师:同学们,大家好。今天我们学习“空气有质量吗”。请准备好科学书、学生活动手册和学习用品。先来了解本课学习目标:一、知道空气具有一定质量,并且可以被测量;二、能够设计实验,并用科学方法测量出空气的质量;三、形成进一步研究空气质量的兴趣和愿望。我们开始上课。同学们请看,现在有一袋空气和一袋水,我们可以用什么方法知道它们谁轻谁重?二年级时我们学过用手掂一掂的方法,下面我们来看看掂一掂这袋空气和水后会有什么发现。
用两个一模一样的塑料袋分别装满空气和水,放在手里掂一掂,可以明显感觉出一袋水很重,而一袋空气很轻。想一想,空气有没有质量,该如何验证呢?
掂一掂后,感觉水很重,空气很轻。请同学们猜想一下,空气到底有没有质量呢?用什么方法证实你的猜想是正确的?听听同学们都想了些什么方法?
生:我猜空气是没有质量的,用手掂一掂就知道了。
生:我觉得空气有质量,可以用简易天平来测量。
师:还有不少同学想到用天平来测量,这确实是个好办法。当然首选是实验室的天平,但是如果没有天平,我们可以利用身边的材料自制一个简易天平。那自制简易天平需要用到哪些实验用品呢?同学们可以先想想。老师选了这些物品,来看看跟你想的一样吗?
有了这些材料,怎么组装成自制简易天平呢?制作简易天平步骤如下:一、放高凳子;二、用橡皮筋捆在竹签上,两段橡皮筋之间相隔一厘米;三、扎好橡皮筋的竹签平放在凳子上,用一叠书压住竹签;四、在两段橡皮筋中间挂上衣架;五、在衣架两边的卡口上分别挂上塑料袋。
有同学可能会说,有些用品我没有,怎么办呢?其实老师选的这些实验用品都可以用相同作用的物品来代替,例如用来做支架的竹签,可以找细圆棍子来代替;用来压住竹签的书可以用其他重物代替,能压稳竹签就行;用来当天平衡杆的扁平衣架可以用其他带卡口的衣架代替。除此之外,也欢迎同学们有更多自己的设计哦。不管是实验室里的天平,还是自制的简易天平,在测量之前都应该先调节天平平衡。如何调节天平的平衡呢?请同学们打开学生活动手册,找到第6页实验四最下面的记录表,在认真观看完视频后,画一画或写一写调节天平平衡的方法。
本次实验我们会用到简易天平,在实验过程中将被测物体放在天平左边,将测重物体放在天平右边。当指针指在光屏中间的竖线上时,说明左右两边质量相等。在实验开始前,我们要先把天平调为平衡状态。取下天平左边的口袋,将一个充好气的皮球装在口袋中,将皮球挂在天平左边。我们先用红豆来表示皮球的质量,往天平的右边倒入若干红豆,指针指在光屏中间的竖线上,天平平衡。
再来看看自制简易天平调节平衡的方法。怎么检查简易天平是否平衡,可以两边放入相同的物体,当衣架的边与凳子横边平行,天平衡。那如果放不同的物体,就可以用加豆子的方法调整简易天平的平衡。同学们都记下了吗?调节天平平衡的方法可以在天平右边放重物的那端,通过慢慢增加豆子的数量来调节平衡。同学们可以暂停视频,动手做一做自己的简易天平,并且把它调节到平衡状态。
制作并调节好简易天平的平衡后,有同学马上有了设想。
生:老师,我有一个设想,在简易天平的左边放一个打了气的气球,右边放一个没打气的气球,观察简易天平的平衡情况,那不就知道空气有没有质量了吗?
师:同学们也尝试了一下,听听他们怎么说。
生:结果是用气球进行测量,实验情况不明显。
师:实验现象不明显,是不是说明空气没有质量了呢?应该怎么证明空气是否有质量呢?大家可以思考一下,向皮球打入20桶的空气,简易天平会怎样?请同学们打开活动手册第7页,找到实验四活动2的记录表,认真观看实验视频后进行记录。要完成实验,光有天平还不行,还需要用到以下的实验物品:皮球、红豆、绿豆、打气筒。同学们可以暂停视频准备一下,准备好了吗?我们来看看如何使用这些物品进行实验。
取下左边的皮球,这是一个打气筒,将打气筒的球针插入皮球,往里打20桶空气。再将皮球放回天平的左边,我们不妨先来预测一下天平会有什么变化呢。我们预测天平会往左边倾斜。慢慢地松开手,指针微微偏转,天平往左边倾斜了,这说明打气后的皮球比刚才重,增加的20桶空气具有质量。
