《义务教育课程标准实验教科书物理(九年级)》,通过观察或动手做实验卡片中的“造‘船’比赛”、“观察按入水中的空饮料罐,体会饮料罐所受浮力及其变化和水面高度的变化”等小实验,引出探究的问题。
(2)猜想与假设在上述产生问题的过程中,已营造出了热烈的课堂学习气氛,学生们自然会根据以往学过的知识、生活经验、所见所闻进行大胆猜测,议论。
学生可能会提出:“浮力大小可能和物质密度大小有关”、“浮力大小可能和物体体积大小有关”、“浮力大小可能和浸入液体深度有关”、“浮力大小可能和液体密度大小有关”、“浮力大小可能和物体的形状有关”等等。
各小组通过讨论、整理小组成员的意见,教师再把各组学生的各种猜测和假设逐一归纳。
除了那些有明显错误和胡乱猜测的结论予以剔除外,对其它的猜测暂不作评判,留待学生在下一步探究活动中自己去“去伪存真”,那时教师再水到渠成地作总结。
(3)制定计划与设计实验进入本环节之前,有两个问题需要教师加以引导:一是对学生上面猜想中易混淆的因素作辨析,如物体密度与液体密度、物体体积与浸入体积、浸入深度与浸入体积等;二是如果有学生提出用测定浸在液体中物体上下表面压力差来计算浮力大小的方法时,应启发分析其局限性——只适于部分几何形状规则的物体,而我们要采用的是既简单易行又普遍适用的实验方法。
澄清上述问题的模糊认识,将有助于本环节的顺利进行。
实践表明,对于一些在学生头脑中已长时间形成的错误概念,依靠实验予以纠正能收到良好的效果。
学生亲自参与设计实验方案、观察实验现象的过程,是一个排除生活错觉,构建正确理解的过程。
在学生们认真思考和充分讨论的基础上,教师可以给学生提供以下参考实验器材:溢水杯、烧杯、弹簧测力计、体积相同的铁块和铜块、以及塑料块和橡皮泥等,指导学生自己设计实验。
在点拨学生用“控制变量法”进行实验设计时,可以提出以下问题启发学生思考:①怎样判断浮力大小与物重(物体的重量)是否有关?(分别测出并比较体积相同的铁块和铜块浸没在水中受到的浮力大小)②怎样判断浮力大小与物质密度大小是否有关?(分别测出并比较体积相同的铁块、铜块浸没在水中受到的浮力大小)③怎样判断浮力大小与物体形状是否有关?(改变橡皮泥的形状,测出并比较它受到的浮力大小)④怎样判断浮力大小与物体所在的深度是否有关?(分别测出并比较同一物块浸入水中不同深度处受到的浮力大小)⑤怎样判断浮力大小与物体的体积是否有关?(分别测出并比较体积相同的铁块或铜块浸没在水中受到的浮力大小以及同一物块浸入水中的不同程度受到的浮力大小)⑥怎样判断浮力大小与液体密度大小是否有关?(分别测出并比较同一个铁块浸没在水中和浓盐水中受到的浮力大小)通过各组完成检验上述各种猜想的实验探究任务、教师引导学生总结出各种猜想的正误,然后归纳出“浮力大小与液体密度大小及物块浸入水中的体积(物体排开液体的体积)有关,并且与两者成正变关系”的结论。
在此基础上,提出“浮力大小与是否与物体排开液体的重量有关?”的推测,随后产生了新问题:“如果有关,怎样设计实验来验证?”最后,引导学生根据提供的实验器材,设计验证阿基米德定理的实验方案。
通过上述的教学环节我们看到,此过程中也出现了检验评估、产生新问题、新猜想,设计新方案的环节。
探究学习不是绝对程序化的过程,各环节问是可以相互交融的、不是分离的。
正是通过这些相互交融、循环推进的学习历程,我们去发展学生的认知、实现预定的教学目标。
(4)进行实验并收集证据该环节包括两个层次的内容:一是验证、检测浮力大小是否与第二环节中学生猜测和假设的各种因素有关,并逐一证伪。
二是验证浮力大小与物体排开液体的重量相等,得出最后的实验结论。
实验设计方案确定以后,以小组为单位组织实验操作并收集证据。
为了节省教学时间,教师可以将第一层次的实验探究任务分别交给各组完成。
各小组的成员应分工合作,共同完成任务。
每个学生可轮流担任小组长、操作员、记录员、测量员等角色。
教师在此过程中是指导者与合作者的身份,要关注学生的操作是否规范,每个学生是否都积极参与,及时为学生答疑或提供帮助,必要时也可参与到学生小组活动中去。
为了启发学生正确操作实验、改进实验以减小实验误差以及开放学生的思维,教师可提出以下问题引导学生思考:①实验过程中溢水杯中的水为什么要注满?②如果溢水杯中排出的水沿外壁流走,会造成较大误差,想想可采用什么办法来减小误差?(如在杯嘴外涂点凡士林等)③收集物体排开的那一部分水除了利用溢水杯,还可以利用其它的什么器材和方法?(5)进行分析与论证上述实验结束后,教师应收敛大家的思维,引导学生对收集的数据进行分析、概括,得出实验结论,并与原先的猜想、假设作对比。
实验结论:①浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关,并且随着它们的增大而增大、减小而减小。
浮力大小与物重、物体的形状、物体的密度、与浸没物体在水中的深度等无关。
②实验表明:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。
(这就是著名的阿基米德定律)③归纳:“物体受到的浮力大小与其轻重有关”、“物体受到的浮力大小与其在液体中的深度有关”、“物体受到的浮力大小与它的密度有关”、“飘浮的物体受到的浮力大,下沉的物体受到的浮力小”等猜想和认识是错误的。
对物体受到的浮力大小的判断,不能只看物体是否沉浮等表面现象,而是要看物体所处液体的密度与物体排开液体的体积两者的乘积大小。
在此环节的最后,教师还应指出:阿基米德定律不仅适合水和其它液体,同样也适合于气体,帮助学生构建完整的知识体系。
(6)学生反思与评估这是一个重要的环节。
培养学生的自我反思习惯和评估能力,是培养学生创新能力的基础,也是实施素质教育的重要途径。
建议教师提出以下问题引导学生反思和评估自己本次学习活动的质量:1.通过学习,你是否发现了自己在学习之前关于浮力的错误认识?都有哪些?2.你对“控制变量法”的认识和体会是什么?3.你的探究思路、方法、步骤与他人的一样吗?有哪些不同?4.在探究活动中,你是否出现过错误和疏漏?如何克服和改进?5.你设计的记录表格是否合理、使用方便?6.你得出的实验结论可靠吗?实验结论与你的猜想一致吗?7.在学习活动中,你有无发现自己或别人的创新点?是否学到或借鉴了别人的优点?8.本次活动中,你们小组的学习效率如何?9.你是否还想到其它的实验方案?此环节可以由各小组组织完成,组员们可以畅所欲言、认真自评与互评。
(7)交流与合作在该探究活动中,师生问、生生问的交流与合作应贯穿在整个活动的始末。
实验结束后,如果利用上述问题让学生间展开讨论、交流,或让各小组代表作探究报告,能使学生在积极的互动过程中,相互取长补短、获得有益的启迪。
在活动过程中,对于那些闪烁出智慧光芒的新颖想法、独到见解,教师应给予积极的鼓励和表扬。