1.4 空气有质量吗（教学课件）科学四年级上册（教科版）

该小学科学课件围绕“空气有质量吗”展开，核心知识点为空气有质量且质量很轻。课堂从给篮球打气的生活场景导入，提出问题后引导学生大胆猜想空气无质量或有重量，搭建猜想与实验探究间的学习支架。 其亮点在于以对比实验为核心，通过简易天平皮球实验观察天平倾斜现象，用绿豆测量空气质量，体现科学思维的证据推理和变量控制，以及探究实践的小组合作设计与证据收集。总结结合生活实例（教室空气≈2-3只猫咪重量），帮助学生直观理解。对学生培养实证精神和动手能力，对教师提供完整实验方案和研讨问题，提升教学效率。

4. 空气有质量吗 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：知道空气是有质量的，但是空气的质量很轻。可以说出简易天平实验现象，理解往皮球打入空气后，皮球质量增大；能够联系生活实例认识空气具有质量。 科学思维：通过简易天平对比实验，根据天平倾斜的实验现象推理空气具有质量，培养证据推理的科学思维。能够分析实验中的变量，思考实验公平性，能对实验方案提出优化；可以用本课知识解释生活相关现象。 探究实践：小组合作，通过讨论交流确定实验器材，共同设计、完善简易天平探究实验方案。按照方案完成皮球打气实验，如实填写实验记录单；利用绿豆衡量打入空气的质量，收集实验证据。 态度责任：尊重实验事实，如实记录实验现象，乐于小组合作交流自己的猜想与发现。体会科学实验可以测量看不见摸不着的物质，能尝试用生活工具开展拓展测量，感受科学和生活的联系。 聚焦.问题 聚焦 每次打篮球前，我们总要用打气筒给瘪掉的篮球“补充能量”。随着气流“滋滋”地灌入，原本软塌塌的篮球瞬间变得圆鼓鼓的，拍在地上弹性十足。这个熟悉的场景背后，藏着一个值得思考的科学问题。 聚焦 往篮球里面打入空气之后，篮球的总质量会发生变化吗？它是会变重、变轻，还是和原来一样呢？ 思考： 聚焦 大胆猜想：空气究竟有没有质量？ 猜想 1：空气“轻如鸿毛”无质量 空气看不见、摸不着，就像透明的精灵一样，感觉不到它的存在。所以它应该没有质量，给篮球打入再多空气，篮球的总质量也不会发生任何改变。 猜想 2：空气“实实在在”有重量 空气虽然无形，但它是真实存在的物质。打入空气后，篮球被“吹”鼓了，相当于往里面装了东西，这些被压缩的空气是有重量的，所以篮球会变重。 探索.实践 探索 活动一：检测我们的猜想 探索 实验验证——简易天平皮球实验 简易天平 规格相同小桶 (2个) 同款实验皮球 (2个) 便携打气筒 实验准备 探索 将两个未充气的皮球分别放入天平两端的小桶，调节平衡螺母使横梁水平，确保实验初始状态完全平衡，为后续对比打好基础。 实验验证——简易天平皮球实验 探索 保持悬挂位置不变，仅向其中一个皮球打入空气，另一个保持原状作为对照。注意控制打气节奏，避免皮球过度膨胀。 实验验证——简易天平皮球实验 探索 实验验证——简易天平皮球实验 打气的时候，可以把皮球从小桶中取出来打气，打完气后再把皮球放回小桶，挂回天平原来的挂钩上，不要改变桶的悬挂位置，这样打气操作更方便。 探索 将充气后的皮球轻轻放回原桶，静置片刻，仔细观察天平横梁的倾斜方向。思考：为什么天平会失去平衡？这说明了什么？ 实验验证——简易天平皮球实验 探索 实验验证——简易天平皮球实验 分别记录打入0筒、10筒、30筒空气后的天平状态（平衡 左低右高 右低左高），将数据准确填写在实验记录单中，完成数据收集。 探索 实验验证——简易天平皮球实验 实验现象：天平倾斜了！ 当我们向瘪皮球中持续打入空气，再将它与未打气的皮球放在简易天平两端时，打气后的皮球一侧明显下沉，原本平衡的天平瞬间失去了平衡。 实验发现：空气有质量！ 天平下沉的秘密就在于——打入的空气让皮球变重了！这证明了我们看不见、摸不着的空气，并不是虚无的，而是实实在在拥有质量的物质。这是空气非常重要的一个物理特性！ 探索 活动二：测量空气的质量 探索 实验验证——测量空气的质量 空气虽看不见摸不着，但它具有质量。我们利用天平平衡原理，将皮球充气后放在天平一端，通过向另一端添加绿豆来恢复平衡。此时，绿豆的总质量就等于打入皮球内部空气的质量，巧妙地将“无形”的空气质量转化为“有形”的绿豆质量。 实验设计——化无形为有形 探索 实验验证——测量空气的质量 实验步骤： 1.保持简易天平装置稳定，观察初始状态：打入空气的皮球一侧会明显下沉，这直观地说明了空气是具有质量的。 2.在未打气皮球的一侧小桶中，将绿豆一粒一粒地缓慢放入。注意动作要轻柔，避免打翻装置或影响天平的平衡判断。 探索 实验验证——测量空气的质量 实验步骤： 3.持续耐心地添加绿豆，直到简易天平的横梁重新回到水平平衡状态，此时立即停止添加，确保测量的准确性。 4.仔细数出刚才加入小桶中的绿豆总粒数。这些绿豆的总质量，就相当于打入皮球内空气的质量，记录下这个数字。 探索 实验验证——测量空气的质量 实验现象： 当我们向气球中打入10筒空气后，将其放在天平的一端，另一端需要慢慢放入大约十几粒绿豆，才能让天平重新恢复平衡的状态。 虽然空气看不见摸不着，但它确实占据空间并且拥有质量，只是非常轻，需要用绿豆这样的小砝码才能称量出来。 探索 生活中的趣味对比：空气到底有多重？ 满满一整间教室的空气≈ 2-3只小猫咪的重量 ≈ 研讨.交流 研讨 研讨 研讨问题一 根据刚才观察到的实验现象与数据，大家来思考：空气究竟有没有质量？这个结果和你在实验开始前的猜想一致吗？ 空气有质量！ 这是本次实验最关键的科学结论。虽然空气看不见、摸不着，仿佛“虚无缥缈”，但它确实是一种真实存在的物质，既占据空间，也具有质量。这是客观存在的物理事实。 研讨 研讨问题二 在“皮球与绿豆”的趣味实验中，我们究竟该如何科学地描述空气质量的大小呢？ 结论一：等量代换 打入皮球的空气质量，与天平重新平衡时加入的绿豆质量是完全相等的。我们通过绿豆这一“看得见”的砝码，成功给无形的空气赋予了可衡量的质量标准。 结论二：空气很“轻” 空气的质量极其微小，只需要加入很少几颗绿豆就能让天平恢复平衡。这一现象直观地印证了：气体虽然占据空间，但在常规体积下，它的质量是非常轻盈的。 研讨 研讨问题三 在验证“空气是否有重量”的实验中，如果我们使用的两个桶大小不一样，会对最终的实验结果产生什么影响？这样的实验设计科学吗？ 结论：绝对不可以！ 1. 破坏公平性：桶的大小不同意味着桶本身的重量就不同，这会直接干扰实验结果，让我们无法准确判断“空气是否有重量”。 2. 遵循单一变量：对比实验的核心原则是“单一变量”。本实验中唯一的变量是“是否打入空气”，其他所有条件（桶的材质、大小、初始重量）都必须完全一致。 拓展.迁移 拓展 试一试，用生活中的工具称出打进皮球的空气质量，比如电子秤、弹簧秤。 拓展 实验温馨小贴士 普通家用电子秤的精度有限，微小的质量差异很难直接被捕捉。在测量时，请大家保持耐心，将物品轻拿轻放在秤面中央，并且睁大眼睛，仔细观察显示屏上数字的细微跳动，这样才能发现那些藏起来的小变化！ 回顾.练习 练习 1.往皮球中打入空气后，放在简易天平上，皮球这一端会（ ） A.向上翘起 B.保持不动 C.向下下沉 D.随机变化 C 练习 2.在“空气有质量吗”实验中，两个小桶的大小应该（ ） A.完全相同 B.一大一小 C.无所谓 D.一个大两个小 A 练习 3.简易天平实验中，打入空气皮球一端下沉，我们要在另一侧桶中加入（ ）让天平重新平衡。 A.水 B.空气 C.沙子 D.绿豆 D 练习 1.空气看不见摸不着，所以空气没有质量。（ ） 2. 做对比实验时，要尽量保证除研究条件以外其他条件全部相同。（ ） 3. 打入30筒空气比打入10筒空气，皮球增加的质量更大。（ ） 4. 很少数量绿豆就可以平衡打入空气的皮球，说明空气质量很轻。（ ） 5. 只用肉眼观察，就可以准确测量出空气的质量。（ ） × √ √ × √ 练习 家里有一个高精度电子秤，你怎样利用瘪皮球、打气筒，验证空气是有质量的，请简单写出操作方法。 ①先用电子秤称量没有打气的瘪皮球，记录读数；②用打气筒给皮球打入多筒空气；③再次称量打满气的皮球，对比两次读数；④如果打满气皮球读数更大，证明空气有质量。 总结 空气有质量吗 猜想：空气有没有质量？ 实验：简易天平+皮球 现象：打入空气 → 皮球一侧下沉；加绿豆，天平恢复平衡 结论：空气有质量，空气的质量很轻 实验要点：对比实验，保证公平 生活实例：充气皮球、气球 感谢您的聆听 $