第十章 浮力 10.1 浮力 设计 （表格式）2024-2025学年人教版 八年级下册

课题名称 基于实验探究体验，发展物理核心素养———《浮力》创新实验教学设计 学情分析 实验教学目标 物理观念:知道一切物体在液体或气体中都受到浮力，知道浮力的方向、施力物体、单位。物理思维:尝试应用平衡力和液体压强的相关规律去解释生活中的浮力问题，有初步的分析概括能力。科学探究:学会用弹簧测力计测量浮力;通过实验探究，认识物体所受到的浮力的大小跟它浸入液体中的体积有关、跟液体密度有关。科学态度与责任:具有对科学的求知欲，乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。并有将自己的见解公开并与他人交流的愿望。 实验教学重点 浮力概念的建构、探究浮力的影响因素 实验教学难点 探究浮力产生的原因 实验教学流程 实验创新背景 《浮力》一节选自人教版八下第十章。浮力与生活息息相关，在学生的认识中并不陌生。但是也存在错误的认识，比如很多学生认为漂浮的物体受浮力而浸没在水中的物体不受浮力，认为浮力的大小与物体的重力有关。在本节课的教学中，笔者自制教具，设计了一系列创新实验，由浅入深，学生通过动手体验直观感受，自主完成浮力相关知识的建构。在实验探究中，体验控制变量法和转换法，培养了学生的创新精神和实践能力。 实验教学实施过程及创新说明环节一 认识浮力，构建核心概念环节二 探究浮力产生原因，提高解决问题的能力环节三探究影响浮力因素，感悟科学研究方法。 创设情境，体验浮力。图一 图二通过按压水瓶和提起沙瓶，使学生体验到漂浮在水面的物体和浸没在水中的物体都受到向上的浮力。通过体验进一步提出问题过渡到实验探究一：浮力的方向是竖直向上还是斜向上？人教版教材中并未明确指出浮力的方向，在教学中教师一般采用图三所示的演示实验。此演示实验只能等细线静止后观察实验结果，并且受容器大小的影响，倾斜容器后小球容易碰壁。笔者进行了大胆创新，利用磁体间的相互作用将乒乓球固定在玻璃水槽底部，松手后，通过动态展示乒乓球的运动轨迹来探究浮力的方向，形象直观。 图三 图四通过实验探究一可明确浮力的方向为竖直向上，进一步提出问题：图五中哪个物体受到的浮力大？漂浮的物体利用二力平衡进行分析。浸没在水中的沙瓶引导学生通过托举使弹簧测力计的示数减小类比得到称重法计算出浮力，如图六。图五 图六实验二中改进有：1、测量物体改为装沙子的小瓶，取材简单，弹簧测力计示数变化明显。2、学生先体验用手向上托物体观察示数变化。引导学生利用类比法设计实验。3、利用铁架台固定弹簧测力计，读数方便，减小了误差。继续创设活动体验情境：图七释放氢气球、图八释放二氧化碳气球。二氧化碳气球在空气中下沉，受浮力吗？引发认知冲突。 图七 图八实验三：探究二氧化碳气球是否受浮力作用。利用生活中常见的小苏打和白醋制作二氧化碳气球，观察电子天平的示数变化，直观感受激发学生的思考。如图九。图九 教材中直接运用了模型法：单纯侧重理论分析，难度较大，不容易理解。传统实验浮不起来的乒乓球，虽然关注了活动体验，但学生不易理解乒乓球不受浮力，只受水对它的压力的理解。在液体压强计转换法的启发下，我将两个小瓶底部相粘，通过玻璃管、橡胶管分别与两个U形管相连，制作了一个浮力演示器来演示浮力产生的原因，如图十。根据现象进行分析，得出结论。图十设计活动体验，如图十一盐水浮鸡蛋、图十二缓慢按压不同质量的瓶子。提出问题：浮力与液体密度、浸没在液体中的体积、浸没的深度、物体的密度、物体的质量、物体的重力是否有关？ 图十一 图十二为了优化实验，我设计了实验教具，如图十三。图十三调节弹簧测力计，使盐瓶和沙瓶底部位于同一高度，读出弹簧测力计的示数。打开止水夹，向大瓶中注水，随着水位不断 ... ...