初中教学案例:《阿基米德原理》第二课时
杜浩鹏
合肥市三十八中学
这是一堂实验探究课,课前准备学生分组实验器材:溢水杯,烧杯,细线,弹簧测力计,小石块等.
本节课是《阿基米德原理》的第二课时,学生们已经掌握弹簧测力计称重法,并且定性的了解浮力的大小与液体的密度,物体在液体中的体积有关,与其它因素无关.
上课前,将一个金属块投入水中,学生观察水面的变化,如图1,2所示
图1 图2
提问学生,为什么水面上升 被排挤上来水的体积与金属块的体积有何关系 学生得出:物体在水中体积V=排开水的体积V排.
图3 图4
接下来,追问学生:如图3,4所示,如果将木块浸入水中,被排挤上来水的体积与木块在水中体积还相等吗
图5 图6
此时,引导学生分析,液面上方的木块对液面的上涨没有影响,可以去掉,如图5所示,然后将剩余木块下移,如图6所示.这时,学生可以清晰的看出:物体在水中体积V=排开水的体积V排.
在这部分的教学过程中,通过对比,观察,分析,将物体在水中体积等量替换为V排,使学生在头脑中形成清晰的认识:V排指的就是物体在液面以下的体积.并且,将F浮与ρ液,V物体在液体中的体积的关系转化为F浮与ρ液,V排的关系.
接下来,我设疑:能否将影响浮力大小的两个因素V排和ρ液归结为一个因素呢 引导学生由公式m=ρV归结为排开水的质量m.由此,继续置疑:质量和浮力是不同的物理量,两者不能直接比较数量关系 怎样才可以比较 引导学生由公式G=mg将排开水的质量m换算为排开水的重力G,比较两者数量关系.从而自然地过渡到"探究浮力的大小与物体排开液体的重力关系".
对于第二部分―――"探究浮力的大小与物体排开液体的重力关系" 的教学,首先让学生思考:怎样收集被挤上来的这一部分水 如何测出水的重力 对比学生提出的各种设计方法,出示溢水杯,介绍它的特点.
接下来,学生利用溢水杯进行分组实验:将小石块放入水中,用溢水杯收集被挤上来的这一部分水,用弹簧测力计称出水的重力,并填写实验表格.
实验小组
被排开水的重力G排
1
2
3
4
做完分组实验后,让学生设计实验方案,如何测出小石块在水中的浮力
学生利用上节课所学知识――弹簧测力计称重法完成第二次分组实验,测出小石块在水中的浮力,并填写实验表格.
实验小组
浮力 F浮
1
2
3
4
随后,通过学生自己观察黑板上的实验数据汇总表,发现规律,得出相应的结论:F浮=G排.
对于"阿基米德原理"的探究实验,课本上的实验图形过于复杂,实验表格过于繁琐,学生有畏难心理,不知如何动手操作,更不知如何填写实验数据.因此,在这一段教学环节中,我采取分组实验的办法,将称排开的液体重力和浮力拆开.先请小组中两位同学利用溢水杯称出G排,然后将溢水杯放置一边,再请小组中另两位同学利用弹簧测力计称重法测出F浮,最后再比较两者的大小.这样处理降低了实验的难度,也充分调动了小组内每位同学的积极性,提高了学生对实验的参与度,激发了他们学习物理的兴趣.同时,在探究实验的过程中通过小组内分工协作的方式,培养学生精诚合作的团队精神,让学生体会到处理实际问题,必须发挥集体的智慧和力量,增强了学生间的凝聚力.