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【课堂无忧】新课标同步备课 四年级科学上册（苏教版）
11.浮力（教学教案）
核心素养
科学观念：※知道在水中的物体，不论沉浮，都受到水的浮力。
科学思维：※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。
探究实践：※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。
态度责任：※感知浮力并初步探索影响物体沉浮状态的因素。重点
※通过结构性的材料探究影响物体沉浮状态的因素。难点
教学内容
本课紧紧围绕浮力展开，中间穿插研究影响物体沉浮状态的因素，为初中进一步研究影响浮力大小的因素做铺垫。本课教学内容分三个部分。
第一部分，揭示概念，感知浮力。包括两个活动：活动一，观察物体的沉浮状态，引出浮力概念；活动二，研究下沉的物体是否受到浮力，暗含可利用测力计测出浮力，同时纠正学生头脑中一些错误的前概念。
第二部分，研究影响物体沉浮状态的因素。通过结构性的材料，选择体积相同、质量不同的物体，以及质量相同、体积不同的物体，对比发现哪些因素会影响物体的沉浮状态。
第三部分是综合应用，包括两个活动：活动一，综合应用浮力知识，做A4纸在水中承载硬币的活动，这是实践层面；活动二，阅读曹冲称象的故事，解释其中的科学道理，这是理论层面。
教学准备
学生分组材料：
水槽、玻璃球、塑料尺、苹果、土豆、泡沫块、铁夹子、蜡烛、测力计、小石块、天平、空心塑料球、橡皮泥、A4纸、1元硬币。
教学过程
活动一 将一些物品放入水中，观察它们的沉浮情况。
1.观察物体的沉浮状态。
实验目的：体验什么样的物体会沉，什么样的物体会浮。
实验材料：一盆水、要测试沉浮的物体、记录单。
实验猜想：我认为重一些的物体会沉，轻一些的物体会浮，即物体的沉浮与物体的质量__________。（填“有关”或“无关”）
实验步骤：（1）在水盆中倒入适量的水。
（2）依次放入要测试的物体。
（3）记录物体的沉浮情况。
实验记录：观察物体在水中的沉浮情况，用“↓”表示沉，用“↑”表示浮。
木块 苹果块 铁夹 塑料尺 羽毛 石块 蜡烛
预测 ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓
结果 ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑
实验分析：实验后我们可以看出，有的物体会沉，有的物体会浮；物体的沉浮情况跟物体的质量并没有直接关系，木块比较重，却浮在水面。用手轻轻按一按浮在水面的物体，会感受到有一种向上的力在阻碍手的用力，这种力其实就是浮力。
2.认识浮力。
浸入水中的物体会受到水竖直向上托举的力，这种力叫作浮力。正因为有浮力，物体才能漂浮在水面。
实验结论：物体的沉浮情况与物体的轻重没有直接关系。
设计意图：
由物体的沉浮现象，揭示浮力概念，从感官表象到科学概念，由表及里，学生容易接受。
活动二 研究下沉的物体在水中是否受到浮力
实验目的：探究沉在水里的物体是否受到浮力的影响。
实验材料：弹簧测力计、石块、一盆水、细线、记录单。
实验猜想：我认为沉在水里的物体________浮力的影响。 （填“受到”或“不受”）
实验步骤：（1）将弹簧测力计调节到零刻度处，把石块用细线与弹簧测力计相连，测出石块在空气中所受拉力的大小，记录数据。
（2）将石块放入水中，此时再测出石块在水中所受拉力的大小，记录数据。
（3）将两次数据进行对比。
实验记录：石块在空气中所受的拉力大，石块在水中所受的拉力小。
空气中石块受到的拉力 水中石块受到的拉力
3牛顿 2.8牛顿
实验分析：如果石块在水中受到浮力，那么浮力+石块在水中受到的拉力=石块在空气中受到的拉力，所以此时弹簧测力计的读数比在空气中测得的提起石块的读数要小，说明石块在水中受到浮力。
通过比较两次测得的数据可知，石块在空气中受到的拉力要大于石块在水中受到的拉力，证明石块在水中是受到浮力作用的。
实验结论：沉在水里的物体受到浮力的影响。
设计意图：
纠正学生头脑中错误的概念认知，很多学生认为下沉的物体不受浮力。
活动三 研究影响物体在水中沉浮状态的因素
1.体积相同、质量不同的物体在水中的沉浮状态一样吗？
实验目的：证明体积相同的物体，质量不同是否会影响物体在水中的沉浮。
实验材料：空心塑料球、橡皮泥、盆水。
实验猜想：我认为体积相同的物体，质量不同_________影响物体在水中的沉浮。（填“会”或“不会”）
实验步骤：（1）找三个同样大小的空心塑料球，分别贴上标签1、2、3。
(2)1号球内装满橡皮泥，2号球内装一半橡皮泥，3号球内装少许橡皮泥。
（3）把三个塑料球放入水中，观察它们在水中的沉浮状态。
实验现象：3号球浮在水面，2号球浮在水面（或悬浮、下沉），1号球沉入水底。
实验记录：
体积相同 预测 结果
1号球 ↓ ↓
2号球 ↑ ↑↓皆有可能
3号球 ↑ ↑
实验分析：三个塑料球的体积相同，但塑料球内的橡皮泥的多少不同，导致它们在水中的沉浮情况不同，3号球浮在水面，2号球内橡皮泥多少的不同，可能出现悬浮或下沉的现象，说明橡皮泥质量越大，下沉的概率也越大。1号球沉入水底，能够说明当体积相同时，物体的质量不同会影响物体在水中的沉浮。
实验结论：体积相同的物体，质量不同会影响物体在水中的沉浮。质量越小，越容易上浮。
2.质量相同、体积不同的物体在水中的沉浮状态一样吗？
实验目的：验证质量相同的物体，体积不同是否会影响物体在水中
的沉浮。
实验材料：空心塑料球、天平、橡皮泥、盆水。
实验猜想：质量相同的物体，体积不同________影响物体在水中的沉浮。重的物体容易沉轻的物体容易浮。（填“会 ”或“不会”）
实验步骤：（1）给三个大小不一的塑料球分别贴上标签1、2、3。
（2）在空心塑料球中装入橡皮泥，用天平称量，确保装入橡皮泥后三个塑料球的质量相同。
（3）把三个塑料球放入水中，观察它们在水中的沉浮状态。
实验现象：体积比较大的球上浮，体积比较小的球下沉，体积中等的可能浮，也可能沉。
实验记录：
质量相同 预测 结果
1号球 ↓ 大球↓
2号球 ↓ 中球↑↓皆有可能
3号球 ↑ 小球↑
实验分析：三个塑料球的体积不同，但它们装入橡皮泥后的质量是相同的，但它们的沉浮状态不一样，因此，可以验证出质量相同的物体，体积不同会影响物体在水中的沉浮。
实验结论：质量相同的物体，体积不同会影响物体在水中的沉浮。体积越大，越容易浮；体积越小，越容易沉。
通过上面的实验，你发现哪些因素会影响物体的沉浮状态？
3.总结物体的沉浮规律。
通过上面两个对比实验，我们可以得出以下结论：物体的质量和体积都会影响物体在水中的沉浮状态。体积相同的物体，质量越大越容易沉，质量越小越容易浮；质量相同的物体，体积越大越容易浮，体积越小越容易沉。
设计意图：
物体在液体中的沉浮状态取决于物体所受的重力与浮力大小，而浮力大小取决于物体排开液体的体积。一般情况下，物体的沉浮状态受液体和物体密度大小的影响。小学不涉及密度概念，所以在小学阶段只能认识到同样体积的物体，质量越小的越容易上浮；同样质量的物体，体积越大的越容易上浮。这为初中学习物体的密度及浮力定律做铺垫。
活动四 想办法让一张A4纸在水中承载更多的硬币
1.万吨巨轮的启示。
实心的钢铁在水中是下沉的，但是钢铁制造的空心万吨巨轮却可以浮在水面。主要是因为它的形状会使轮船排开的水量变得很大，大大增加轮船排开的水的体积，体积越大越容易浮，因此万吨巨轮就能浮在水面。轮船的体积越大，装载的货物也就越多。由此可知，同样重的物体，将它的体积适当变大，能排开更多的水，就会浮在水面，就能承载更多的物体。
2.想办法让一张A4纸在水中承载更多的硬币。
同样的一张A4纸，直接放入水中会浸湿沉入水底，但是通过巨轮的启示，我们可以尝试改变纸的形状，使它的体积变大，这样就会使它浮在水面。
实验材料：一张A4纸若干枚硬币（1元硬币）、一盆水。
实验步骤：（1）将一张A4纸折成纸船，可以尝试不同形状，如方形、圆形等，要保证船的体积尽量大。
（2）将准备好的1元硬币一枚一枚地放入纸船中，放置过程中轻拿轻放，保持船体平衡。
（3）当纸船边缘与水面持平时，停止放硬币，数一数船中硬币的数量。
实验结论：纸船中放的硬币数量与纸船的体积以及放置的技巧有很大关系，纸船的体积越大，排开水的体积越大，容纳的硬币就越多。此外，放置越合理，容纳的硬币也就越多。
设计意图：
这是一个取材方便、很实用的STEM环节，将科学、技术、工程、数学很好地结合在一起，学生动手又动脑。
活动五 “曹冲称象”的道理
东汉末年，孙权送给曹操一头大象。曹操想知道这头大象有多重，命属下献计，可谁也想不出称象的办法。曹操的小儿子曹冲想出了一个办法：把大象牵到大船上，在船舷齐水面的地方刻上记号，然后把大象牵上岸，再往船上装石头，直到船身沉到刚才刻的记号处。这时只要称出船上的石头有多重，就能知道大象有多重了。曹操听了很高兴，立刻吩咐属下照这个办法去做，结果真称出了大象的体重。你知道其中的道理吗？
曹冲称象利用物体受到的浮力与排开的水量有关这一原理，用许多石头代替大象，在船舷上刻上记号，使石头与大象排开的水量相同，再一次一次称出石头的质量，使“大”转化为“小”，化整为零，使这一难题得以解决。
漂浮在水面的物体受到水的浮力，浮力的大小等于该物体排开水的重力。在船舷齐水处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。
设计意图：
将历史典故与科学原理结合在一起，加强人文教育。
活动手册
课堂总结
本课我们通过观察物体的沉浮状态，引出浮力概念。并借助测力计研究下沉的物体是否受到浮力。能通过设计对比实验来探究浮力与物体质量和体积的关系，并且能够得出结论，体积相同的物体，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；质量相同的物体，体积大的容易浮，体积小的容易沉。
板书设计
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第11课
浮 力
（苏教版）四年级
上
01
核心素养
内容总览
02
探究新知
03
课堂练习
04
活动手册
05
课堂总结
06
板书设计
核心素养
※知道在水中的物体，不论沉浮，都受到水的浮力。
01
02
※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。
03
科学观念
04
※感知浮力并初步探索影响物体沉浮状态的因素。重点
※通过结构性的材料探究影响物体沉浮状态的因素。难点
科学思维
探究实践
态度责任
※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。
探究新知
活动一 将一些物品放入水中，观察它们的沉浮情况。
1.观察物体的沉浮状态。
实验目的：体验什么样的物体会沉，什么样的物体会浮。
实验材料：一盆水、要测试沉浮的物体、记录单。
实验猜想：我认为重一些的物体会沉，轻一些的物体会浮，即物体的沉浮与物体的质量__________。(填“有关”或“无关")
探究新知
实验步骤：(1)在水盆中倒入适量的水。
(2)依次放入要测试的物体。
(3)记录物体的沉浮情况。
探究新知
实验记录：观察物体在水中的沉浮情况，用“↓”表示沉，用“↑”表示浮。
实验分析：实验后我们可以看出，有的物体会沉，有的物体会浮；物体的沉浮情况跟物体的质量并没有直接关系，木块比较重，却浮在水面。用手轻轻按一按浮在水面的物体，会感受到有一种向上的力在阻碍手的用力，这种力其实就是浮力。
木块 苹果块 铁夹 塑料尺 羽毛 石块 蜡烛
预测 ↑ ↓ ↓ ↑ ↑ ↓ ↓
结果 ↑ ↑ ↓ ↑ ↑ ↓ ↑
探究新知
2.认识浮力。
浸入水中的物体会受到水竖直向上托举的力，这种力叫作浮力。正因为有浮力，物体才能漂浮在水面。
实验结论：物体的沉浮情况与物体的轻重没有直接关系。
探究新知
活动二 研究下沉的物体在水中是否受到浮力
实验目的：探究沉在水里的物体是否受到浮力的影响。
实验材料：弹簧测力计、石块、一盆水、细线、记录单。
实验猜想：我认为沉在水里的物体________浮力的影响。 (填“受到”或“不受")
实验步骤：(1)将弹簧测力计调节到零刻度处，把石块用细线与弹簧测力计相连，测出石块在空气中所受拉力的大小，记录数据。
探究新知
(2)将石块放入水中，此时再测出石块在水中所受拉力的大小，记录数据。
(3)将两次数据进行对比。
探究新知
实验记录：石块在空气中所受的拉力大，石块在水中所受的拉力小。
空气中石块受到的拉力 水中石块受到的拉力
3牛顿 2.8牛顿
探究新知
实验分析：如果石块在水中受到浮力，那么浮力+石块在水中受到的拉力=石块在空气中受到的拉力，所以此时弹簧测力计的读数比在空气中测得的提起石块的读数要小，说明石块在水中受到浮力。
通过比较两次测得的数据可知，石块在空气中受到的拉力要大于石块在水中受到的拉力，证明石块在水中是受到浮力作用的。
实验结论：沉在水里的物体受到浮力的影响。
探究新知
石块在水中受浮力吗
探究新知
下沉的物体在水中是否受到浮力
探究新知
活动三 研究影响物体在水中沉浮状态的因素
1.体积相同、质量不同的物体在水中的沉浮状态一样吗
实验目的：证明体积相同的物体，质量不同是否会影响物体在水中的沉浮。
实验材料：空心塑料球、橡皮泥、盆水。
实验猜想：我认为体积相同的物体，质量不同_________影响物体在水中的沉浮。(填“会”或“不会”)
探究新知
实验步骤：(1)找三个同样大小的空心塑料球，分别贴上标签1、2、3。
(2)1号球内装满橡皮泥，2号球内装一半橡皮泥，3号球内装少许橡皮泥。
(3)把三个塑料球放入水中，观察它们在水中的沉浮状态。
实验现象：3号球浮在水面，2号球浮在水面(或悬浮、下沉)，1号球沉入水底。
探究新知
实验记录：
体积相同 预测 结果
1号球 ↓ ↓
2号球 ↑ ↑↓皆有可能
3号球 ↑ ↑
探究新知
实验分析：三个塑料球的体积相同，但塑料球内的橡皮泥的多少不同，导致它们在水中的沉浮情况不同，3号球浮在水面，2号球内橡皮泥多少的不同，可能出现悬浮或下沉的现象，说明橡皮泥质量越大，下沉的概率也越大。1号球沉入水底，能够说明当体积相同时，物体的质量不同会影响物体在水中的沉浮。
实验结论：体积相同的物体，质量不同会影响物体在水中的沉浮。质量越小，越容易上浮。
探究新知
2.质量相同、体积不同的物体在水中的沉浮状态一样吗
实验目的：验证质量相同的物体，体积不同是否会影响物体在水中
的沉浮。
实验材料：空心塑料球、天平、橡皮泥、盆水。
实验猜想：质量相同的物体，体积不同________影响物体在水中的沉浮。重的物体容易沉轻的物体容易浮。(填“会 ”或“不会”）
探究新知
实验步骤：(1)给三个大小不一的塑料球分别贴上标签1、2、3。
(2)在空心塑料球中装入橡皮泥，用天平称量，确保装入橡皮泥后三个塑料球的质量相同。
(3)把三个塑料球放入水中，观察它们在水中的沉浮状态。
探究新知
实验现象：体积比较大的球上浮，体积比较小的球下沉，体积中等的可能浮，也可能沉。
实验记录：
质量相同 预测 结果
1号球 ↓ 大球↓
2号球 ↓ 中球↑↓皆有可能
3号球 ↑ 小球↑
探究新知
实验分析：三个塑料球的体积不同，但它们装入橡皮泥后的质量是相同的，但它们的沉浮状态不一样，因此，可以验证出质量相同的物体，体积不同会影响物体在水中的沉浮。
实验结论：质量相同的物体，体积不同会影响物体在水中的沉浮。体积越大，越容易浮；体积越小，越容易沉。
探究新知
3.总结物体的沉浮规律。
通过上面两个对比实验，我们可以得出以下结论：物体的质量和体积都会影响物体在水中的沉浮状态。体积相同的物体，质量越大越容易沉，质量越小越容易浮；质量相同的物体，体积越大越容易浮，体积越小越容易沉。
通过上面的实验，你发现哪些因素会影响物体的沉浮状态？
探究新知
研究影响物体在水中沉浮状态因素
探究新知
1.万吨巨轮的启示。
实心的钢铁在水中是下沉的，但是钢铁制造的空心万吨巨轮却可以浮在水面。主要是因为它的形状会使轮船排开的水量变得很大，大大增加轮船排开的水的体积，体积越大越容易浮，因此万吨巨轮就能浮在水面。轮船的体积越大，装载的货物也就越多。由此可知，同样重的物体，将它的体积适当变大，能排开更多的水，就会浮在水面，就能承载更多的物体。
活动四 想办法让一张A4纸在水中承载更多的硬币
探究新知
2.想办法让一张A4纸在水中承载更多的硬币。
同样的一张A4纸，直接放入水中会浸湿沉入水底，但是通过巨轮的启示，我们可以尝试改变纸的形状，使它的体积变大，这样就会使它浮在水面。
实验材料：一张A4纸若干枚硬币(1元硬币)、一盆水。
探究新知
实验步骤：(1)将一张A4纸折成纸船，可以尝试不同形状，如方形、圆形等，要保证船的体积尽量大。
(2)将准备好的1元硬币一枚一枚地放入纸船中，放置过程中轻拿轻放，保持船体平衡。
(3)当纸船边缘与水面持平时，停止放硬币，数一数船中硬币的数量。
实验结论：纸船中放的硬币数量与纸船的体积以及放置的技巧有很大关系，纸船的体积越大，排开水的体积越大，容纳的硬币就越多。此外，放置越合理，容纳的硬币也就越多。
探究新知
活动五 “曹冲称象”的道理
东汉末年，孙权送给曹操一头大象。曹操想知道这头大象有多重，命属下献计，可谁也想不出称象的办法。
探究新知
活动五 “曹冲称象”的道理
曹操的小儿子曹冲想出了一个办法：把大象牵到大船上，在船舷齐水面的地方刻上记号，然后把大象牵上岸，再往船上装石头，直到船身沉到刚才刻的记号处。这时只要称出船上的石头有多重，就能知道大象有多重了。曹操听了很高兴，立刻吩咐属下照这个办法去做，结果真称出了大象的体重。你知道其中的道理吗
探究新知
曹冲称象利用物体受到的浮力与排开的水量有关这一原理，用许多石头代替大象，在船舷上刻上记号，使石头与大象排开的水量相同，再一次一次称出石头的质量，使“大”转化为“小”，化整为零，使这一难题得以解决。
漂浮在水面的物体受到水的浮力，浮力的大小等于该物体排开水的重力。在船舷齐水处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。
探究新知
浮力的应用
探究新知
捞铁牛
课堂练习
1.[填空]在质量相同的情况下,体积大的物体在水中容易________，体积小的物体在水中容易________。
2.[判断]同一块橡皮泥，把它捏成不同的形状，它在水中的沉浮情况不同。( )
3.[判断]质量相同的物体，体积不同会影响物体的沉浮。( )
4.[选择]一个物体在空气中重19牛顿，在水中弹簧测力计的示数是13牛顿，这个物体在水中受到的浮力是( )牛顿。
A.13 B.19 C.6
浮
沉
√
√
C
课堂练习
5.[选择]下列做法中，( )用到了浮力。
A.向水中扔石子 B.下雨天打伞 C.用救生圈游泳
6.[选择]把一个实心玻璃球放入水中，玻璃球会下沉，这个过程中它始终受到水的浮力，当玻璃球沉到水底后，玻璃球( )。
A.不再受到水的浮力
B. 还会受到水的浮力
C. 无法确定
B
C
课堂练习
7.[探究]在玻璃器皿中,有两个用橡皮泥做的小球，两个小球的体积相同，其中一个小球是空心的，另一个小球是实心的，在不移动小球的
情况下，利用本节课所学的知识把空心小球找出来，并说明理由。
答：往玻璃器皿中倒入适量的水，空心的小球会浮起来。因为相同体积的小球，质量越轻，越容易浮。
活动手册
活动手册
活动手册
课堂总结
本课我们通过观察物体的沉浮状态，引出浮力概念。并借助测力计研究下沉的物体是否受到浮力。能通过设计对比实验来探究浮力与物体质量和体积的关系，并且能够得出结论，体积相同的物体，重的物体容易沉，轻的物体容易浮；质量相同的物体，体积大的容易浮，体积小的容易沉。
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