一、教学目标
1、知识与技能
(1)知道什么是浮力,浮力的方向及浮力产生的原因。
(2)知道浮力的大小跟哪些因素有关。
(3)学习弹簧测力计测浮力的大小。
2、过程与方法
(1)通过实验,感受浮力,认识浮力。
(2)经历探究浮力的大小与哪些因素有关的过程,学会分析实验数据,并得出结论。
3、情感态度与价值观
参与科学实验的过程,在活动中大胆提出自己的猜想,能实事求是地记录实验数据,并根据自己的猜想,能实事求是地记录实验数据,并根据实验数据提出自己的见解。
二、教学重点与难点
1、教学重点
(1)浮力概念的建立。
(2)浮力的测量方法。
2、教学难点
(1)理解浮力产生的原因。
(2)浮力的大小与哪些因素有关。
三、教学准备
AR教学设备、弹簧测力计、水、烧杯、小球、塑料瓶
四、AR教学优势
1、虚拟显示辅助线,便于学生理解实验现象。通过辅助线显示不可直观可见的现象,让学生能够直观理解力产生的原理及力的方向,减轻学生空间思维压力。
2、智能数据表格记录,可以多次实验并且记录实验现象,通过系列数据进行的总结验证实验原理,能有效辅助老师进行实验操作和实验原理讲解。
3、弹簧测力计放大展示,便于学生观察。AR直观立体的画面,放大化的实验操作,让教室里的每一位学生更容易观察实验现象,理解实验原理。
4、背包工具中还有较多的实验相关器材收录其中,解决真实实验中携带繁多、易碎的实验器材问题。
五、教学过程
1、课前复习:
引导学生举例生活中类似的现象。例:船可以浮在水面,潜水艇能潜入水下航行,节日放飞的气球可以升到空中,金鱼可以轻盈地在水中上下游动,这些都是有关浮力的问题。
液体压强产生原因:液体由于受到重力,对支撑它的物体(容器底部、侧壁)产生压强。
液体压强的公式:P=ρgh,特点:
(1)同种液体内部,压强与深度有关;
(2)同种液体,在同一深度向各方向产生的压强相等;
(3)在同一深度,液体压强与液体的密度有关。
二力平衡:
(1)一个物体在两个力的作用下,仍保持静止或匀速直线运动,我们就说这两个力互相平衡。
(2)游戏:把乒乓球放入直筒中,不可伸手进入,不可反转,如何取出乒乓球。
(3)观看死海的图片,不用游动仍可浮在水面看报。船可以浮在水面,潜水艇能潜入水下航行,节日放飞的气球可以升到空中,金鱼可以轻盈地在水中上下游动,这些都是有关浮力的问题。
2、新课教学
第一部分 认识浮力
演示实验:(打开幻影物理实验室-第十章-第一节)
(1)在空气中弹簧测力计测量铝块的重力,分析此时铝块的受力情况G=F拉。铝块保持静止,则所受的两个力互相平衡。
(2)把铝块放入水中(铝块不要触及杯底或杯壁),观察弹簧测力计的示数有何变化,并记录数据。
学生回答后,教师小结:
弹簧测力计的示数变小,此时,铝块一共受到三个力的作用,一个是竖直向下的重力,施力物体是地球;一个是竖直向上的拉力,施力物体是弹簧测力计;另一个是竖直向上的浮力,施力物体是水。
铝块静止不动说明:铝块受到的重力=铝块受到的拉力+铝块在水中受到的浮力。由于铝块浸没在水中时受到拉力的大小就是此时弹簧秤的读数,所以铝块受到的重力=铝块在水中秤的读数+浮力。弹簧秤两次读数的差就是浸没在水中的铝块受到的浮力。我们把浸在液体中的物体受到液体向上托的力叫浮力。
第二部分 浮力产生的原因
提问:重力产生的原因,是因为物体受到地心引力的作用,而浮力产生的原因何在?
实验演示:把小球放在底部有洞的容器中,加水,小球不能上浮,把容器底部拧上瓶盖,小球浮出水面。
(1)提问:观察小球在上浮前,小球底部是否有水?当容器底部与有水的烧杯相接后,小球底部是否有水?在上浮过程中,为什么只向上运动,而不会左右运动?
根据液体内部压强的特点,启发学生答出:把小球看作立方体浸没在水中,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,所以不向前后、左右运动。
(2)提问:浸没在水中的立方体上下表面所受水的压强是否相等?哪个大?为什么?立方体上下表面受到的压力如何计算?是否相等?哪个大?为什么?
启发学生回答,教师总结并结合画图讲解,说明浸没在水中的立方体,由于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。上下表面面积相等,所以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。上下表面的压力差就是浮力。
六、板书设计
第1节 浮力
1、浮力
(1)概念:浸在液体中的物体受到向上的力叫做浮力。
(2)方向:一切浸在液体里的物体都受到竖直向上的浮力。
(3)测量浮力的方法(称重法):
浮力=物体重力—物体在液体中时弹簧秤读数。F浮 = G – F拉。
2、浮力产生的原因
液体对物体向上和向下的压力差就是液体对物体的浮力即F浮=F′-F