Giáo án Vật lí Lớp 8 - Bài 10: Lực đẩy Ác-Si-Mét và sự nổi

Chủ đề: LỰC ĐẨY ÁC-SI-MÉT VÀ SỰ NỔI
(Vật lí lớp 8 THCS - 3 tiết)
I. Xác định vấn đề cần giải quyết
	Sự nổi của các vật liên quan chặt chẽ đến lực đẩy Ác-si-mét. Chương trình hiện hành được thực hiện ở 3 tiết học riêng biệt: 
Bài 10. Lực đẩy Ác-si-mét (1 tiết);
	Bài 11. Thực hành: Nghiệm lại lực đẩy Ác-si-mét (1 tiết);
	Bài 12. Sự nổi (1 tiết).
Để tổ chức các hoạt động học cho học sinh theo hướng học tập tích cực có hiệu quả, ba bài này được xây dựng thành một chủ đề bài học “Lực đẩy Ác-si-mét và sự nổi”. 
II. Mục tiêu bài học
1. Kiến thức, kĩ năng, thái độ 
a) Kiến thức:
- Nhận ra được sự xuất hiện của lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật trong lòng chất lỏng. 
- Biết được đặc điểm của lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên vật ở trong chất lỏng.
- Biết được khi nào vật chìm, nổi và lơ lửng ở trong chất lỏng.
b) Kỹ năng
- Có kỹ năng làm thí nghiệm đo được độ lớn của lực đẩy FA.
- Vận dụng giải thích được một số hiện tượng liên quan lực đẩy, sự nổi trong thực tiễn đời sống.
c) Thái độ
- Hứng thú trong học tập, tìm hiểu khoa học.
- Có tác phong của nhà khoa học.
2. Các năng lực có thể hình thành và phát triển cho học sinh
	- Năng lực tự chủ và tự học: đọc tài liệu để tìm hiểu kiến thức trong bài; ghi chép cá nhân. 
- Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo: Phát hiện vấn đề và giải thích được các vật bị nhúng vào chất lỏng lại xuất hiện lực đẩy Ác-si-mét.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: thảo luận nhóm, phản biện.
- Năng lực tự nhiên và xã hội: tham gia tìm hiểu tự nhiên liên quan đến lực đẩy Ác-si-mét và sự nổi; giao lưu học học với bạn bè và cộng đồng.
- Năng lực tính toán, ngôn ngữ: trình bày và trao đổi thông tin báo cáo kết quả học tập trước lớp.
- Năng lực thực hành thí nghiệm: hợp tác để làm thí nghiệm; rèn luyện tác phong làm khoa học thực nghiệm.
- Năng lực tin học, công nghệ: tìm kiếm trên internet, trình bày báo cáo.
II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh
1. Giáo viên:
- Chuẩn bị dụng cụ thí nghiệm: 
+ Lực kế 0 – 2,5 N;
+ Vật nặng bằng nhôm 50 cm3;
+ Các cốc chứa nước thường, nước muối đậm đặc;
+ Bình chia độ;
+ Giá đỡ, giá kê,...
- Mẫu báo cáo thí nghiệm, phiếu học tập (nếu cần).
- Bảng theo dõi tiến độ học tập (nếu cần).
2. Học sinh:
- Tài liệu hướng dẫn học, vở ghi bài, giấy nháp... 
	- Mỗi nhóm 01 bộ thí nghiệm (tùy theo điều kiện của nhà trường).
III. Tổ chức các hoạt động học của học sinh
1. Hướng dẫn chung
	Mô tả khái quát phương pháp thực hiện và chuỗi các hoạt động học trong bài học.
	Sử dụng phương pháp dạy học nêu và giải quyết vấn đề. Đặt vấn đề bằng cách cho học sinh khởi động, đưa ra các dự đoán về lực đẩy của chất lỏng tác dụng lên các vật trong chất lỏng, cho các em dự đoán tìm hiểu về sự nổi của các vật trong chất lỏng.
	Trên cơ sở những dự đoán, đưa ra phương án thí nghiệm và tổ chức cho học sinh làm thí nghiệm. Học sinh được làm thí nghiệm, thu thập kết quả trong hai trường hợp: chất lỏng là nước thường và nước muối đậm đặc.
	Bằng những kiến thức đã học về trọng lực của vật, sự cân bằng và tác dụng của lực, các em được vận dụng giải thích được sự nổi của vật như thế nào.
	Sau khi được hệ thống hóa kiến thức, các em được luyện tập, giải quyết các bài tập, những tình huống trong thực tiễn, đưa ra những nhiệm vụ giúp các em vận dụng, tìm tòi khám phá ở ngoài lớp học.
	Có thể mô tả chuỗi các hoạt động học như sau:
STT
Các bước
Hoạt động
Tên hoạt động
Thời lượng
1
Tình huống xuất phát
Hoạt động 1
Dự đoán lực đẩy của chất lỏng lên các vật
10 phút
Hoạt động 2
Thiết kế phương án đo PN
10 phút
2
Hình thành kiến thức
Hoạt động 3
Tìm hiểu lực đẩy Ác-si-mét
25 phút
Hoạt động 4
Tìm hiểu sự nổi
25 phút
3
Luyện tập
Hoạt động 5
Hệ thống hóa kiến thức;
Giải bài tập
55 phút
4
Vận dụng
Hoạt động 6
Hướng dẫn về nhà 
10 phút
5
Tìm tòi mở rộng
2. Hướng dẫn cụ thể từng hoạt động
	Mô tả kỹ thuật thực hiện trong từng hoạt động học trong bài học.
A. TÌNH HUỐNG XUẤT PHÁT
Hoạt động 1 : Tạo tình huống về lực đẩy tác dụng lên các vật trong lòng chất lỏng
a) Mục tiêu: Dự đoán lực tác dụng lên các vật trong lòng chất lỏng và nguyên nhân làm cho các vật nổi.
b) Nội dung: 
Dự đoán khi một vật trong lòng chất lỏng sẽ chịu tác dụng của lực đẩy. Vật nổi lên, chìm xuống hay lơ lửng phụ thuộc vào lực đẩy và trọng lượng của vật. Câu lệnh như sau:
Hãy dự đoán :
– Treo một vật nặng vào lực kế, sau đó nhúng vật chìm trong nước (Hình 10.2). Số chỉ của lực kế có bị thay đổi không ? Thay đổi như thế nào ? Tại sao ?
– Nếu thả một vật vào trong nước thì vật đó nổi lên, chìm xuống hay lơ lửng ? Tại sao ?
c) Gợi ý tổ chức hoạt động: 
GV đặt vấn đề bằng cách giới thiệu bộ dụng cụ thí nghiệm và hướng dẫn các em thực hiện dự đoán.
HS ghi nhiệm vụ chuyển giao của GV vào vở, tìm hiểu dụng cụ thí nghiệm, đọc SGK, ghi vào vở ý kiến dự đoán của mình. Sau đó được thảo luận nhóm với các bạn xung quanh bằng cách ghi lại các ý kiến của bạn khác vào vở của mình. Thảo luận nhóm để đưa ra báo cáo của nhóm về những dự đoán này, thống nhất cách trình bày kết quả thảo luận nhóm, ghi vào vở các ý kiến của nhóm.
Lưu ý:
Có thể có nhóm muốn thử thí nghiệm ngay, nên hướng dẫn để các em được tự trải nghiệm. Nếu tổ chức trong phòng học bộ môn, cần quan tâm đến nội quy của phòng học bộ môn.Chú ý về sử dụng và an toàn thí nghiệm.
d) Sản phẩm mong đợi: Báo cáo kết quả hoạt động nhóm và nội dung vở ghi của HS.
+ Số chỉ của lực kế thay đổi: giá trị của lực sẽ nhỏ hơn; vì có lực đẩy vật lên.
+ Dự đoán khi một vật trong lòng chất lỏng sẽ chịu tác dụng của lực đẩy. Vật nổi lên, chìm xuống hay lơ lửng phụ thuộc vào lực đẩy và trọng lượng của vật.
e) Gợi ý đánh giá:
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép). 
- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.	
Hoạt động 2: Thiết kế phương án đo PN
e) Gợi ý đánh giá:
- GV theo dõi cá nhân và các nhóm học sinh, quan sát vở ghi để phát hiện khó khăn của HS trong quá trình học tập, ghi vào sổ theo dõi những trường hợp cần lưu ý (nếu cần).
- GV có thể tổ chức cho HS đánh giá lẫn nhau thông qua các tiêu chí trong quá trình báo cáo kết quả hoạt động (thời gian thực hiện, số lượng ý kiến, mức độ hoàn thành, ghi chép). 
- Căn cứ vào sản phẩm học tập và thái độ học tập, GV đánh giá được sự tiến bộ của HS, đánh giá được khả năng vận dụng giải quyết tình huống vào thực tiễn.	
B. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 3: Tìm hiểu lực đẩy Ác-si-mét
a) Mục tiêu: Đo được lực đẩy của chất lỏng trong hai trường hợp và tìm ra công thức tính lực đẩy Ác-si-mét..
b) Nội dung:
Tiến hành thí nghiệm, ghi lại kết quả thí nghiệm vào bảng dưới đây.
* Trường hợp chất lỏng là nước thường 
Lần đo
Số chỉ Pv của lực kế trong không khí (N)
Số chỉ Pl của lực kế trong chất lỏng (N)
Thể tích Vl phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (cm3)
Hiệu số
FA= Pv –Pl
(N)
Trọng lượng PN của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (N)
1
2
3
* Trường hợp chất lỏng là nước muối đậm đặc 
Lần đo
Số chỉ Pv của lực kế trong không khí (N)
Số chỉ Pl của lực kế trong chất lỏng (N)
Thể tích Vl phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (cm3)
Hiệu số
FA= Pv –Pl
(N)
Trọng lượng PN của phần chất lỏng bị vật chiếm chỗ (N)
1
2
3
Kết quả tính trung bình: 
Trong nước thường: FA =.................................. PN =................................
Trong nước muối đậm đặc: FA =.................................. PN =................................
Lực đẩy vật trong nước muối có độ lớn so với lực đẩy vật trong nước là
	[ ] nhỏ hơn. [ ] lớn hơn. [ ] bằng nhau. 
Hoạt động 4: Tìm hiểu sự nổi
a) Mục tiêu: Tìm hiểu sự nổi của các vật ở trong lòng chất lỏng và trên bề mặt chất lỏng.
b) Nội dung:
* Vật ở trong lòng chất lỏng(Hình 12.1).
- Vật chịu tác dụng của những lực nào? 
- Hãy vẽ các véc tơ lực tác dụng lên vật thả trong chất lỏng tương ứng với các hình vẽ.
C. LUYỆN TẬP
Hoạt động 5: Hệ thống hóa kiến thức và giải bài tập
a) Mục tiêu: Hệ thống hóa kiến thức và vận dụng kiến thức vừa học để giải bài tập, giải thích tình huống thực tiễn.
b) Nội dung:
* Vẽ bản đồ tư duy hệ thống hóa kiến thức về kết quả tìm hiểu về lực đẩy Ác-si-mét và sự nổi để ghi nhớ, vận dụng.
* Giải bài tập:
1. Từ công thức Pv = dv. Vv (dv là trọng lượng riêng của vật, Vv là thể tích của vật), d là trọng lượng riêng của chất lỏng, hãy chứng minh rằng, vật đang ở trong lòng chất lỏng:
- Vật sẽ chìm xuống khi dv> dl.
- Vật sẽ lơ lửng trong chất lỏng khi dv = dl.
- Vật sẽ nổi lên khi dv< dl. 
2. Tại sao kéo gầu nước từ giếng lên (Hình 10.1) khi gầu còn ở trong nước thì kéo dễ dàng hơn so với khi gầu đã lên khỏi mặt nước ?
b) Gợi ý tổ chức hoạt động: 
GV đặt vấn đề, tổ chức cho HS báo cáo công việc đã làm từ đầu bài học, hướng dẫn các em dùng bản đồ tư duy để hệ thống hóa kiến thức bài học; lựa chọn và hướng dẫn các HS giải bài tập vận dụng.
HS ghi nhiệm vụ chuyển giao của GV vào ở, làm việc cá nhân, trình bày ý kiến của mình. Sau đó được thảo luận nhóm với các bạn xung quanh bằng cách ghi lại các ý kiến của bạn khác vào vở của mình. Thảo luận nhóm để đưa ra báo cáo của nhóm về những nhiệm vụ này, thống nhất cách trình bày kết quả thảo luận nhóm, ghi vào vở các ý kiến của nhóm. 
D-E. VẬN DỤNG. TÌM TÒI MỞ RỘNG
Hoạt động 6: Hướng dẫn về nhà
a) Mục tiêu: Chọn các câu hỏi và bài tập để tự tìm hiểu ở ngoài lớp.
b) Nội dung:
1. Hãy nêu phương án thí nghiệm dùng cân đòn (Hình 17. 6) thay cho lực kế để đo độ lớn của lực đẩy Ác-si-mét.
2. Vật nổi trên mặt nước như Hình vẽ gồm quả cầu kim loại gắn chặt với khối gỗ. Nếu lật úp miếng gỗ cho quả cầu nằm trong nước thì mực nước trong bình có thay đổi không?
3. Có cách nào để làm cơ thể của em nổi được trên mặt nước mà không cần phải bơi? 
4. Hãy tìm hiểu tại sao tầu ngầm có thể lặn xuống, nổi lên và lơ lửng được trong nước.
5. Tìm cách để làm cho quả trứng lơ lửng trong cốc nước.
6. Tìm hiểu ở vùng biển nào con người có thể nằm nổi được trên mặt nước mà không cần bơi?
IV. Câu hỏi kiểm tra đánh giá bài học (trắc nghiệm hoặc tự luận)
1. (Mức độ nhận biết): Lực đẩy Ác-si-mét là gì? Hãy vẽ hình mô tả lực đẩy Ác-si-mét tác dụng lên một vật ở trong lòng chất lỏng.
2. (Mức độ nhận biết): Tại sao người ta hay dùng gỗ tếch để đóng tàu.
3. (Mức độ thông hiểu): Vật đặt trong không khí có chịu của lực đẩy Ác-si-mét không? Vì sao em nghĩ như vậy?
4. (Mức độ thông hiểu): Làm thế nào để quả bóng bay có thể tự bay lên trời cao.
5. (Mức độ vận dụng): Tại sao tầu làm bằng sắt lại có thể nổi trên mặt nước. Tại sao nếu tầu bị bắn thủng đáy nước tràn vào lại làm cho nó bị chìm.
6. (Mức độ vận dụng): Nêu một phương án để xác định lực đẩy Ác-si-mét của nước tác dụng lên cơ thể người.
7. (Mức độ vận dụng): Tại sao nhiều loài cá có thể bơi lội tự do thả mình được ở các tầng nước khác nhau?
8. (Mức độ vận dụng): Một cái tầu chở hàng có thể tích giới hạn bị chìm trong nước là 100m3. Tính khối lượng của tầu và hàng mà nó có thể chở được. Biết trọng lượng riêng của nước là 1000kg/m3.
V. Phụ lục
 Một số phiếu học tập, mẫu báo cáo thí nghiệm, tiêu chí đánh giá sản phẩm học tập (nếu có).