浮沉子案例
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年级高中二年级学科通用技术教材版本无知识点名称神奇的浮沉子设计者视频时长6分15秒微教案设计思想先用一个实验引出浮沉子,接着讲述浮沉子原理和定义,通过展示两位同学的错误做法,再叙述正确的制作方法,并引导学生发散思维,需找更多的制作方法和更多可以作为浮沉子的物体,最后引导学生自己去动手。
学情分析本节课教学对象为高中二年级的学生,对于浮沉子中关于浮力的知识已经学过,但是对于浮沉子原理可能一下子没有办法理解,对于浮沉子实验,学生产生好奇,学生喜欢动手操作,从而会乐意对浮沉子进行研究制作。
学习目标知识与技能:懂得浮沉子的原理,能成功制作玻璃瓶浮沉子和塑料管加回形针的制作方法。
过程与方法:通过观察和动手操作浮沉子,掌握浮沉子的制作方法,并且懂得思考浮沉子的其他做法,培养学生观察、比较、推理和概括能力。
情感与体验:培养学生探索、创新的精神;让学生养成对科学的分析和探究的习惯教学策略本节课采用实验教学策略,让学生们通过观看实验,启发学生们的自主思考,使学生们产生兴趣,带着问题和疑问,怀有求知心,经过与教师和学生一起探索、讨论和总结,使学生们更好的掌握本节课的知识点。
重点难点重点:懂得浮沉子的原理和制作方法难点:浮沉子的原理教学过程1.先通过一个简单的实验,让学生产生兴趣和提出疑问。
2.接着介绍浮沉子的原理和定义,引发学生们的思考。
3.引导学生有制作的欲望。
4.接着通过给出两个同学做不成功的例子,让学生知道制作时可能会出现的情况,然后引出正确的做法。
5.最后,扩展知识,介绍吸管加回形针也可以作为浮沉子,让学生能发挥创新,想出更多的制作方法,也引导学生想出其他能制作浮沉子的材料,并让学生尝试自己动手操作。
微反思本节课教师通过展示相关的实验,让学生们观察,引发思考,引起制作的欲望,让其有目标的进行上课。
在讲述原理和制作方法时,特地减慢讲解速度,让学生能有时间消化吸收,不足之处就是在讲述过程中没有很好地衔接,可能整个教学过程不是很流畅。
青少年科技活动教案
浮沉子
原理及制作
阳平镇一中
浮沉子原理及制作
第一部分:结构及原理
(一)自然界的“浮沉子”——鱼的沉浮靠“鱼鳔”
(二)浮沉子
第二部分:材料准备
塑料饮料瓶(带盖),小玻璃瓶(黄莲感冒饮),盛水的水盆。
第三部分:制作步骤
1. 给饮料瓶内装满水;
2. 给小玻璃瓶中装部分水,留有一定的空气,空气部分的大小要保证小瓶漂浮在水上;
3. 将小瓶倒立装入饮料瓶内(手要堵住小瓶口),挤出饮料瓶内部分水,出现空气腔;
鱼鳔
4.盖紧饮料瓶盖,调试最佳。
5.组装,调试,包装
第四部分:
作品展示,比赛,评优。
浮沉子案例一.活动引言1.活动名称:浮沉子2.活动场所:物理实验室3.活动对象:高中一年级4.活动时间:90分钟5.活动目标:(1)通过这节课的学习,让学生体验浮沉子的沉浮以及能够掌握浮沉子的工作原理(2)学生学会制作浮沉子,提高学生的动手实践能力(3)采用小组合作的方式制作浮沉子活动,激发学生动手实践的热情,提高学生的交流﹑合作能力。
二.准备工作1.涉及主要内容:物体的平衡,气体实验定律,毛细现象,液压传递。
2.实验器材:几个塑料瓶,多个一端封口的小玻璃瓶,气球,硬币,火柴,蜡烛,自来水,胶带,剪刀,打火机,塑料管,回形针等实验室常用器材。
三.活动过程实验一:小玻璃瓶浮沉子器材:小玻璃瓶,透明塑料瓶,自来水演示设计:将一端封口的小玻璃瓶(可装有适量的水),瓶口向下放入装有水的透明塑料瓶中,使整个小玻璃瓶恰好能浮于水面下为宜,并盖好瓶盖。
猜想与假设:老师提出问题,如果双手用力挤压塑料瓶,小玻璃瓶会怎样运动?学生思考,想法一:因为小玻璃瓶是浮在水面上,即使挤压水,我们也不能直接挤压到小玻璃瓶。
所以,我认为用双手挤压瓶子,小玻璃瓶依旧会浮在上面不动。
想法二:手的压力通过水也能作用到小玻璃瓶上。
这样,从两侧挤压瓶子,小玻璃瓶就会左右移动。
想法三:如果挤压瓶子,瓶内会有一股向上的力,所以我认为小玻璃瓶会上升想法四:双手挤压塑料瓶,水被压入小玻璃瓶中,重力增加,我认为小玻璃瓶会下沉。
进行实验与讨论:1.让每个小组制作好小玻璃瓶浮沉子,让他们用力挤压塑料瓶,看小玻璃瓶究竟怎样运动?2.当放开手时,小玻璃瓶又怎样运动?结束讨论:老师演示该实验,结合同学的实验结果。
总结:当双手有力挤压塑料瓶时,小玻璃瓶下降;当双手松开塑料瓶时,小玻璃瓶上升。
分析现象和原因:是因为当空气被压缩时,将压强传递给水,水被压入瓶中,这时小玻璃瓶里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就下沉。
手离开塑料瓶,这时水面上的空气体积增大,压强减小,小玻璃瓶内气压大于外界压强,里面的水减少。
浮沉子方案一﹑活动对象:高中一年级二﹑活动时间:90分钟三﹑活动目标:1.通过这节课的学习,让学生体验浮沉子的沉浮以及能够掌握浮沉子的工作原理2.学生学会制作浮沉子,提高学生的动手实践能力3.采用小组合作的方式制作浮沉子活动,激发学生动手实践的热情,提高学生的交流﹑合作能力。
四﹑活动器材:几个塑料瓶,多个一端封口的小玻璃瓶,气球,硬币,火柴,蜡烛,自来水,胶带,剪刀,打火机,塑料管,回形针等实验室常用器材。
活动过程:(一)实验一的开展1.实验一引入小玻璃瓶浮沉子,介绍该实验各部分的组成。
2.猜一猜:如果双手用力挤压塑料瓶,小玻璃瓶会怎样运动?3.让同学们提出猜想4.试一试:让同学们通过制作和观察小玻璃瓶浮沉子沉浮的神奇现象,同时抛出问题,为什么小玻璃瓶能沉能浮,神奇之处在哪里?5.结束对实验一的讨论,老师总结学生的观点与分析原因(二)实验二的开展1.实验二引入气球浮沉子,介绍该实验各部分的组成。
2.猜一猜:如果双手用力挤压塑料瓶,气球会怎样运动?3.让同学们提出猜想4.试一试:让同学们通过制作和观察气球浮沉子沉浮的神奇现象,同时抛出问题,为什么气球也可以能沉能浮,神奇之处在哪里?5.结束对实验二的讨论,老师总结学生的观点与分析原因。
(三)实验三的开展1.实验三引入火柴浮沉子,介绍该实验各部分的组成。
2.猜一猜:如果双手用力挤压塑料瓶,火柴会怎样运动?3.让同学们提出猜想4.试一试:让同学们通过制作和观察火柴浮沉子沉浮的神奇现象,同时抛出问题,火柴即没有像小玻璃管一端有开口,也没有气球的体积变化,为什么火柴浮沉子能沉能浮?5老师证明学生的猜测,用蜡烛油涂满火柴,再次放入装水的透明塑料瓶中,让同学观察再次现象。
6.结束对实验三的讨论,老师总结学生的观点与分析原因五﹑实验结束,老师指导学生们进行总结六﹑对小组发材料,根据本次校本课程学到的知识,让学生们采取合作的方式制作浮沉子。
鸡蛋沉浮实验报告一、实验目的了解鸡蛋在淡水和盐水中的浮力大小对比二、实验日期2014年9月4日三、实验材料1.玻璃杯2.食盐3.鸡蛋4.茶勺5.筷子四、实验过程1.取出玻璃杯,倒入自来水(就是淡水),水量约为杯子容量的3/4;2.将鸡蛋放入淡水中;鸡蛋很快沉入水底:3.取出鸡蛋,往水里加入3大茶勺食盐;4.拿筷子在杯中快速搅拌,使食盐充分溶解在水里;5.将鸡蛋放入刚刚搅拌好的盐水中;6 .鸡蛋没有沉入水底,而是浮在水面上:五、实验结论:1.清水的浮力小,在清水中鸡蛋会沉入水底;2.盐水的浮力大,在盐水中鸡蛋会浮在水面。
六、理论基础(摘自科学网):把生鸡蛋放在淡水中,它会下沉,因为鸡蛋的重力比浮力略微大一些。
实验报告单学科科学实验名称沉与浮任课教师李素丽实验教师李素丽篇三:三年级科学实验报告三年级科学实验报告1课、吹泡泡液体的配制方法一:用泡好的热茶水滤掉茶叶后加入一些白砂糖,搅匀之后滴入一些洗洁精,搅匀后冷却。
这种水用来吹泡泡非常好,因为白砂糖能增加泡泡的张力,所以泡泡能吹得很大,而且对学生的刺激也会小一些。
方法二:吹泡泡的最佳配方为:2份洗涤剂、6份水、1——4份甘油。
因为,泡泡破了是由于水分的蒸发,因此要在溶液中加入具有吸水性的吸湿剂,防止水的蒸发,甘油就是这种物质。
2课、观察和识别植物的方法观察项目:主要是观察植物的六大器官,即根、茎、叶、花、果实和种子。
观察要点:1.根:根的形状,直根系、须根系。
2.茎:直立茎、缠绕茎、攀援茎、匍匐茎;茎的形状;(圆形、方形、三棱形)3.叶:形状、边缘、叶脉、颜色等。
4.花:颜色、花瓣数量、雄蕊、雌蕊。
5.果实:形状、有无果实、味道、颜色等。
6.种子:大小、形状、颜色、味道等、3课用一个手指能否阻止坐在椅子上的同学站起来实验要求:一名同学端坐在椅子上,双脚前放。
另一个同学用手指抵在他的额头前,不让他的身子前倾,试一试,这位同学能站起来吗?实验结果:坐在凳子上的同学无法站起来。
浮沉子实验报告 Prepared on 22 November 2020可乐瓶里的浮沉子实验报告制作人:甘胜军(68)、张萍萍(13)实验器材:可乐瓶1个,小药瓶1个实验装置:实验现象:开始小药瓶悬浮在水中;用手挤压可乐瓶,就可以看到小药瓶下沉了;松开手,小药瓶又浮了起来,恢复到初始状态。
你竟能随心所欲控制它的浮沉。
而且随着你手的力度变化,你还能控制它悬浮在液体中的某一位置。
那忽上忽下神奇的浮沉子,很是有趣。
实验原理:(1)在大瓶中装水至将满而未满的程度,将做好的浮沉子开口端向下放入瓶中,调整浮沉子刚能竖直浮出水面,拧紧瓶盖,这样大瓶的上部就被封闭了一段空气。
浮沉子不下沉,由阿基米德原理可知是由于受到浮力的作用。
浮沉子能静止浮在水面,是由于浮沉子所受的浮力和重力二力平衡的原因。
(2)接下来,当用手挤压瓶子时,大瓶上部被封闭的空气体积减小,在温度不变的情况下,压强增大(波以耳定律)。
这增大的压强传递给水,将水压入小瓶中(如右图示),小瓶中的空气被压缩(帕斯卡原理)。
浮沉子里进入一些水后,使浮沉子的重力增加,当浮沉子的重力大于它受到的浮力,由于非平衡力会使物体的运动状态发生改变,浮沉子就向下沉。
如果手用力恰当,使得浸没在水中的浮沉子所受的浮力与重力平衡,则浮沉子将悬浮在液体中的某一位置。
通过这个精彩的实验,你不仅能看到颇为生动有趣的现象,也一定能启迪你的智慧。
现在你知道是怎么一回事了吗那么请你用身边的材料也快来做个浮沉子吧!和你的同学、朋友们做的浮沉子,比一比,交流探讨探讨,相信你还会有新的收获!篇二:浮沉子的实验与解读浮沉子的实验与解读题记:没有实验的物理理论是空洞的,没有理论的实验是盲目的。
正是实验家使理论家保持老老实实的态度。
——帕格尔斯,物理学家。
“浮沉子”原名“笛卡儿潜水器”,最早是由法国科学家笛卡儿(rene descarte, 1596-1650)在十七世纪为了示范浮力定律而发明的。
“浮沉子”也是八年级物理浮力学习后一个课外小实验。
物理浮沉子的原理和应用1. 概述物理浮沉子是一种常见的实验室仪器,用于分离和纯化物质混合物。
它基于物质在不同密度介质中的浮力和沉降速度的差异,通过调节介质密度来实现物质的分离。
本文将介绍物理浮沉子的工作原理和其在各个领域的应用情况。
2. 工作原理物理浮沉子基于Stokes定律,它的工作原理可以概括为下面几个步骤:2.1 选取适当介质首先,根据待分离物质的性质和密度范围,选择适当的介质。
常用的介质包括溶液、气体和油。
2.2 加载混合物将待分离的混合物加载到物理浮沉子中。
混合物可以是悬浮液、悬浮固体或悬浮气体。
2.3 调节介质密度调节物理浮沉子中的介质密度,使其与待分离物质的某一成分相匹配。
调节介质密度可以通过改变浓度、温度或溶剂的折射指数等方式实现。
2.4 启动分离过程启动物理浮沉子的分离过程,待分离物质由于浮力和沉降速度的差异,将分别上浮或下沉至特定位置。
2.5 采集分离产物根据待分离物质的具体要求,采集上浮或下沉的分离产物,实现物质的分离纯化。
3. 应用领域物理浮沉子广泛应用于各个领域,以下列举了几个典型的应用案例:3.1 生物化学领域在生物化学领域,物理浮沉子被用于分离和纯化蛋白质、核酸、细胞和微生物。
通过调节溶液浓度和温度,可以实现对生物分子的分级分离。
3.2 医药领域在医药领域,物理浮沉子被用于制备药物原料、富集药物活性成分和分离制备药物注射剂。
物理浮沉子可以高效分离药物成分,提高药物纯度和效力。
3.3 环境监测领域在环境监测领域,物理浮沉子被用于处理水体、土壤和空气中的悬浮物质。
通过调节介质密度和分离参数,可以有效去除悬浮颗粒和污染物。
3.4 食品领域在食品领域,物理浮沉子被用于分离纯化食品材料中的油脂、蛋白质和碳水化合物等成分。
物理浮沉子能够高效分离不同密度的食品成分,实现食品处理和提纯。
3.5 金属加工领域在金属加工领域,物理浮沉子被用于分离金属矿石中的有用金属和废弃物。
通过调节浮沉子中的介质密度和分离参数,可以实现金属矿石的高效分离和回收利用。
《浮沉子》教学设计设计思考:在新课标里指出,小学科学课程是一门实践性课程,而探究活动是学生学习科学的重要方式。
小学科学课程把探究活动作为学生学习科学的重要方式,强调从学生熟悉的日常生活出发,通过学生亲历动手动脑等实践活动去发现和提出实际中的简单问题。
在新的课程标准里,新增了“技术与工程领域”,要求教师指导学生通过设计和制作一件作品和产品,了解设计作品、完成项目的基本过程。
浮力是五年级下册第一单元的内容,《浮沉子》是对于浮力这块内容的拓展,这节拓展课的设计思路围绕着让学生经历发现问题——探明缘由——设计方案——探究制作这样的方式展开。
在浮力这单元的内容里,学生已经亲历了上浮物体受到了水的浮力,下沉的物体也受到了水的浮力,知道了物体受到的浮力大小与排开的水量有关,物体排开的水量越多,受到的浮力就越大,物体排开的水量越少,受到的浮力就越小。
浮沉子是浮力课程的拓展,它在水中的上浮、下沉是什么原因,是因为排水量的改变造成的。
学生通过本堂课的学习,能知道浮沉子的工作原理,知道让浮沉子能够自由上浮下沉的条件,并学会设计、制作浮沉子,同时鼓励孩子们利用身边的材料去设计制作更多不同的浮沉子。
教学目标:1、知识与技能:知道什么叫浮沉子以及浮沉子的制作原理,会自制浮沉子。
2、过程与方法:通过参与科学探究活动,认识科学研究方法的重要性,经历“任务驱动——设计——制作——评价——修正——解释”的科学设计与技术创造实践活动,学会信息的收集和处理方法,初步形成对信息的有效性做出判断的意识。
3、情感态度与价值观:激发对科学的求知欲,激励探索与创新的意识;培养合作交流的愿望,能主动与他人合作,敢于提出与别人不同的见解。
教学重点:浮沉子浮沉条件的建立过程和规律。
教学难点:浮沉子浮沉条件的建立过程和规律。
教学准备:教师:塑料瓶、口服液瓶、吸管、回形针、透明胶、剪刀。
学生:塑料瓶、吸管、回形针、剪刀、透明胶。
教学过程:一、游戏引课利用浮沉子的运动引课。
浮沉子制作实验
实验材料:矿泉水瓶1个,小药瓶1个,水
(注:小药瓶环形状口使水即使瓶子颠倒也不流出。
)
实验过程:1.在矿泉水瓶内灌入五分之三的水。
2.在小药瓶中灌入1/5的水。
3.用手指堵住瓶口,倒扣入水中。
拧紧瓶盖。
4.按压瓶子。
观察小药瓶沉浮状态。
5.用2/5,3/5,4/5和灌满的水量分别再次实验。
实验现象:
不施加力的作用 使液面上升1厘米 使液面上
升2厘米 使液面上升3厘米
错误!未找到引用源。
漂浮
漂浮 漂浮 沉 25
漂浮 漂浮 沉 沉 35
漂浮 悬浮 沉 沉 45
漂浮 沉 沉 沉 1
沉 沉 沉 沉 水 量 力 度 状 态
实验原理分析:
当药瓶漂浮时,按压塑料瓶,塑料瓶产生形变,瓶内液面升高。
药瓶口此时F向上大于F 向下,水被向上压入瓶内,则瓶内空气体积变小。
此时药瓶的排开水量变小,浮力变小,药瓶遂向下沉。
当按压力度越大时,形变越明显,升高越多,排开水量越小,浮力越小,直至沉于底部。
反之,当压力逐渐减小时,升高减小,药瓶口此时F向上小于F向下,水被向下压出瓶内,则瓶内空气体积变大,药瓶的排开水量变大,浮力变大,药瓶重新上浮。
实验结论:
物体的沉浮条件与物体所受浮力及重力有关,当重力小于浮力时,物体上浮;当重力等于浮力时,物体悬浮;当重力大于浮力时,物体下沉。
实验中的困难:
难以控置药瓶处于悬浮状态。
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你竟能随心所欲控制它的浮沉。
而且随着你手的力度变化,你还能控制它悬浮在液体中的某一位置。
那忽上忽下神奇的浮沉子,很是有趣。
实验原理:(1)在大瓶中装水至将满而未满的程度,将做好的浮沉子开口端向下放入瓶中,调整浮沉子刚能竖直浮出水面,拧紧瓶盖,这样大瓶的上部就被封闭了一段空气。
浮沉子不下沉,由阿基米德原理可知是由于受到浮力的作用。
浮沉子能静止浮在水面,是由于浮沉子所受的浮力和重力二力平衡的原因。
(2)接下来,当用手挤压瓶子时,大瓶上部被封闭的空气体积减小,在温度不变的情况下,压强增大(波以耳定律)。
这增大的压强传递给水,将水压入小瓶中(如右图示),小瓶中的空气被压缩(帕斯卡原理)。
浮沉子里进入一些水后,使浮沉子的重力增加,当浮沉子的重力大于它受到的浮力,由于非平衡力会使物体的运动状态发生改变,浮沉子就向下沉。
(3)而一旦松手,不挤压瓶子时,大瓶恢复原来的容积,瓶内压强减小,原来小瓶中被封闭的空气压强较大,体积会膨胀,将水从小瓶中压出去。
流出一些水后的浮沉子,重力减少。
当浮沉子的重力小于它受到的浮力,就向上浮。
如果手用力恰当,使得浸没在水中的浮沉子所受的浮力与重力平衡,则浮沉子将悬浮在液体中的某一位置。
通过这个精彩的实验,你不仅能看到颇为生动有趣的现象,也一定能启迪你的智慧。
现在你知道是怎么一回事了吗?那么请你用身边的材料也快来做个浮沉子吧!和你的同学、朋友们做的浮沉子,比一比,交流探讨探讨,相信你还会有新的收获!篇二:浮沉子的实验与解读浮沉子的实验与解读题记:没有实验的物理理论是空洞的,没有理论的实验是盲目的。
浮沉子案例简介第一篇:浮沉子案例简介浮沉子方案一﹑活动对象:高中一年级二﹑活动时间:90分钟三﹑活动目标:1.通过这节课的学习,让学生体验浮沉子的沉浮以及能够掌握浮沉子的工作原理2.学生学会制作浮沉子,提高学生的动手实践能力3.采用小组合作的方式制作浮沉子活动,激发学生动手实践的热情,提高学生的交流﹑合作能力。
四﹑活动器材:几个塑料瓶,多个一端封口的小玻璃瓶,气球,硬币,火柴,蜡烛,自来水,胶带,剪刀,打火机,塑料管,回形针等实验室常用器材。
活动过程:(一)实验一的开展1.实验一引入小玻璃瓶浮沉子,介绍该实验各部分的组成。
2.猜一猜:如果双手用力挤压塑料瓶,小玻璃瓶会怎样运动?3.让同学们提出猜想4.试一试:让同学们通过制作和观察小玻璃瓶浮沉子沉浮的神奇现象,同时抛出问题,为什么小玻璃瓶能沉能浮,神奇之处在哪里?5.结束对实验一的讨论,老师总结学生的观点与分析原因(二)实验二的开展1.实验二引入气球浮沉子,介绍该实验各部分的组成。
2.猜一猜:如果双手用力挤压塑料瓶,气球会怎样运动?3.让同学们提出猜想4.试一试:让同学们通过制作和观察气球浮沉子沉浮的神奇现象,同时抛出问题,为什么气球也可以能沉能浮,神奇之处在哪里?5.结束对实验二的讨论,老师总结学生的观点与分析原因。
(三)实验三的开展1.实验三引入火柴浮沉子,介绍该实验各部分的组成。
2.猜一猜:如果双手用力挤压塑料瓶,火柴会怎样运动?3.让同学们提出猜想4.试一试:让同学们通过制作和观察火柴浮沉子沉浮的神奇现象,同时抛出问题,火柴即没有像小玻璃管一端有开口,也没有气球的体积变化,为什么火柴浮沉子能沉能浮?5老师证明学生的猜测,用蜡烛油涂满火柴,再次放入装水的透明塑料瓶中,让同学观察再次现象。
6.结束对实验三的讨论,老师总结学生的观点与分析原因五﹑实验结束,老师指导学生们进行总结六﹑对小组发材料,根据本次校本课程学到的知识,让学生们采取合作的方式制作浮沉子。
三则典型浮沉案例、两种解读的对比作者:吴良张善贤来源:《中学物理·初中》2015年第10期初中物理课标要求:“运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象”.本文以潜水艇的浮与沉,金鱼的浮与沉以及鸡蛋在盐水中的浮与沉三则典型案例,用两种方法对典型案例进行对比解读.1物体浮沉条件的两种表述力是改变物体运动状态的原因.通常用比较物体重G和所受浮力 F浮的大小来确定物体的浮沉情况:当G=F浮时,物体悬浮,处于二力平衡状态,物体运动状态不改变;当G>F浮时,物体下沉,向下作加速运动;当G对于实心体,物重G=mg=ρ物Vg,物体浸没在液体里所受的浮力F浮=ρ液Vg,这样上述原生态的物体浮沉条件就可以表述为:当ρ物=ρ液时,物体悬浮;当ρ物>ρ液时,物体下沉;当ρ物上述两种表述方法,可以用表格一概而括之.表1重力G和浮力F浮的比较实心体密度ρ和液体密度ρ液的比较物体的浮与沉G=F浮ρ物=ρ液悬浮G>F浮ρ物>ρ液下沉G2.1用比较重力G和F浮大小的解读这是一种较为传统的解读.潜水艇的浮沉,金鱼的浮沉,以及鸡蛋在盐水中的浮沉的前因后果及调控机理见表2.表2三则典型浮沉关键调控G和F浮的比较浮沉情况潜水艇V排不变,F浮不变改变水舱水量——G改变舱水适量G=F浮水舱充水——G变大G>F浮水舱排水——G变小G下沉上浮金鱼鱼重G不变鱼鳔收缩,改变V排——F浮改变鱼鳔适当G=F浮鱼鳔收缩——F浮变小G>F浮鱼鳔膨胀——F浮变大G下沉上浮盐水中的鸡蛋蛋重G不变改变盐水密度ρ液——F浮改变盐水浓度适中G=F浮加水ρ液变小——F浮变小G>F浮加盐ρ液变大——F浮变大G下沉上浮2.2用比较物体密度ρ物和液体密度ρ液大小的解读参照用平均速度来反映做变速直线运动的物体运动的快慢的方法,我们可以用平均密度来表示非实心物体的密度.这样可以通过比较潜水艇、金鱼、鸡蛋这些非实心体的平均密度ρ物跟水的密度ρ水的大小来确定它们的浮沉情况.所谓非实心体的平均密度ρ物,就是非实心体的质量m跟体积V的比值,即平均密度ρ物=m/V.平均密度是非实心体的一种物理属性.譬如,不同的鸡蛋的平均密度不同,但差值不大.用物、液密度对比解读潜水艇、金鱼和盐水中的鸡蛋的物体浮沉见表3.3关注三则典型浮沉案例两种解读的对比关注对比包括三则典型浮沉案例自身及其两种解读方法上的异同.3.1三则典型案例自身的大同小异教学过程是个积累过程.物理课程的人才观、核心观、三维观、主体观的达成是靠日常教学大数据的组成,三则典型浮沉案例就是大数据库中的一组.3.1.1关注人才观的达成无论潜水艇浮沉、金鱼浮沉、鸡蛋浮沉都共同会聚于怎样使物体上浮又怎样使它下沉这一焦点,它们已从单纯地追求知识的前因后果上升到培养探究能力和创新意识的高度,显然这是为瞄准提高全体学生科学素养的大目标设置的,这就是三种典型浮沉案例在关注人才观上的大同.小异仅是参与会聚的角色不同,有问世百载神威不衰的潜水艇,有被搬上讲台的生活中的宠物金鱼,有转身为魔术道具的鸡蛋,要靠三旦角的各显神通,来实现教学目标达标的华丽转身.3.1.2关注核心观的达成“物质运动和相互作用的规律是物理学的核心内容,也是学习物理学的基础”.三种典型浮沉案例有相同的“力和运动”导航轨迹.由于作用在物体上的二个力发生了变化,导致它的运动状态同步变化.物体的浮沉丰富了“运动和相互作用”的案例资源,与此同时,“运动和相互作用”的反作用又将物体的浮沉开发成可再生资源.三案例的小异是潜艇浮沉的关键调控是改变重力,后两案例浮沉的关键调控是改变浮力,可以分别用图1和图2的“力与浮沉”示之.当然金鱼的浮沉与鸡蛋的浮沉改变浮力途径相殊.鱼靠改变排开水的体积的改变,鸡蛋靠排开盐水的密度的改变.3.1.3关注三维观的达成三则典型浮沉的活水都来自“生活、物理、社会”的三维空间.贴近学生生活,符合学生认知特点.因此,教师可以无悬念地靠三者同步登场来揭开“物体的浮与沉”一课的序幕,让学生的思绪随潜艇、金鱼、盐水中的鸡蛋忽沉忽浮,把激发出来的学习兴趣贯穿于教学全过程.笔者实践时,潜艇的浮沉剪辑实战画面;金鱼的浮沉将大金鱼缸搬上讲台,全体注目凝视;鸡蛋在盐水中的浮沉由学生操作表演,并且登台先将大家一军:“鸡蛋在水中是浮是沉还是不沉不浮?你知道吗?”3.1.4关注主体观的达成通常,三个方面的课程目标中“过程与方法”、“情感、态度,价值观”两个目标的达成容易被忽视,其中把握的关键是在于教学的各个环节要真正落实“以生为本,师生互动”的科学教学观,人人独立思考,双双合作攻坚.譬如潜艇的浮沉,先由兴趣小组制作的潜水艇模型(图3)即兴表演;再参照教材(苏科版八下)图10-34制作动画画面点评,观察金鱼的浮沉细节后,让会游泳的学生以现身说法用呼气吸气对人体浮沉的影响作对比;鸡蛋的浮沉课后要求各合作小组试一试,不妨课余展示圆梦悬浮的场景.3.2两种解读方法上的大同小异两种解读方法的大同体现在主旋律都是“两力大小变化是因,物体浮沉是果”,原理相同,本质一致,不仅如此,两种解读的关键掌控动作是相同的,即潜艇改变水舱水量,金鱼改变自身体积,鸡蛋仰仗盐水密度的改变,异曲同工.然而由于第二种解读引入了平均密度的概念,用比较物、液密度的大小等效替代物体重力,浮力大小的比较,观察的视角有所转换.譬如,从力与浮沉视角而言,潜艇浮力不变,靠改变自重实现浮沉,金鱼和鸡蛋都是重力不变,靠改变浮力实现浮沉.从密度和浮沉视角而言,潜艇和金鱼都是液体密度不变,靠改变自身的平均密度实现浮沉,而鸡蛋自身密度不变,是靠改变液体密度实现浮沉.再从措词表述来说,密度法相对言简意赅,尤其解读鸡蛋在盐水中的浮沉.三则典型浮沉虽经典,但推陈出新的教学对培养学生科学素养,开发学生创新潜能确有不可替代的作用.。
浮沉子实验欧阳歌谷(2021.02.01)用以演示液体浮力、气体具有可压缩性以及液体对压强的传递的仪器。
它是法国科学家笛卡尔(1596—1650)所创造。
它是玻璃制的小瓶体,其下端开有小孔,水可通过小孔进出瓶体。
把它放入高贮水筒中,并使之浮在水面上。
用薄橡皮膜把筒口蒙住并扎紧,用手按橡皮膜,筒内的水和空气是在密闭的容器内。
根据帕斯卡定律,当空气被压缩时,将压强传递给水,水被压入瓶体中,将瓶体中的空气压缩,这时浮沉子里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就向下沉。
手离开橡皮膜,筒内水面上的空气体积增大,压强减小,浮沉子里面被压缩的空气把水压出来,此时浮沉子的重力小于它所受的浮力,因此它就向上浮。
当手对橡皮膜施加的压力适当时,浮沉子便悬浮在水中的任意深度上。
浮沉子的浮沉是在外加压强作用下,靠改变它的重力来实现的(体积不变)。
潜水艇与浮沉子升降道理相同。
浮沉子实验形式多样。
一般都是通过外部压强的变化,改变浮沉子内部气体的体积,从而达到控制其沉浮的目的。
制作浮沉子要掌握两个要点:第一,浮沉子内部必须有一定量的气体(因固体、液体的体积不易随压强的变化而变化);第二,要控制好整个浮沉子的平均密度,使外界压强较小时,整个浮沉子的平均密度稍稍小于周围液体的密度。
帕斯卡定律内容:密闭液体上的压强,能够大小不变地向各个方向传递。
根据静压力基本方程(p=p0+ρgh),盛放在密闭容器内的液体,其外加压强p0发生变化时,只要液体仍保持其原来的静止状态不变,液体中任一点的压强均将发生同样大小的变化。
这就是说,在密闭容器内,施加于静止液体上的压强将以等值同时传到各点。
这就是静压传递原理或称帕斯卡原理。
帕斯卡定律是流体力学中,由于液体的流动性,封闭容器中的静止流体的某一部分发生的压强变化,将大小不变地向各个方向传递。
帕斯卡首先阐述了此定律。
压强等于作用压力除以受力面积。
根据帕斯卡定律,在水力系统中的一个活塞上施加一定的压强,必将在另一个活塞上产生相同的压强增量。
浮沉子案例
一.活动引言
1.活动名称:浮沉子
2.活动场所:物理实验室
3.活动对象:高中一年级
4.活动时间:90分钟
5.活动目标:(1)通过这节课的学习,让学生体验浮沉子的沉浮以及能够掌握浮沉子的工作原理(2)学生学会制作浮沉子,提高学生的动手实践能力(3)采用小组合作的方式制作浮沉子活动,激发学生动手实践的热情,提高学生的交流﹑合作能力。
二.准备工作
1.涉及主要内容:物体的平衡,气体实验定律,毛细现象,液压传递。
2.实验器材:几个塑料瓶,多个一端封口的小玻璃瓶,气球,硬币,火柴,蜡烛,自来水,胶带,剪刀,打火机,塑料管,回形针等实验室常用器材。
三.活动过程
实验一:小玻璃瓶浮沉子
器材:小玻璃瓶,透明塑料瓶,自来水
演示设计:将一端封口的小玻璃瓶(可装有适量的水),瓶口向下放入装有水的透明塑料瓶中,使整个小玻璃瓶恰好能浮于水面下为宜,并盖好瓶盖。
猜想与假设:老师提出问题,如果双手用力挤压塑料瓶,小玻璃瓶会怎样运动?
学生思考,想法一:因为小玻璃瓶是浮在水面上,即使挤压水,我们也不能直接挤压到小玻璃瓶。
所以,我认为用双手挤压瓶子,小玻璃瓶依旧会浮在上面不动。
想法二:手的压力通过水也能作用到小玻璃瓶上。
这样,从两侧挤压瓶子,小玻璃瓶就会左右移动。
想法三:如果挤压瓶子,瓶内会有一股向上的力,所以我认为小玻璃瓶会上升
想法四:双手挤压塑料瓶,水被压入小玻璃瓶中,重力增加,我认为小玻璃瓶会下沉。
进行实验与讨论:
1.让每个小组制作好小玻璃瓶浮沉子,让他们用力挤压塑料瓶,看小玻璃瓶究竟怎样运动?
2.当放开手时,小玻璃瓶又怎样运动?
结束讨论:老师演示该实验,结合同学的实验结果。
总结:当双手有力挤压塑料瓶时,小玻璃瓶下降;当双手松开塑料瓶时,小玻璃瓶上升。
分析现象和原因:是因为当空气被压缩时,将压强传递给水,水被压入瓶中,这时小玻璃瓶里进入一些水,它的重力增加,大于它受到的浮力,就下沉。
手离开塑料瓶,这时水面上的空气体积增大,压强减小,小玻璃瓶内气压大于外界压强,里面的水减少。
小玻璃管的重力小于它所受到的浮力,因此它就向上漂浮。
实验二:气球浮沉子
器材:透明塑料瓶,气球,硬币,胶带,剪刀,自来水
演示设计:取一个吹有些少许的气的气球,并置入一枚硬币于气球口,用以增加重量及封住开口。
放入装水的透明塑料瓶,调节气球浮沉子,使其恰好悬浮于水中。
猜想与假设:老师提出问题,如果双手用力挤压塑料瓶,密封的气球会不会跟小玻璃瓶浮沉子实验现象一样,发生沉浮现象?
学生思考,想法一:因为密封的气球不会进入水,所以不会发生沉浮现象。
想法而二:双手挤压塑料瓶,气球内空气收缩。
浮力会变小,会发生沉浮现象。
实验与讨论:
1.让每个小组制作好气球浮沉子,让他们用力挤压塑料瓶,看气球浮沉子怎样运动?
2.当放开手时,气球浮沉子又是怎样运动?
结束讨论:老师演示该实验,结合同学的结果。
总结:用力挤压塑料瓶时,气球浮沉子向下运动;松开手时,气球向上运动。
分析现象和原因:当手用力挤压塑料瓶时,塑料瓶中的水的体积不变,但空气的体积却会减小。
由于液体压强的传递作用,气球中的空气也会被压缩,气球中气体分子之间空隙减小导致体积变小。
气球体积变小,受到的浮力减小,使它重力大于浮力,于是,气球会沉下去;当松开手,气球浮力增加,气球又浮上来。
实验三:火柴浮沉子
器材:透明塑料瓶,火柴,蜡烛,打火机,自来水
演示设计:把一根火柴置于装入的透明塑料瓶中,调节火柴浮沉子,使其恰能悬浮于水中,并盖好盖子。
猜想与假设:老师提出问题:火柴即没有像小玻璃管一端有开口,也没有气球的体积变化。
那么火柴还会发生沉浮现象么?
学生思考,想法一:不会,因为没有像小玻璃管那样一端有开口。
想法二:不会,因为不像气球那样有气体体积上的变化。
想法三:会,木质是多孔的,火柴有空隙,挤压塑料瓶由于压力会把水带入火柴的空隙中,使重力增大,发生沉浮现象。
实验与讨论:
1.让每个小组做好火柴浮沉子,让他们用力挤压塑料瓶,看火柴浮沉子怎样运动?
2.当放开手时,火柴浮沉子又是怎样运动?
结束讨论:老师演示该实验,结合同学的结果。
总结:用力挤压塑料瓶,火柴下沉;松开手时,火柴上浮。
再次猜想:老师提出问题:怎么去证明想法三同学的观点呢?(给予学生思考的时间)。
演示设计:用打火机点燃蜡烛,用蜡烛油涂满火柴,再次放入装水的透明塑料瓶中,并盖好盖子。
老师用双手挤压塑料瓶,让学生们观察火柴并不发生沉浮现象。
由此证明想法三的同学观点正确。
分析现象及原因:刚开始用双手挤压塑料瓶,由于火柴是木质的,是多孔结构,使火柴的空隙中进入了一些水,这时,它的重力增加,大于它所受到的浮力。
手离开,火柴中水减少,火柴浮起;后一个实验,由于蜡烛油涂满了火柴,使火柴无法进入水,所以不发生沉浮现象。
四.总结阶段:
让同学们对三种不同实验进行总结
五.动手制作(可以作为课后作业)
每个小组发塑料管和回形针,按照自己小组的猜想制作浮沉子(要求:浮沉子能沉能浮,能够清晰的看到里面的变化)。