人教版九年级物理优质课教学设计

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“浮力”教学中的科学探究



湖北省宜昌市夷陵区教研中心　王卫



《浮力》的学习是以密度、力、二力平衡等知识为基础的，有较强的综合性。从日常生活中，学生已经积累了有关浮力的体验，如木块能漂浮在水面是由于受到水的浮力，氢气球在空中能上升是受到空气的浮力，不同物体在水中的浮沉是不同的等，这些体验都没有经过科学的分析、抽象与概括，只凭学生粗浅的观察分析，形成了一些模糊甚至是错误的观念，这些错误观念的形成又会成为学生学习浮力知识的思维障碍。

基于上述原因，在《浮力》教学中，可以让学生通过系列探究活动，从活动中获取信息，从而抽象出概念和规律，消除学生模糊甚至是错误观念。

为完成探究活动，将学生分为若干小组，要求每实验小组准备如下器材：鸡蛋一个、大小不同的小石块各一个、细线若干、清水、杯子、水桶、空的饮料瓶、橡皮泥等。教师准备弹簧测力计、玻璃棒、密度计、量筒、圆柱体组（体积为10cm3的铜块、铁块、铝块各一个）、潜水艇模型、酒精、盐水等。

探究一：在水中下沉的物体受到浮力吗？

设疑：将乒乓球和小石块同时放入盛有水的烧杯中，发现乒乓球会上浮到水面，小石块则沉入水底。

乒乓球会上浮到水面是由于水的浮力的作用。生活中遇到的这样的例子很多，如轮船在海面上航行，氢气球脱手后会腾空而起等，那么在水中下沉的物体是否受到浮力呢？

猜想：（1）水中下沉的物体不会到浮力，因为受到水的浮力的作用的轮船是漂在水面的。（2）水中下沉的物体会受到浮力，因为将水中的石头搬上岸时，会觉得在水中很轻而搬出水面后觉得石头变重了。

设计实验：同学们经过讨论，形成一致的实验方案。将小石块用线系住，挂在弹簧测力计下，浸入水中，观察弹簧测力计的示数是否会发生变化，如果不变，说明在水中下沉的物体不受浮力的作用，如果变小，说明在水中下沉的物体是受到浮力的。同学们用自己准备器材进行实验，获取有关信息。

结论：在实验过程同学们发现，当石块浸入水中，测力计的示数变小。这说明在水中下沉的物体也受到浮力，而且浮力的大小就等于测力计两次的示数差。

疑问：为什么木块在水中会上浮，石块在水中会下沉？浮力的大小跟哪些因素有关？

探究二：浮力的大小跟哪些因素有关？

设疑：重做上面的实验，将小石块用线系住，挂在弹簧测力计下，慢慢浸入水中，观察到小石块在逐渐浸入水中过程中，测力计的示数会逐渐变小，但在小石块全部沉入后，测力计的示数不再变化，这说明同一物体在不同的情况下所受浮力大小不同的。浮力的大小跟哪些因素有关？

猜想：浮力大小究竟和哪些因素有关，大家可以根据生活经验进行猜想，发表自己的见解，并说出自己的理由。

1、浮力大小和物体的轻重有关节。理由是轻的木块在水中会浮起来，而重的金属块则沉下去，说明木块所受浮力比金属块大。

2、浮力大小和物体体积有关。理由是：“你看！轮船体积大，在海上载这么多的货物，说明它所受的浮力大。”

3、浮力大小和物体浸入液体的深度有关。前面的实验说明了这一点。

4、浮力大小和液体密度有关。理由是盐水密度大，不饱满的种子的盐水里漂浮而在清水中会沉入水底。

对于第一种猜想，应帮助学生纠正关于物体轻重的说法，轻重必须用同体积的物体来进行比较，所以这个学生关于木块的说法应改成浮力大小与物体密度有关，至于木块上浮就说它所受浮力大的错误想法，在下一步实验探究时，由学生自己来纠正。第二种猜想引导学生注意的轮船体积大实质是浸入水中的体积大。

将同学们的猜想归纳为四个：浮力的大小可能与物体密度大小有关；浮力大小可能与浸入体积大小有关；浮力大小可能与浸入液体深度有关；浮力大小可能与液体密度大小有关。

设计实验：引导运用“控制变量法”进行实验。浮力大小可能和上述因素都有关系，但当我们研究浮力大小和其中一个因素的关系时，必须控制其它因素，使其保持不变，以排除其它因素的影响和干扰。

同学们设计并进行实验验证自己所提出的猜想。对验证第一个猜想的小组教师要准备体积相同的不同物体（圆柱体组）。对验证第四个猜想的小组教师要准备盐水、酒精。

对同学们在实验中获取的信息的分析处理中，引导学生注意实验中物体浸入液体的深度的改变实质是物体浸入液体中的体积的改变。

结论：同学们在用“控制变量法”进行实验后发现，当其它条件都一样，只有物体密度或浸入液体深度不一样时，测得浮力大小相等，说明浮力大小与它们无关；而当其它条件都一样，只有液体密度或物体浸入液体体积不一样时，测得浮力大小不等，说明浮力大小和它们有关。对数据的进行分析比较，得出了结论，即“浸在液体里的物体所受浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关”。

探究三：浮力的大小等于什么？

设疑：我们已经探究出浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，那么，它们之间有没有确定的数量关系呢？引导同学们由定性到定量、由浅入深地进行探究。

在桶中盛大半桶水，用手将空的饮料瓶按入水中，体会饮料瓶所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化，通过分析比较同学们发现，饮料瓶浸入越多，浮力越大，排开水也多。引导学生思维形成“浮力大，排开的水多；浮力小，排开的水少”的定性的认识。

提出问题：浮力的大小和排开水的多少是否有着必然的联系呢？引导探究“浮力大小与排开液体所受的重力”究竟是什么关系？

猜想：浸入水中的物体所受浮力的大小可能与物体排开水所受的重力相等。

设计实验：引导同学们思考；如何测量物体在水中所受浮力的大小？如何测量物体浸入水后排开水所受的重力？

对于浮力的测量，同学们很容易想到，在这里重点引导学生讨论测量物体浸入水中后排开水所受的重力。

第一种方法：即为教材（人教版义务教育课程标准实验教材《物理》九年级P83中）所示方法，这种方法关键在如何在溢水杯中装满水，使浸入物体排开的水能全部流入小桶中。

第二种方法：在量筒中盛适量的水，将物体浸入水中，读出上升的刻度，即为物体排开水的体积，再根据m＝ρV和G＝mg计算出物体所排开水的重力。

第三种方法：在喝水的杯子里装满水，测出杯子和水的总重量，然后将物体浸入水中，当杯中水不再溢出里，取出物体，测量杯子和剩下的水的总重量，减轻的重量即为物体排开水的重力。

第四种方法：……

结论：同学们通过实验惊奇的发现，物体所受的浮力，竟和它所排开水所受的重力正好相等。从而得出阿基米德原理：“浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。”

浮力的利用

设疑：通过前面的探究，同学们已经知道在水中下沉的物体也会受到浮力的作用，同时也知道在水中上浮的物体受到的浮力不一定比下沉的物体所受到的浮力大。为什么乒乓球会浮在水面，而小石块会沉入水底。即物体的浮沉由什么决定？

猜想：物体的浮沉由物体自身的重力与所受的浮力的大小关系来决定的。

实验探究：将鸡蛋放入盛有水的杯子中，鸡蛋是沉在水底的，向杯中慢慢加盐，边加边搅拌，引导学生观察鸡蛋沉在杯底、悬浮在盐水中、在盐水中上浮最后漂浮在盐水表面等不同现象，让同学们知道下沉、悬浮、上浮、漂浮。同学们经过分析鸡蛋受力情况，利用二力平衡的知识，讨论物体的浮沉条件。

结论：当物体所受的浮力大于物体重力（F浮>G物）时，物体会上浮；当物体所受的浮力小于物体重力（F浮<G物）时，物体会下沉；当物体所受的浮力等于物体重力（F浮＝G物）时，物体会悬浮。上浮的物体在露出液面后，排开的液体将减少，浮力也就会减小，最终物体所受浮力等于物体的重力（F浮＝G物），此时会漂浮在液面。

如何调节物体的浮沉：浮力在我们的生活中有着广泛的应用，如大家熟悉的轮船、氢气球等，人们利用浮力就是要改变浮力与物体重力的大小关系。

将一块橡皮泥放入盛有水的本子中，橡皮泥会下沉到水底，同学们想办法让橡皮泥浮在水面，并用橡皮泥承载物体，比较谁想的方法能让橡皮泥所能承载的物体最多，同学们通过实验能找出“空心法”让在水中下沉的物体漂浮。同学们还讨论出改变物体重力的这种方法。

浮力的应用实例：潜水艇、密度计、气球与飞艇的原理。向潜水艇模型里吹气或从里面吸气观察潜水艇的浮沉，直观了解潜水艇是如何实现上浮与下潜的；用密度计测量盐水、酒精的密度，通过分析密度计在不同液体中所受浮力的大小关系，了解密度计的刻度及测量原理。介绍热气球、氢气球、飞艇，知道这些物体是通过改变自身重力来实现上浮的，并思考怎样才能使升入空中的热气球、氢气或飞艇安全返回。

课外调查与制作：通过Internet查找有关热气球的有关知识并整理交流。自己找器材制作一个“孔明灯”并放飞。

探究教学体会：通过系列探究活动的设置，激发学生的求知欲，提高了学生的学习兴趣，使学生情绪饱满，课堂气氛活跃，学生的积极性、主动性得以充分发挥。

在探究活动中，通过提问、实验等形式设疑，引导学生发现并提出问题，并对学生所提问题进行分析引导，让他们所提问题具有探究价值，培养了学生发现问题、提出问题的能力。

在提出问题的基础上，引导学生依据已有的知识和曾经获得的经验，对问题的做出猜想和假设，让学生学会猜想，学会预测，培养了学生猜想和假设的能力。

在设计实验的环节中，打破了传统教学中的“照单抓药”，不再是书上怎么说我就怎么做，书上怎么安排我怎么做，不再出现实验中没有这样的器材，老师没有准备这样的器材我就不能进行实验的现象。学生能自主设计实验，对同一个探究问题，能探讨出多种实验方案。实验器材也不再完全靠老师准备，而是能自主选择器材，学生自己能从身边找一些代用品来完成实验，在实验中摆脱了对老师的依赖，培养了学生自主选择器材设计实验的能力。

信息时代，让学生在课外通过Internet查找热气球的有关知识，有力拓展了学生的视野。在自己找器材制作一个“孔明灯”并放飞的活动中，很多学生做了一次没有放飞，便积极思考失败的原因，应用所学的知识，对制作的“孔明灯”进行多次改进，直到能放飞为止。这些活动，将探究活动不仅仅局限于课堂，更延伸至课外，对“孔明灯”的改进，促使了所学知识的应用，培养了学生的动手能力及应用所学知识解决实际的能力。

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“浮力”课堂实录

湖北省宜昌市夷陵区教研中心　王卫

【设计理念】 1.从生活中浮力现象走向物理，从物理走向社会，将所学知识用于生产生活中，去解决实际问题，做到学以致用； 2.在研究问题过程中，引导学生注重科学方法探究，提倡多种学习方式，使学生成为知识“发现者”、“创立者”，充分激发学生的创造性思维； 3.充分发挥学生的主体地位，让学生通过自己设计、思考、讨论、实验等方式参与到教学过程中，真正成为课堂的主人。 【教材分析】 一、教学目标 1.知识与技能 ①认识浸没在液体和气体里的物体都受到浮力； ②理解浮力的大小等于什么； ③初步了解浮力在轮船上的应用。 2.过程与方法 ①通过实验体验浮力的广泛存在； ②通过探究理解F浮＝G排； ③体验由“实践→理论→实验→实践”的探究过程。 3.情感、态度、价值观 认识浮力对社会发展的影响，通过了解轮船搁浅的实例，提高环保意识。 二、教学重点、难点 1.通过实验猜想浮力大小与什么因素有关。 2.探究浮力与排开液体重力的关系。 三、教学方法 1.边观察、边实验、边讨论的启发式教学。 2.探究式教学。 四、教具和媒体 氢气球、乒乓球、土豆、弹簧秤、阿基米德演示器、水桶、盆子、盐、鸡蛋、饮料桶、烧杯、水等 【教学过程】 一、设情导入 师：演示实验，乒乓球从水中浮起来，氢气球离开手上升，是什么力使它们上升？ 生：浮力。 师：（出示课题：浮力）生活中还有那些受到浮力的物体？ 生：（举例） 二、探究新知 师：请看这儿有两例受浮力的例子（投影图片）这些浮在水面上的物体能受到浮力，那么放入水中要下沉的土豆受不受浮力呢？ 生：（思考回答） 师：下面用实验来探究（投影）想想做做：在弹簧测力计的下面悬挂一个土豆，再把土豆浸在水中，比较前后两次测力计的示数。 生：（实验、讨论、发现） 师：（归纳发现投影）一切浸没在液体或气体中的物体都受到浮力；浮力的方向：竖直向上；浮力的大小：弹簧秤两次的读数差；（获得了一种测量浮力的方法） 师：如果我们换上其它的物体，浮力的大小会变化吗？下面我们还是用实验来探究。（投影）想想做做： 1.在水桶中装大半桶水，用手把空的饮料瓶按入水中，体会饮料瓶所受浮力及其变化，同时观察水面高度的变化； 2.将鸡蛋放入清水里，然后不断加盐，观察鸡蛋怎样运动，思考浮力有无变化。 生：（实验、思考、发现）物体在液体中的浮力的大小可以发生变化。 大小与浸没的体积有关、与液体的密度有关。 师：（归纳学生的发现，浮力的大小与排开液体的体积大小有关，与液体的密度有关） 师生：通过实验我们发现浮力的大小与物体排开液体体积和液体的密度有关，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大，液体的密度越大，受到的浮力越大。 师：我们能不能影响浮力大小的两个因素归结为一个因素呢？ 生：质量。 师：质量越大？什么越大？ 生：重力。 师：下面我们用实验来探究：（投影）探究：浮力的大小与物体排开液体的重力的关系 小组讨论：设计思路、如何利用手边的器材设计。 生：前台展示实验方法。 师：（投影实验设计方案：如果水没有溢出，我们怎样判断塑料块排水的多少？两种设计图，引导学生设计数据表格，分发记录数据表格，说明1、2分别是浸没、部分浸在） 生：实验。 师生：分析得结论 阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力。 师：（过渡）由阿基米德原理我们发现，物体排开的液体越多，受到的浮力就越大。下面来做游戏：造“船”比赛，怎样获得最大的浮力？ 生：做游戏，获胜小组谈做法。 师：(投影)“轮船搁浅”──谈环保 三、总结深化 1、 师：本节课你学到了什么？你又有什么新收获？ 生：略 2、师生一起小结本节内容 四、拓展延伸 列举浮力在生活中的应用实例

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“大气压强”教学设计

河北省唐山市丰南区毕武庄中学　董江威

课题 大气压强 主讲 董江威 教 学 目 标 知识与技能 了解由于大气压的客观存在而产生的现象。测量大气压的方法，大气压的大小和单位。 了解生活生产中利用大气压的现象，抽水机的工作原理。 通过对计算机的操作，搜集、整理信息为本节课服务。 过程与方法 观察大气压有关现象，感知大气压强是一种客观存在。 观察大气压的测量，体会大气压的测量方法。 运用知识解释日常生活、生产中的有关现象；培养学生运用知识的能力。 情感态度 与价值观 通过计算机的操作，培养学生的综合学习能力，激发学生的求知欲。 培养学生实事求是的科学态度。 教学重点 对大气压强现象的认识、大气压知识的综合运用。 教学难点 大气压的测量方法。 教法 计算机技术与物理课程的整合 教具和媒体 计算机网络 过程 教师活动 学生活动 功能 引入新课 老师通过计算机展示录像： 一个下端扎有小孔的瓶子，当灌入一些水时，水会从瓶子下端流出。再把水灌满，把瓶盖拧紧时，水不流出来；当把瓶盖拧松时，水又会流出来。 提示学生看到什么现象？请大家畅所欲言。 学生通过观察录像，分析产生这一现象的原因。 通过分析得出是“大气压”的作用。 激发学生的好奇心。积极思考问题。 教 学 过 程 设 计 教 学 过 程 设 计 课 堂 测 评 新课引言： 我们通过观察一段录像，分析得出是大气压造成的这一奇妙现象。这节课我们以计算机为辅助手段来学习与大气压相关知识。教师提示同学进入“大气压”程序的方式。并简短介绍该程序的使用方法。 一、在日常生活中有很多现象都能证明大气压的存在，历史上曾有一经典的实验，生动大胆的证明了大气压的存在，大家通过“快乐学堂”自主完成本部分的学习。同学们，也体会一下该课件的程序特点。 结论：历史上马德堡半球实验证明大气压存在。 二、同学们在刚才的演示中可感知到大气压的存在，同时也能意识到大气压也很大，那么，大气压产生的原因是什么？ 结论：空气受重力且具有流动性。 三、我们已经了解了大气压产生原因，也有很多现象证明大气压存在。那么大气压到底多大呢？历史上曾经有位物理学家精确的测得大气压数值。下面通过一段录像重现这个实验。 提示同学：请同学们仔细观察，看谁发现的问题多？ 提示同学讨论的问题： ①历史上那位科学家通过什么实验精确测出大气压？ ②玻璃管上端的局部真空是如何出现的？ ③要算出大气压数值还用到那些知识？ ④利用液体压强知识求得“标准大气压” ⑤等压面的建立依据了液体压强中的什么知识？ ⑥为了计算大气压我们还要用到哪个公式？ 结论：一标准大气压：P0=1.01×105Pa 五、大气压数值是否是总是不变的呢？在工、农业生产及生活中往往需要测量当地的大气压，有那些工具更方便我们使用呢？ 结论：1、不同高度的大气压不同。 2、水银气压计和无液气压计。其中无液气压计可改造为高度计。 六、气压在日常生活中有广泛的应用，抽水机就是其中之一。下面同学们通过老师制作的动画分析抽水机如何实现抽水过程的大气压在日常生活中应用很广泛。 1、抽水机的工作原理？ 2、上下阀门起什么作用？ 七、小结：同学们，我们总结本节课的主要知识点，并完成板书。 板书： 大气压强 存在：马德堡半球实验 原因：重力、流动性 测量：托里拆利实验 标准大气压：P0=1.01×105Pa 影响因素：高度等 气压计：水银、无液（高度计） 应用：抽水机 习题检测： 1、历史上证明大气压存在的著名实验是，最早测出大气压数值的科学家是____________________。 2、拉萨市海拔高度高于唐山市，则两地附近大气压相比较，唐山市大气压较，说明大气压随高度的增加而____________。 3、一标准大气压支持厘米水银柱，可以支持约_______米的水柱。 4、把一只啤酒瓶用开水烫一下，再把口朝下倒着插入水中，过一会儿能看到什么现象？ 5、把两个橡皮小碗对在一起，用力挤出中间空气尽力挤净，然后把碗悬挂起来。则下边最多挂多少重物？你还需要什么器材测出什么物理量？已知外界大气压为一标准大气压。 其它见课件：①气压与天气（点击浏览） 　　　　　　 ②马德堡半球实验（点击浏览） 同学进行计算机操作，并进入本课的学习环境。 同学操作计算机看动画展示，得出结论。 同学总结结论 同学通过操控计算机完成该部分的学习。 同学总结结论，并完成移动填空题。 同学们分小组讨论完成测大气压实验，并合作解决这些问题。 同学利用液体压强公式计算标准大气压数值。 同学们根据实验结果计算大气压的数值。 同学们了解两类气压计的特征。并寻求大气压的变化规律。 同学们通过“影响因素”环节了解气压与高度。 分组讨论、归纳： 如何改造成高度计 同学分析，讨论： 大气压使得水被抽上来。 阀门都是单向开启，只进不出。 同学们根据提示完成划线部分内容。 同学们通过计算机操作完成习题检测。 同时提高同学对计算机的操作的熟练程度。 同学之间讨论交流、团结协作完成。 培养学生对计算机的操作能力，表达能力，综合分析能力。 培养学生对计算机的操作能力，表达能力，综合分析能力。 培养同学们的综合表达能力 检测基础知识的掌握情况 提高同学的解决综合问题能力 网络浏览 提示同学： 同学们可通过“网络漫游”环节，登陆网络采集、分析、整理与大气压相关的更多信息。 通过课件提供的出口登陆互联网学习更多知识。 培养同学的信息意识、信息素养。 课堂后记

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巧用饮料瓶证明大气压的存在



河北省唐山市丰南区毕武庄中学　董江威



物理学是一门以实验为基础的学科。若在教学中适当引导学生用生活中常见物品做实验，研究物理问题，有利于激发学生的学习兴趣、提高动手能力及培养学生的创新精神。鼓励学生开展小发明、小制作，促进探究性学习和开展综合实践活动课。本文介绍几例巧用废弃饮料瓶证明大气压存在的小实验。

一、大气是摸不着看不到的气体，大气压的存在令同学们怀疑，通过学生亲自动手小实验证明大气压存在是最好的办法。为此在教学过程中让学生做如下实验，将一饮料瓶底部扎几个细孔，再往饮料瓶中到入适量的水，此时会发现瓶底处有水流出，可以印证液体对容器底部有压强。继续迅速把饮料瓶中灌满水，然后拧紧瓶盖，这时可观察到饮料瓶底部并没有水流出。如果再拧松瓶盖，又发现水流了出来。这说明是大气压作用形成的这一现象。

二、另取一空饮料瓶灌满水后拧紧平盖，然后用酒精灯加热一钢针。轻轻的在饮料瓶下部侧壁烫一细孔（注意烫孔时不要用力挤按饮料瓶）。当扎完小孔后会发现并没有水流出，在第一个孔的相同高度处，任意位置再烫一个细孔后发现依然没有水流出来。这是由于大气压的作用的结果，并且证明了大气压是各个方向都存在的，与液体压强特点形成对比。之后在前两个细孔的上方再烫一细孔后，发现下面的细孔向外流水，而上面的细孔不向外流水，并且有空气从此处进入饮料瓶内上方。如果拧开饮料瓶的瓶盖会发现三孔都会流水。且小孔位置越靠近瓶底，水柱喷的越远。又把同一液体内部压强随着深度的增加而增大联系起来，有利于形成前后知识的结构体系。

三、再取一饮料瓶灌满水并拧紧瓶盖后，把它倒置在盛有足够多水的玻璃水槽中，在水中把瓶盖拧下来，抓住瓶子向上提，但不露出水面发现瓶里的水并不落回水槽中。（可以换更高的饮料瓶做“对比实验”，为托里拆利实验的引入打好基础。）还可以在此实验的基础上，在瓶底打孔，立刻发现瓶里的水流回水槽中。原因是瓶子内、外均有大气压相互抵消，水柱在本身重力的作用下流回水槽，这里又形成以前所学过的连通器。

四、还可以选用易拉罐，拉盖不要全部拉开，开口尽量小一些。倒净饮料后用电吹风对罐体高温加热一段时间后，把拉口处用橡皮泥封好，确保不漏气。再用冷水浇在易拉罐上，一会听到易拉罐被压变形的声音，同时看到易拉罐上有的地方被压瘪。说明气体热胀冷缩、也证明了大气压的存在。

总之，在我们生活的周围有很多物品可为教学服务，争取做到不被实验室中的器材所限制。充分发挥教师、学生的想象力，创造性的利用身边的物品做更多生动简单的小实验为我们的物理教学服务。

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“压强和浮力”教学设计建议

河北省唐山市丰润区教师进修学校　杜力侠

【内容标准分析】 压强和浮力是中学物理教学中的重要概念，都属于物质间的相互作用，它们之间有较紧密的内在联系，具有很强的规律性，它与生活、生产有密切的关系。本单元内容包括：固体压强、液体压强、大气压强、浮力以及流体压强与流速的关系。 一、单元知识结构 二、《课程标准》与《教学大纲》中教学要求的比照 教 学 内 容 教 学 要 求 教 学 大 纲 课 程 标 准 压力和压强 知道压力的概念；理解压强的概念 通过实验探究，学习压强的概念 能用压强公式进行简单计算 知道增大和减小压强的方法 液体内部压强 理解液体内部压强的规律和公式（不要求计算侧面压力，不讨论静液佯谬） 连 通 器 知道连通器的原理 大 气 压 强 知道大气压强的现象 知道大气压强随高度的增加而减小 了解测量大气压强的方法 气体压强跟体积 的 关 系 知道在温度不变的情况下，一定质量的气体的压强跟体积的关系 抽水机和水泵 选学 浮 力 知道浮力产生的原因 通过实验探究，认识浮力，经历探究浮力大小的过程 阿基米德原理 知道阿基米德原理 知道阿基米德原理 物体的浮沉 条 件 理解物体的浮沉条件 知道轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理 知道物体浮沉的条件 流体压强与流速 的 关 系 选学 通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系 机翼的升力 选学 三、教学目标解读 1．通过实验探究，学习压强的概念。能用压强公式进行简单计算。知道增大和减小压强的方法。 压强是生活生产中应用广泛的一个概念。因此可以通过学生自己的实验探究来学习。对于“能用压强公式进行简单计算”，指的是如果知道压力、受力面积、压强这三个量中的两个，能够通过概念的理解或公式的变形计算出第三个，不要求与其他公式综合进行计算。“知道增大和减小压强的方法”这项要求，既是为了使学生深入学习压强的概念，更是为了使学生能把知识应用于日常生活。因此教学中要注意： （1）加强实验。在教学中尽量安排探究性学习活动，活动要具有实验操作方便、规律性强、结论容易获得的特点，适宜初中学生探究。如：压力的作用效果跟什么因素有关？让学生通过进行自主研究，体验科学研究的过程，从中获得最直接的、生动的实验事实，使学生获得较多的感性认识，受到科学研究方法的教育；从收集的证据中，总结和归纳规律性的知识，初步学习归纳的方法，培养学生的思维能力；从实验的成功中获得愉悦，为提高学习能力和自信心打基础。 （2）注意教给学生综合运用知识分析解决问题的方法，特别要注意帮助基础较差的学生学好知识。允许每个学生根据自己的特点获取或深或浅、这方面或那方面的知识，不仅不会使学生对物理产生为难情绪，而且培养了学生学习物理的兴趣。如：“液体内部压强规律”，这部分知识是学生必须知道的，但关于液体内部压强公式，可让学生根据自己的需要和能力选择学习，给学生一个自由空间。 （3）在教学中，都要从生活实际提出问题入手，使学生体会到物理来源于生活，服务于生活。认识到：物理学是有用的，知识渗透在社会生活的许多方面，成为现代社会的重要支柱，对社会的发展和人们生活水平的提高起重要作用。基于这种考虑，教学中可多增加一些小实验、小制作等活动，习题中尽量设计一些结合社会生活实际的题目，为学生提供运用和巩固所学的知识的机会，使学生在多种形式的学习活动中成长。 2．了解测量大气压强的方法。 通过观察大气压强有关的现象，感知大气压强是一种客观存在。托里拆利实验是物理学史上一个重要实验，不能做实验可通过看VCD，让学生知道实验的过程和事实，使学生了解大气压强大小的由来，并记住标准大气压强的数值。通过实例计算和介绍大气压强的应用，使学生感悟大气压产生的压力大小，并认识物理及其相关技术对社会发展和人类生活的影响。对于气体的压强跟体积关系的实验是一个定性实验，对基础较好的学生可利用注射器做实验，还可以结合生理卫生课列举人的呼吸运动，联系胸腔、肺气压变化进行简单的分析。 3．通过实验探究，认识浮力。经历探究浮力大小的过程。知道物体浮沉的条件。 浮力知识的内容综合性较高、能力要求也高。在教学中，要注意复习力、二力平衡、密度及液体压强等有关知识；要利用学生已有的生活经验发展学生的认识；在实验探究的过程中，培养学生分析问题和推理能力。 （1）浮力是在学生生活经验的基础上，通过实验和观察来建立浮力的概念和研究浮力的规律。通过实验让学生经历探究浮力大小的过程，体会和感悟实验的方法对物理学习的重要性，同时也加强了理论分析和推理判断的作用。在教学中应注意学生掌握基础知识的程度和抽象思维能力发展的情况，积极引导学生自己应用已掌握的基础知识，用科学的观点和态度来研究浮力问题，认真思考，主动地学习。 （2）物体的浮沉条件有两个知识点：一是物体的浮沉条件；二是轮船、气球、飞艇和密度计的浮沉原理。前者重在综合所学力学知识培养学生的分析能力，后者重在使学生认识到浮沉条件在社会生活生产中的应用及其重要意义，进一步了解物体的浮沉条件，能够说出在它们当中为实现漂浮、上浮、下沉、悬浮所采取的措施，了解它们的构造特点。除课堂内、外安排一些小制作、小实验外，还可以安排学生查阅有关浮力知识的资料（如:古代利用浮力的故事、长江三峡、深水打捞等），学生通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值，使学生开阔视野，培养发展获取信息的能力，并体会物理在科学、技术、社会中的作用。 4．知道阿基米德原理。 对阿基米德原理不要求计算繁难的综合题，突出用最基本的原理来分析问题。在学生熟练掌握阿基米德原理的基础上，教师可引导学生推导出阿基米德原理的推导式，这对学生理解、掌握阿基米德原理，对综合运用前面学过的知识，对于学生形成知识结构、发展思维能力等都有很大的作用。关于物体在气体中也受浮力，不要在认识浮力概念的时候学习，而应放在得出液体的阿基米德原理后再学习，这样可以使学生对“物体在液体中所受的浮力”有完整的学习过程，同时也保证了气体浮力知识的完整、思路连续。 5．通过实验探究，初步了解流体的压强与流速的关系。 介绍“流体的压强与流速的关系”是对前面所学知识的补充和延伸。对于流体的压强与流速的关系，只需知道“流速越大的位置压强越小”就可以了，因为这里的要求是最低的，即“初步了解”。要重在用来解释实际问题。在教学中，应选取与日常生活和社会发展联系密切的实际知识，以学生能够接受的形式，展示物理学的魅力，培养学生乐于探索物理道理的兴趣，使之生动活泼、积极主动地参加学习活动，促进学生全面发展。因此，不宜追求理论上的完备，应通过生动、鲜活的演示实验和随堂小实验，增加学生的感性知识，引导分析、归纳，概括出学生能够理解的知识要点。还可以利用计算机课，来讲解“飞机升力的产生”等，或开展简便易行的探究和实践活动，使学生体验科学、技术、社会的紧密联系。 四、重点、难点分析 1．压强是贯穿这一单元的主干，是本单元的学习重点。对初中学生学习难度比较大，原因是：压强的知识比较抽象，特别是液体压强的知识需要较强的抽象思维能力；学生对这部分知识的感性经验较少；学习本单元知识又需要综合运用力的概念、密度、二力平衡等知识；解释有关现象、解答问题需要一定的分析表达能力。由于固体、液体、气体它们的性质不同，因而对不同物态的压强量度和测量方法等都各不相同，那么，液体的压强是教学的难点。在教学中注意： （1）明确引入“压强”概念的物理意义。理解压强的概念，关键在于认识压力产生的效果跟受力面积有关，相等的压力能产生不同的效果，日常生活中不少实例可以说明。为了表示压力产生的效果，需要引入“压强”这一概念。 （2）在讲压力概念时，可采用对比方法进行学习。如：将压力和重力进行对比分析。认识到压力和重力是两种不同性质的力，压力不一定是由物体的重力产生的，但将一个物体放在水平支撑面静止时，物体对支撑面的压力的大小与物体重力的大小相等。在讲解时可以画力的示意图举例说明。如：手用力往墙上按图钉，墙壁受图钉尖的压力，压力方向与墙面垂直。施力者是图钉，受力者是墙壁，与图钉受重力大小无关。还可用列表说明，如：以放置在斜面上的质量为m的木块对斜面产生的压力为例，说明这两个力的区别。 施力物体 受力物体 力的方向 力的大小 力的性质 重 力 地 球 木 块 总是竖直向下 mg 引 力 压 力 木 块 斜 面 垂直于斜面 小于mg 弹 力 因此，放在水平桌面上的物体，对桌面产生的压力的大小，等于物体本身重力大小的事实，仅说明压力在数值上等于物体的重力，方向相同，不能把它们混为一谈。 （3）明确由于固体和液体的性质不同，因此在计算压力和压强时，要采用不同的方法。在归纳解题思路和方法时，不但要总结一般规律，还要找出它们的特性，简化分析和计算过程。 2．浮力这一知识牵连的概念多，需要综合运用知识分析、解决问题的能力较强。认识浮力是教学的重点，探究浮力产生的原因是难点。学生有不少生活经验干扰学习正确的知识，在教学中既要注意利用学生已有的经验和知识，又要注意纠正那些非科学的经验和观念。如容易混淆的概念：“浸在”和“浸没”的区别；“排开液体体积”和“物体体积”的关系；“悬浮”和“漂浮”的区别。对于“浮力”的学习，要让学生经历探究浮力大小的过程。在探究“浮力产生的原因”要运用二力平衡和液体内部压强等知识进行分析，有一定的难度。可利用演示实验（或多媒体课件展示）来引发学生的思考，减少抽象性，增加学生的感性认识，降低难度。

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从“大气的压强”的教学设计谈探究性教学的几个问题

四川省成都市侯武区教师继续教育中心　周 《义务教育（物理）课程标准》指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一。将科学探究列入内容标准，旨在将学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。让学生体验科学探究的乐趣，学习科学的探究方法，领悟科学的思想和精神。”可见，探究性教学应把培养学生的创新精神、探究能力和实践能力，作为教学目标的取向之一；把培养学生的科学态度和价值观、实践操作、解决生活中与物理学相关的实际问题的能力作为教学的重点。探究性教学的教学设计应主要围绕学生的学习策略和学习环境这两方面来展开、本文仅就现行的初中教科书《物理》（第一册）第十一章中的“大气的压强”一节的教学设计，浅析探究性教学设计中学习策略和学习环境的有关问题。 1．设置发现问题的学习环境 观察1　将一干燥的玻璃瓶放在酒精灯上均匀加热一段时间，用一插有长细玻璃管的橡胶塞把玻璃瓶的瓶口塞紧，并倒插入盛水的玻璃槽中，这时玻璃管中的“水往高处走”，如图1所示。 观察2　在一玻璃杯中装满水，用一盖玻片将其盖住，手压住盖玻片，将玻璃杯口向下倒置，放开手后盖玻片并不掉下，如图2所示。 观察3　把一个内径比手指肚稍小一点的玻璃管或饮料吸管插入水中，直到全部被水淹没。用手指堵住管子的一端并将其从水中取出，水依然保留在管中，只有当手指松开被堵塞的管口，水才会流出来，如图3所示。 现象的观察主要是为学生正确理解“大气具有压强”提供感性认识，引起学生注意，也就是为他们发现问题和提出问题提供一种学习环境。同时，这一环境也激发了学生的好奇心，激发了他们学习物理的良好欲望。 2．引导学生思考。促使学生现有概念向科学发展 物理概念的学习是物理学习的基础，只有让学生的感性认识上升到理性认识，才能真正掌握物理概念。科学概念的形成需要有一个构建已有事实的逻辑数学结构的过程，因此，教师还应引导学生做出玻璃管中水、盖玻璃片的受力示意图，进一步明确大气压的存在，这是把原始问题抽象成物理（或数学逻辑结构）模型，也是解决物理问题的关键。 3．从现象的分析与印证，促进学生现有概念向科学概念的转化，培养思维能力和良好的思维习惯 现象的观察与分析为学生建立了“大气压”的概念，但是，概念的正确与否却需要有实验的验证。有步骤地进行实验，不但增强了学生的体验机会，更重要的是为学生概念的形成提供帮助。这时教师可以在组织学生在认真分析前面三个演示实验的基础上，列举出与大气压强有关的自然现象或物理现象，并演示给学生看，或者说，让学生亲自参与到实验中来。 教师也可利用物理学史中关于人类对大气压强的认识，帮助学生构建具有抽象意义上的“大气的压强”。如马德堡半球实验：德国物理学家奥托?格里克利用自己发明的抽气机把两个直径只有26．4厘米的铁球抽成真空。然后用8匹马来对拉，却怎么也拉不开两个铁球，可见大气压强有多大。 通过学习环境的创设，大量物理事实的印证和类比，诱发学生的积极思考。发现并理解实验的本质，从而养成一种良好的思考问题的习惯。 4．从现象的分析与数据的处理中，学习科学探究方法，培养实践操作能力 学生通过对现象的观察，实验的操作和记录获得了大量的实验数据，但只有对有关的现象或实验数据进行认真分析，才能找出现象内在的本质联系，从而掌握科学探究方法。奥托·格里克通过实验证实了大气压的确很大，但只有测出大气压强具体数据，问题的假设与推断才真实可信。 正因为如此，托里拆利实验就显得十分重要，这一实验在物理学的发展史上有十分重要的意义（如图4），完成这一实验对培养学生的科学态度、科学思想也很有益处。由于水银有毒，实验不宜由学生自己来完成，但教师一定要在实验室演示给学生看。演示时要不断地倾斜玻璃管，并测量出管内水银面与水银槽中水银面之间的高度差，让学生类比分析。教学时也可以利用课本上的插图或教学挂图讲解这一实验，让学生真正明白大气压强就与此时的水银产生的压强相等。还可以对玻璃管中的水银柱进行受力分析，利用二力平衡加以说明，从而让学生掌握分析问题和解决问题的方法。 托里拆利实验，不但证明了大气压强能使水银柱保持在管内不下降，而且还能进一步证明管中水银面的上方是真空。教师在水银槽中加水，然后把倒插在水银槽中的玻璃管缓慢上提，当玻璃营口升到水银和水的界面以上时，管中的水银就流出来，同时水就进入玻璃管中，并充满玻璃管，从而证明了真空的存在。 5．让学生亲手实验，体验探究成功的喜悦与乐趣，领悟物理学家的科学思想和科学精神 活动一　将两只皮碗紧贴在一起，同桌的两位同学相互对拉。感受大气压的存在，并让学生解释其中的原因。 活动二　让同学们玩一玩“粘粘球”，让其解释“粘粘球”为何不会从球拍中掉下来。 活动三　引导学生回忆前面计算液体压强的方法，讨论如何计算出760mm高水银柱产生的压强，即 讨论　大气压强能支持760mm高水银柱，如果把玻璃管中的水银换成水，大气压强能支持多高的水柱？ 引导学生读课后的阅读材料“大气压发现的历史”，体会知识发现的不容易，领悟物理学家的科学思想。学习科学家追求真理坚忍不拔的精神，是新课程的重要目标（情感态度与价值观）之一，因此在探究性教学设计中，应对此特别重现。 6．运用物理知识解决自然现象或物理问题，培养理论联系实际的能力 中学物理教学一直重视物理知识在自然现象、科学技术和生活实践中的运用，以此来体现其科学价值，从而激发学生深入研究、自主学习的兴趣。这也是正确理解物理概念或规律的重要策略之一。探究教学也不例外，只有这样，才能使探究性学习不断深入下去。 （1）为什么钢笔墨水用完后，吸墨水时总是要先将吸管压瘪才能将墨水吸起？ （2）抽水机为何只能把水抽到10m高。 （3）教材中的“想想议议”。 （4）讨论：如何“利用自行车打气筒测大气压强”？ 从生活走向物理，从社会走向物理，这是物理教育的重要途径，是物理学习的重要策略，也是探究性教学设计的重要策略。

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“大气压强”教学设计

四川乐山市实验中学　谢通

“发现法”“做中学”“思中学”“说中学”“练中学”是新课改中常见的词汇，其侧重点各有不同，但其内在的宗旨都是自主、合作、探究，都是为了实现课堂互动，让学生快乐学习、学会学习。由于水银对人体有害，“大气压强”一节的实验多为讲解实验，增加了教学的难度，应该怎样把握教材，实现师生互助，达到教学目标呢？下面谈谈我的做法。 对于本节的教学，对学生提出课前预习要求： 1．根据课文的描述，做一做皮碗实验和水杯实验，初步体会实验原理、产生问题； 2．观察生活中与大气压有关的现象。 课堂上，我将其分为四部曲： 一、课题的引入──设置问题、激发兴趣； 二、问题的探究──得出概念、实验测量； 三、问题的拓展──联系实际、深化研讨； 四、总结和归纳──形成结论、体味方法。 具体的处理方法： 一、课题的引入──设置问题、激发兴趣 同学们在家里做了实验，你是怎样做的？你有什么想法？（大约2分钟的发言时间）教师对讲得好的进行表扬，对讲得不怎么好的进行鼓励，调动积极性。 二、问题的探究──得出概念、实验测量 （一）大气压强概念的得出 1．学生做皮碗实验（如图1），思考是什么力量吊起了钩码？在教师的引导下分析原因：除了皮碗和钩码，就只有空气！这个力量一定来自空气。那为什么要挤压皮碗呢？学生会谈很多的想法，然后教师进行动画分析讲解（图2），得出A中大气对皮碗有向上的压力F；B中大气对皮碗有向右的压力F，在F的作用下，玻璃和皮碗间产生一个摩擦力f，f等于皮碗和钩码的重，从而得出大气压强的概念。 2．能证明大气压强存在的还有哪些实例？鼓励学生发言，肯定学生的发言后，请两位学生分别演示书上的“水杯实验”和“鸡蛋实验”，再一次分析原因。 3．教师指出：能证明大气压强存在的事例很多，但最早证明大气压强存在的是马德堡半球实验。通过多媒体介绍奥托·格里克和马德堡半球实验，然后请学生上台演示，学生踊跃争取动手，此时，可趁机提问：①怎么做这个实验？②为什么要将里面的空气抽掉？实验完毕后，再请学生讲讲：为什么会有那么大的力量？说明了什么？鼓励学生勇于探索，科学求证，大胆实践。 4．思路拓展：为什么大气有压强？为什么大气对各个方向都有压强了 对比液体产生压强的原因，学生很容易得出空气受重力作用，所以能产生压强，空气具有流动性，所以大气对各个方向都有压强的结论。 （二）大气压强的测量 1．提问：我们怎样才能测量出大气压强的值呢？要用到什么器材？（猜想） 2．演示（图3）实验：将玻璃瓶灌满水，再倒过来，看到什么现象？水受重力的作用，但没有往下流，一定是受到一个向上的力的作用，这个作用只能是来自大气压。将瓶子灌满的目的是什么？再将玻璃瓶换成1米长的玻璃管，用水灌满后倒放在水槽里，看到水还是没有流下来。那么，是不是不管玻璃管多么长，水都不往下流呢？究竟大气压能支待多高的水柱？（引出话题，进一步猜想） 3．介绍托里拆利和托里拆利实验：用多媒体向学生展示实验动画，边演示边讲解。 4．我们怎样将大气压强计算出来呢？ 水银产生的压力与大气压力平衡，将大气压强转化为水银的压强来计算： P＝P0＝ρ水银gh 5．这里是采用转化和替代的方法来解决问题的，算一算标准大气压能支持多高的水柱？由此知道如果用水来做这个实验有难度。 三、问题的拓展──联系实际、深化研讨 （一）托里拆利实验的拓展 1．实验中为什么要把玻璃管中的空气排尽？如果没有排尽空气，对实验结果有什么影响？为什么？我们又怎样检验空气是否排尽？ 2．玻璃管的粗细对结果有没有影响？为什么？ 3．如果将玻璃管往上提1cm或往下压1cm，但管口都不离开槽中水银面，管内外水银高度差有没有变化？如果将玻璃管倾斜呢？为什么？ 4．如图4，a中在玻璃管顶端A处开一个小孔，会出现什么现象？为什么？b中如果在玻璃管中间B处开一个小孔呢？ 5．如图5，如果当时的大气压是72cm水银柱，a中A点的压强是多少？B点的压强又是多少？b中玻璃管顶端受到多大的压强？ （二）计算问题拓展 1．能不能用公式P＝ρ空气gh来计算空中某点的压强？为什么？ 2．假定当地的气压是76cm水银柱，塑料吸盘的半径是10cm，塑料吸盘吸在天花板上（不考虑吸盘的质量），下面能吊多重的物体？ 3．假定地面的气压是76cm水银柱，地球的半径是6400km，地球上空气的质量大约是多少？ 四、总结和归纳──形成结论、体味方法 这一部分尽量由学生完成，教师提示、鼓励。在这里就略写。 1．学生活动：总结本节内容，相互补充，形成本节知识体系。 2．学生活动：大气压在生活中的应用。 3．教师结语：生活处处皆物理，只要我们用心观察，多想方法，大胆实践，就能学好学活。