3.11 浮力（教学设计）-四年级科学上册同步精品课堂（苏教版）

11.浮力（教学教案） 四年级科学上册同步精品课堂（苏教版） 核心素养 科学观念：※知道在水中的物体，不论沉浮，都受到水的浮力。 科学思维：※能够根据结构性的材料探究质量、体积对物体沉浮状态的影响。 探究实践：※能够做A4纸在水中承载硬币的实验，更好地体验浮力的大小。 ※能够运用所学的知识解释曹冲称象的科学道理。 态度责任：※感知浮力并初步探索影响物体沉浮状态的因素。重点 ※通过结构性的材料探究影响物体沉浮状态的因素。难点 教学内容 本课紧紧围绕浮力展开，中间穿插研究影响物体沉浮状态的因素，为初中进一步研究影响浮力大小的因素做铺垫。本课教学内容分三个部分。 第一部分，揭示概念，感知浮力。包括两个活动：活动一，观察物体的沉浮状态，引出浮力概念；活动二，研究下沉的物体是否受到浮力，暗含可利用测力计测出浮力，同时纠正学生头脑中一些错误的前概念。 第二部分，研究影响物体沉浮状态的因素。通过结构性的材料，选择体积相同、质量不同的物体，以及质量相同、体积不同的物体，对比发现哪些因素会影响物体的沉浮状态。 第三部分是综合应用，包括两个活动：活动一，综合应用浮力知识，做A4纸在水中承载硬币的活动，这是实践层面；活动二，阅读曹冲称象的故事，解释其中的科学道理，这是理论层面。 教学准备 学生分组材料： 水槽、玻璃球、塑料尺、苹果、土豆、泡沫块、铁夹子、蜡烛、测力计、小石块、天平、空心塑料球、橡皮泥、A4纸、1元硬币。 教学过程 活动一 将一些物品放入水中，观察它们的沉浮情况。 1.观察物体的沉浮状态。 实验目的：体验什么样的物体会沉，什么样的物体会浮。 实验材料：一盆水、要测试沉浮的物体、记录单。 实验猜想：我认为重一些的物体会沉，轻一些的物体会浮，即物体的沉浮与物体的质量__________。（填“有关”或“无关”） 实验步骤：（1）在水盆中倒入适量的水。 （2）依次放入要测试的物体。 （3）记录物体的沉浮情况。 实验记录：观察物体在水中的沉浮情况，用“↓”表示沉，用“↑”表示浮。 木块 苹果块 铁夹 塑料尺 羽毛 石块 蜡烛 预测 ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓ 结果 ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑ 实验分析：实验后我们可以看出，有的物体会沉，有的物体会浮；物体的沉浮情况跟物体的质量并没有直接关系，木块比较重，却浮在水面。用手轻轻按一按浮在水面的物体，会感受到有一种向上的力在阻碍手的用力，这种力其实就是浮力。 2.认识浮力。 浸入水中的物体会受到水竖直向上托举的力，这种力叫作浮力。正因为有浮力，物体才能漂浮在水面。 实验结论：物体的沉浮情况与物体的轻重没有直接关系。 设计意图： 由物体的沉浮现象，揭示浮力概念，从感官表象到科学概念，由表及里，学生容易接受。 活动二 研究下沉的物体在水中是否受到浮力 实验目的：探究沉在水里的物体是否受到浮力的影响。 实验材料：弹簧测力计、石块、一盆水、细线、记录单。 实验猜想：我认为沉在水里的物体________浮力的影响。 （填“受到”或“不受”） 实验步骤：（1）将弹簧测力计调节到零刻度处，把石块用细线与弹簧测力计相连，测出石块在空气中所受拉力的大小，记录数据。 （2）将石块放入水中，此时再测出石块在水中所受拉力的大小，记录数据。 （3）将两次数据进行对比。 实验记录：石块在空气中所受的拉力大，石块在水中所受的拉力小。 空气中石块受到的拉力 水中石块受到的拉力 3牛顿 2.8牛顿 实验分析：如果石块在水中受到浮力，那么浮力+石块在水中受到的拉力=石块在空气中受到的拉力，所以此时弹簧测力计的读数比在空气中测得的提起石块的读数要小，说明石块在水中受到浮力。 通过比较两次测得的数据可知，石块在空气中受到的拉力要大于石块在水中受到的拉力，证明石块在水中是受到浮力作用的。 实验结论：沉在水里的物体受到浮力的影响。 设计意图： 纠正学生头脑中错误的概念认知，很多学生认为下沉的物体不受浮力。 活动三 研究影响物体在水中沉浮状态的因素 1.体积相同、质量不同的物体在水中的沉浮状态一样吗？ 实验目的：证明体积相同的物体，质量不同是否会影响物体在水中的沉浮。 实验材料：空心塑料球、橡皮泥、盆水。 实验猜想：我认为体积相同的物体，质量不同_________影响物体在水中的沉浮。（填“会”或“不会”） 实验步骤：（1）找三个同样大小的空心塑料球，分别贴上标签1、2、3。 (2)1号球内装满橡皮泥，2号球内装一半橡皮泥，3号球内装少许橡皮泥。 （3）把三个塑料球放入水中，观察它们在水中的沉浮状态。 实验现象：3号球浮在水面，2号球浮在水面（或悬浮、下沉），1号球沉入水底。 实验记录： 体积相同 预测 结果 1号球 ↓ ↓ 2号球 ↑ ↑↓皆有可能 3号球 ↑ ↑ 实验分析：三个塑料球的体积相同，但塑料球内的橡皮泥的多少不同，导致它们在水中的沉浮情况不同，3号球浮在水面，2号球内橡皮泥多少的不同，可能出现悬浮或下沉的现象，说明橡皮泥质量越大，下沉的概率也越大。1号球沉入水底，能够说明当体积相同时，物体的质量不同会影响物体在水中的沉浮。 实验结论：体积相同的物体，质量不同会影响物体在水中的沉浮。质量越小，越容易上浮。 2.质量相同、体积不同的物体在水中的沉浮状态一样吗？ 实验目的：验证质量相同的物体，体积不同是否会影响物体在水中 的沉浮。 实验材料：空心塑料球、天平、橡皮泥、盆水。 实验猜想：质量相同的物体，体积不同________影响物体在水中的沉浮。重的物体容易沉轻的物体容易浮。（填“会 ”或“不会”） 实验步骤：（1）给三个大小不一的塑料球分别贴上标签1、2、3。 （2）在空心塑料球中装入橡皮泥，用天平称量，确保装入橡皮泥后三个塑料球的质量相同。 （3）把三个塑料球放入水中，观察它们在水中的沉浮状态。 实验现象：体积比较大的球上浮，体积比较小的球下沉，体积中等的可能浮，也可能沉。 实验记录： 质量相同 预测 结果 1号球 ↓ 大球↓ 2号球 ↓ 中球↑↓皆有可能 3号球 ↑ 小球↑ 实验分析：三个塑料球的体积不同，但它们装入橡皮泥后的质量是相同的，但它们的沉浮状态不一样，因此，可以验证出质量相同的物体，体积不同会影响物体在水中的沉浮。 实验结论：质量相同的物体，体积不同会影响物体在水中的沉浮。体积越大，越容易浮；体积越小，越容易沉。 通过上面的实验，你发现哪些因素会影响物体的沉浮状态？ 3.总结物体的沉浮规律。 通过上面两个对比实验，我们可以得出以下结论：物体的质量和体积都会影响物体在水中的沉浮状态。体积相同的物体，质量越大越容易沉，质量越小越容易浮；质量相同的物体，体积越大越容易浮，体积越小越容易沉。 设计意图： 物体在液体中的沉浮状态取决于物体所受的重力与浮力大小，而浮力大小取决于物体排开液体的体积。一般情况下，物体的沉浮状态受液体和物体密度大小的影响。小学不涉及密度概念，所以在小学阶段只能认识到同样体积的物体，质量越小的越容易上浮；同样质量的物体，体积越大的越容易上浮。这为初中学习物体的密度及浮力定律做铺垫。 活动四 想办法让一张A4纸在水中承载更多的硬币 1.万吨巨轮的启示。 实心的钢铁在水中是下沉的，但是钢铁制造的空心万吨巨轮却可以浮在水面。主要是因为它的形状会使轮船排开的水量变得很大，大大增加轮船排开的水的体积，体积越大越容易浮，因此万吨巨轮就能浮在水面。轮船的体积越大，装载的货物也就越多。由此可知，同样重的物体，将它的体积适当变大，能排开更多的水，就会浮在水面，就能承载更多的物体。 2.想办法让一张A4纸在水中承载更多的硬币。 同样的一张A4纸，直接放入水中会浸湿沉入水底，但是通过巨轮的启示，我们可以尝试改变纸的形状，使它的体积变大，这样就会使它浮在水面。 实验材料：一张A4纸若干枚硬币（1元硬币）、一盆水。 实验步骤：（1）将一张A4纸折成纸船，可以尝试不同形状，如方形、圆形等，要保证船的体积尽量大。 （2）将准备好的1元硬币一枚一枚地放入纸船中，放置过程中轻拿轻放，保持船体平衡。 （3）当纸船边缘与水面持平时，停止放硬币，数一数船中硬币的数量。 实验结论：纸船中放的硬币数量与纸船的体积以及放置的技巧有很大关系，纸船的体积越大，排开水的体积越大，容纳的硬币就越多。此外，放置越合理，容纳的硬币也就越多。 设计意图： 这是一个取材方便、很实用的STEM环节，将科学、技术、工程、数学很好地结合在一起，学生动手又动脑。 活动五 “曹冲称象”的道理 东汉末年，孙权送给曹操一头大象。曹操想知道这头大象有多重，命属下献计，可谁也想不出称象的办法。曹操的小儿子曹冲想出了一个办法：把大象牵到大船上，在船舷齐水面的地方刻上记号，然后把大象牵上岸，再往船上装石头，直到船身沉到刚才刻的记号处。这时只要称出船上的石头有多重，就能知道大象有多重了。曹操听了很高兴，立刻吩咐属下照这个办法去做，结果真称出了大象的体重。你知道其中的道理吗？ 曹冲称象利用物体受到的浮力与排开的水量有关这一原理，用许多石头代替大象，在船舷上刻上记号，使石头与大象排开的水量相同，再一次一次称出石头的质量，使“大”转化为“小”，化整为零，使这一难题得以解决。 漂浮在水面的物体受到水的浮力，浮力的大小等于该物体排开水的重力。在船舷齐水处做记号是为了确保船先后排开水的体积相等，船与石头受到的浮力等于船与大象受到的浮力，而两种情况下它们受到的浮力都等于它们的重力，所以石头和大象的重力相等，质量也相等。 设计意图： 将历史典故与科学原理结合在一起，加强人文教育。 活动手册 课堂总结 本课我们通过观察物体的沉浮状态，引出浮力概念。并借助测力计研究下沉的物体是否受到浮力。能通过设计对比实验来探究浮力与物体质量和体积的关系，并且能够得出结论，体积相同的物体，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；质量相同的物体，体积大的容易浮，体积小的容易沉。 板书设计 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$