1.6 我们来做“热气球”（教学课件）科学四年级上册（教科版）

该小学科学课件围绕热空气上升原理，通过“问题猜想—模拟实验—原理分析”支架，引导学生探究热气球升空机制，衔接冷热空气性质及孔明灯、暖气片等生活应用。 其亮点在于以探究实践为核心，小组合作设计实验方案并规范操作，培养科学思维中的证据推理能力，结合态度责任强化安全用火意识，通过实验记录与生活实例总结，助力学生构建科学观念，教师可高效开展教学。

6 . 我们来做“热气球” 教科版 四年级上册第一单元 目 录 聚焦.问题 01 探索.实践 02 研讨.交流 03 拓展.迁移 04 回顾.练习 05 核心素养 科学观念：知道空气受热后会变轻、体积膨胀；热空气会上升，冷空气会下降。了解热气球上升、下降的原理；知道孔明灯也是利用热空气上升的原理工作。 科学思维：根据模拟实验现象推理热空气的性质，建立实验现象和科学原理之间的逻辑联系，发展证据推理思维。能够根据热空气上升的原理，推测怎样让热气球停留更久，运用所学知识分析生活实例。 探究实践：小组讨论交流，自主梳理模拟热气球实验的实验器材，共同讨论完善实验方案。规范完成模拟热气球实验，观察塑料袋的变化，用手感受温度，做好实验记录；能对实验现象进行描述、分析。 态度责任：乐于小组合作实验，细致观察现象，如实记录，愿意交流自己的发现。 认识孔明灯的火灾安全隐患，树立安全用火意识；体会科学原理在生活技术中的应用。 聚焦.问题 聚焦 抬头仰望天空，五彩斑斓的热气球缓缓飘浮。它没有引擎，也没有翅膀，却能自由地飞向高空，又能稳稳地降落。大家开动脑筋想一想：是什么神奇的力量，让这个庞然大物实现上升与下降的呢？ 聚焦 大胆猜想：热气球的奥秘 猜想 1：神奇的气体 是不是在气球里充入了像氢气、氦气这样轻飘飘的特殊气体，让热气球整体变轻，从而飞上蓝天呢？ 猜想 2：热力的作用 是不是利用下方燃烧器的火焰加热空气，让空气变热膨胀、密度变小，产生向上的升力带着气球飞起来？ 聚焦 热气球是如何实现上升和下降的呢？ 是热气的神奇推力？还是藏着浮力的科学魔法？带着满满的好奇心，我们即将开启一场趣味探索之旅！ 探索目标 深入了解热气球的升空原理，发现热空气与冷空气的密度差异，揭开“热空气上升”背后的科学秘密。 实验之旅 今天，我们将化身小小科学家，动手制作简易模型，通过模拟实验亲眼见证热空气的力量，用实践验证猜想！ 探索.实践 探索 活动：模拟制作热气球，探索其中的原因。 探索 探究实验——模拟热气球上升 实验准备 大塑料袋 充当热气球的“气囊”，负责收集加热后的空气，是升空的关键载体。 卡纸 起到固定和支撑作用，能有效聚拢热量，防止火焰向四周偏移。 蜡烛 提供核心热源，加热袋内空气使其温度升高、密度变小，产生浮力。 打火机 用于点燃蜡烛，开启加热过程。使用时请务必注意保持安全距离。 探索 实验步骤 取出较大的轻薄塑料袋、纸筒和一支蜡烛，摆放平稳的桌面。 探究实验——模拟热气球上升 探索 实验步骤 组装装置：点燃蜡烛，用纸筒罩住蜡烛，再把大塑料袋罩在纸筒外面，塑料袋不要压到底，留出空气流通空间，加热袋子里面的空气。 探究实验——模拟热气球上升 探索 思考：为什么要用纸筒罩住蜡烛？ 探究实验——模拟热气球上升 防止蜡烛火焰直接烧到塑料袋，把塑料袋烫坏，同时聚拢热空气。 探索 实验步骤 用手轻轻扶着塑料袋外壁，感受袋子的变化。当感觉到塑料袋有向上飘的趋势、快要上升的时候，松开双手，仔细观察塑料袋发生的变化。 探究实验——模拟热气球上升 探索 探究实验——模拟热气球上升 可以重复做2‑3次实验，把观察到的现象记录到《袋子的变化》记录单上。 探索 探究实验——模拟热气球上升 我们的预测： 当我们给塑料袋里的空气加热时，袋内空气受热膨胀，塑料袋会慢慢【鼓起来】；随着热空气变轻，塑料袋会像真正的热气球一样【向上飞起来】；等袋内空气慢慢冷却后，失去浮力的塑料袋就会【缓缓掉下来】。 探索 探究实验——模拟热气球上升 严禁触碰火焰 实验中请与蜡烛火焰保持安全距离，严禁用手直接触碰明火。火焰温度较高，极易造成皮肤烫伤，避免意外发生。 防止塑料引燃 塑料袋切勿紧贴火苗或覆盖火源。塑料袋为易燃物，遇高温会迅速熔化并可能起火，引发火灾隐患，需保持适当高度。 及时熄灭蜡烛 实验结束后，务必使用安全工具（如小烧杯）彻底盖灭蜡烛。确认无明火、无火星残留后，方可离开实验区域。 实验注意事项 探索 探究实验——模拟热气球上升 加热膨胀，冉冉上升 当对塑料袋内的空气加热时，空气受热膨胀，袋内空气密度变小。此时浮力大于重力，塑料袋就像真正的热气球一样慢慢鼓起来，然后缓缓向上升起，仿佛挣脱了地面的束缚！ 实验现象及原理 探索 探究实验——模拟热气球上升 冷却收缩，慢慢回落 停止加热后，袋内空气逐渐冷却，体积收缩，密度变大。随着浮力减小，重力重新占据上风，原本升空的塑料袋就会慢慢失去“动力”，像落叶一样缓缓飘落回桌面。 实验现象及原理 探索 探究实验——模拟热气球上升 科学原理揭秘：这就是“热空气上升，冷空气下降”的对流现象。热空气的密度比冷空气小，因此会产生向上的浮力。这不仅是我们实验中塑料袋升降的原因，也是现实中热气球能够遨游蓝天的核心秘密！ 研讨.交流 研讨 研讨 研讨问题一 为什么点燃火焰热气球就能飞向天空？熄火后它又为何会慢慢落下？试着结合生活中的热胀冷缩现象，说说你的理解与验证方法。 上升：热空气的“浮力魔法” 燃烧器加热使球囊内空气受热膨胀，空气密度变小（同体积下更“轻”）。当热空气的总重量小于它排开的冷空气重量时，热气球获得向上的浮力，从而缓缓升空。 下降：冷空气的“重力回归” 关闭燃烧器后，球囊内空气逐渐冷却收缩，密度变大（同体积下更“重”）。当气球整体的重力超过了空气的浮力时，热气球就会失去向上的动力，慢慢向地面降落。 研讨 研讨问题二 怎样能让热气球在空中停留更长时间？ 持续加热，维持温度 利用燃烧器不间断地为气囊内空气补充热量，保持空气始终处于较高的温度，从而维持袋内空气的低密度优势，确保浮力不随空气冷却而下降。 优化密封，减少流失 选用气密性优良的气囊材料，并优化结构设计，最大限度减少热空气从缝隙或顶部开口的流失，降低热量的自然损耗，从而锁住更多热量，延长滞空时间。 研讨 研讨问题二 怎样能让热气球在空中停留更长时间？ 原理总结：热气球的滞空能力取决于内部热空气的温度维持。减少热量的流失速度、持续补充热量，是延长飞行时间的两大关键因素。 拓展.迁移 拓展 查阅资料，了解孔明灯，说一说孔明灯能留在空中较长时间的原因。 拓展 趣味小知识：孔明灯不仅是利用热空气上升原理的飞行器，更是承载美好祈愿的文化符号。在静谧的夜晚，点点灯火如星辰般升起，带着人们的祝福与期许，飞向深邃的夜空。 回顾.练习 练习 1.模拟热气球实验中，塑料袋能够升空，主要是因为（ ） A.塑料袋本身很轻 B.袋内空气受热变成热空气，热空气上升 C.蜡烛产生吸力把袋子吸上去 D.外面风吹动塑料袋 B 练习 2.做模拟热气球实验，用纸筒罩住蜡烛主要目的是（ ） A.让蜡烛烧得更旺 B.减慢蜡烛燃烧 C.聚拢热空气，防止火苗烧坏塑料袋 D.让蜡烛不容易熄灭 C 练习 3.塑料袋升空一段时间后会落下来，是因为（ ） A.袋子里面热空气慢慢冷却 B.塑料袋漏气了 C.塑料袋变重了 D.蜡烛燃烧完产生灰尘 A 练习 1.热空气会向上升，冷却之后的冷空气会下沉。（ ） 2.做实验时，塑料袋可以直接贴在蜡烛火苗上。（ ） 3.热气球是靠加热内部的空气实现上升的。（ ） 4.孔明灯和模拟“热气球”工作原理是相同的。（ ） 5.冬天暖气片安装在地面附近，就是利用热空气上升。（ ） √ × √ √ √ 练习 模拟实验中，加热后的塑料袋先上升，过一会又下降，请解释出现这种现象的原因。 蜡烛加热塑料袋里面的空气，空气受热变成热空气，热空气上升带动塑料袋升空；塑料袋离开热源，袋内热空气慢慢冷却，冷空气变重，塑料袋就会落下来。 总结 我们来做“热气球” 加热 →空气受热→热空气变轻 → 上升 冷却 →空气变冷→空气变重 → 下降 热气球原理：热空气上升 孔明灯：同样利用热空气上升（有火灾隐患，禁止私自燃放） 生活实例：暖气片、走马灯 感谢您的聆听 $