(一)情境导入
播放 “轮船漂浮在水面”、“潜水艇上浮与下潜”的视频,提问:“为什么钢铁制成的轮船能浮在水面上?潜水艇是如何实现上浮与下潜的?”引发学生思考,导入“浮力”课题。
(二)虚拟实验探究
1、实验一:感受浮力的存在
学生在矩道物理虚拟实验室中操作:用弹簧测力计悬挂物体,测量物体在空气中的重力 G;将物体逐渐浸入水中,观察弹簧测力计示数的变化,记录物体浸入水中时的拉力 F。
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分析数据:计算 G 与 F 的差值,引出浮力的概念(F浮 = G-F),体会转换法的应用。
2、实验二:验证阿基米德原理
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搭建实验装置:在虚拟实验室中设置溢水杯、量筒、弹簧测力计、物体与液体,调节溢水杯至溢水状态。
实验步骤:
① 测量物体在空气中的重力 G 与空量筒的质量 m1。
② 将物体浸入液体中,记录弹簧测力计的拉力 F,同时收集物体排开的液体,测量量筒与排开液体的总质量 m2。
③ 计算浮力 F浮 = G-F 与排开液体的重力 G排 =(m2-m1)g,对比两者大小,验证阿基米德原理。
④ 变量探究:更换不同密度的液体(如水、盐水、酒精)或不同体积的物体,重复实验,验证原理的普遍性。
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(三)原理应用与现象解释
教师结合虚拟实验结果,系统讲解浮力的产生原因与阿基米德原理,强调原理的适用条件。
小组合作:结合虚拟实验体验,解释生活中的浮力现象(如氢气球升空、煮熟的饺子上浮),并通过虚拟平台模拟现象的成因。
(四)课堂小结
VR课堂中,师生共同梳理实验探究过程与核心知识点,强调虚拟实验在精准测量数据、验证原理方面的优势。
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