【教学目标】

知道在水中的物体，不论沉浮，都受到水的浮力。

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。

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。

【教学重点】

感知浮力并初步探索影响物体沉浮状态的因素。

【教学难点】

通过结构性的材料探究影响物体沉浮状态的因素。

【教学准备】

教师材料：PPT课件。

学生材料：泡沫板、苹果、木块、积木、小石粒、石头、玻璃小瓶3个、水槽、不同材质的橡皮泥、3个体积不同，质量相同的塑料球、相同体积的塑料球、弹簧测力计、天平；

【教学过程】

一、认识浮力

1．师：在上两节课中学习了弹力和摩擦力，今天我们还要学习一种生活中常见的力，相信大家对这个力都不陌生，请看老师将一个乒乓球放入水底，乒乓球浮起来了！它为什么会浮起来呢？

生：因为有浮力存在。

2．师：是的，今天我们一起学习浮力，不是所有的物品都可以像乒乓球一样浮在水面，请看PPT上的这些物品的图片，若将它们放入水中，你预测一下哪些会下沉？哪些会上浮？（物品有：泡沫板、苹果、木块、积木、小石粒、石头、装有不同水量的玻璃小瓶3个）

生：学生交流讨论并汇报。

3．师：有些物品很好判断，但有些物品大家却有争论。你的预测是否准确呢？我们一起来验证。（教师演示实验：将准备的物品依次放入水中）

生：学生观察实验结果。

4．师：泡沫板、苹果、木块、、积木、空玻璃瓶浮起来了，因为它们受到了水的浮力，我们请一位同学上讲台用手分别压一压浮在水面上的这些物体，说说感受。

生：压的时候感觉有一种向上的力阻碍物体往下，而且压不同的物体用的力也不一样。

5．师：是的，不同物体受到的浮力是不同的，说明浮力有大小，也有方向。那它的方向是怎样的呢？

生：向上的。

6．师：我们一起来通过一个实验视频来看看浮力的方向吧。（视频：在水槽底部固定一个带线的乒乓球，观察棉线的方向；再倾斜水槽，观察棉线的方向）

生：观察记录实验现象：不论水槽是否倾斜，棉线的方向始终是竖直向上的。

实验结论：浮力的方向是竖直向上的。

总结：通过以上实验，我们感受到浮力的存在，而且浮力有大小，方向是竖直向上的。

二、研究下沉的物体是否受到浮力

1．师：泡沫板、木块、积木和苹果在水中上浮是受到浮力的作用，那沉入水底的石头是否受到浮力呢？请大家在小组内讨论，发表自己的意见。（学生思考，组内讨论）

2．师：经过大家激烈的讨论，谁的猜想正确呢？只能通过实验来证明。我们以沉入水底的石块为例，请大家思考如何设计实验验证沉入水底的石块会受到浮力？

生：可以先测出石块在空气中受到的拉力，再测出石块在水中受到的拉力。

3．师：如果石块在水中受到浮力，那么弹簧测力计的读数会怎样？

生：如果水中的石块受到浮力，那么此时弹簧测力计上的读数比物体在空气中的读数小，因为此时石块受到的浮力+在水中的拉力=石块在空气中受到的拉力。

4．师：如果沉在水里的石块不受浮力的，那么测力计的读数是什么样的？

生：如果过水中的石块不受浮力，弹簧测力计上的读数等于物体在空气中的读数，因为此时在水中的拉力=石块在空气中受到的拉力。

5．师：是的，同学们的分析很准确，这个实验中准确测量物体质量非常关键，所以必须要正确使用弹簧测力计。让我们一起来回顾弹簧测力计的使用方法。（教师演示使用方法）

6．生：学生分小组实验，观察并记录数据，分析得出实验结论：物体在水中的受到的拉力比空气中的小，说明下沉的物体会受到浮力的作用。

小结：物体在水中不论上浮还是下沉，都会受到浮力的作用。即浸入水中的物体都会受到水竖直向上托举的力，这种力叫作浮力。当物体受到的浮力大于重力，会上浮。当物体受到的浮力小于重力时，则会下沉。

三、研究影响物体沉浮的原因

1．师：请大家思考物体的沉浮与什么因素有关呢？请你做出合理的猜想，并说明原因。

2．师：同学们能从多个角度思考问题，值得表扬。你们猜想是否正确呢？科学家有了猜想就应该怎么做呢？

生：通过实验来验证！

3．师：是的，通过刚才的讨论，猜想质量和体积都会影响物体的沉浮，这里出现了两个探究因素，回忆上节课中探究摩擦力大小的实验方法，这次应采用什么实验方法进行探究呢？

生：控制变量法

4．师：是的，在遇到探究多个变量的实验中，我们要控制变量只有一个，其余量因素不变，才能有效地研究出单一变量对实验结果的影响。

5．师：如果要探究质量对物体沉浮的影响，那应该保持体积这一因素不变。如果要探究体积对物体沉浮的影响，那应该保持质量这一因素不变。我给每个小组准备了一些实验材料（空心塑料小球、橡皮泥、水槽、3个体积不同，质量相同的塑料球、天平），根据这些材料，如何分别设计实验验证质量或体积对物体沉浮的影响？请以小组为单位进行讨论，说说自己的想法。

生1：应选用体积相同的塑料空心小球，往这些小球内加入不同质量的橡皮泥，放入水中后观察它们的沉浮情况。

生2：应选用3个体积不同，质量相同的塑料球，放入水中后观察它们的沉浮情况。

6．师：通过刚才的讨论，我们已经理清了实验思路如PPT上所示，为了方便描述和记录实验现象，要在小球上写上数字作为标记。做实验前，请你们先预测一下。

7．师：请大家以小组为单位，选择你们想要研究的影响因素进行实验，做好记录后分析结果，看看你的猜想是否准确，在做实验前老师给同学们一些温馨提示。（温馨提示：一、1号小球内的橡皮泥要装满；二、每个空心小球内装入的橡皮泥的材质要相同；）

8．师：请各小组代表领取实验材料，分组实验，实验结束后请各小组代表汇报实验结果。

生：小组间讨论交流，汇报结果。

教师板书：同体积的物体，重的沉、轻的浮；同质量的物体，体积大的浮、体积小的沉。

小结：通过探究可以得出，物体的质量和体积都会影响物体的沉浮状态。

四、阅读与拓展

1．阅读教材《曹冲称象》的故事

2．谈话：说一说，曹冲是怎样称象的？

（学生回答）

3．提问：为什么这时只要称出石头的重量，就能知道大象的重量，它利用了什么科学道理？

4．师生小结：浮力的大小等于该物体排开水的重力。在船上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。大象的体重很难直接称出，但转换成称量石块就容易很多，曹冲利用物体的沉浮原理，大大降低了称量难度。

5．提问：万吨的巨轮为什么能行驶在水面上呢？