资源简介

第十章 浮力 第二节 阿基米德原理
1课时 新授课
【教学目标】
知识与技能
1．理解阿基米德原理，学会一种计算浮力的方法。
2．进一步练习使用弹簧秤测力。
过程与方法
1．经历科学探究，培养探究意识，发展科学探究能力。
2．培养学生的观察能力和分析概括能力，发展学生收集、处理、交流信息的能力。
情感态度与价值观
1．增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。
2．增进交流与合作的意识。
3．保持对科学的求知欲望，勇于、乐于参与科学探究。
【教学重点】
如何利用实验结论归纳出阿基米德原理。
【教学难点】
阿基米德原理的应用。
【教学准备】
1. 教师准备: 导学案、课件
2. 学生（个人或每组）准备：导学案；
每组器材：空易拉罐（自备，每组2／5个）、小容器（自备，每组至少1个）、弹簧秤2×9只、纸杯9只、铝块9个、溢水杯9只等。
【教学过程】
主 要 教 学 过 程
教学内容 教师活动 学生活动
一、活动导入 【活动设置】我们已经认识了浮力，思考怎样测量木块和石块的浮力，小组做实验，写出测量结果。教师：今天我们学习浮力的另一种计算方法，这种方法既简单又普遍适用的，这种方法是2000年前由古希腊学者阿基米德发现的，所以称之为阿基米德原理。（板书：阿基米德原理）。【设计意图】这样用实验的形式激发学生的好奇心，提高学生的兴趣，使学生感受到物理与生活习习相关。 学生实验1：用弹簧测力计测石块在空气中的重力G石，再将石块浸入水中，读出弹簧测力计的示数F，石块的浮力为F浮＝G石－F学生实验2：木块漂浮在水面上，用弹簧测力计测木块在空气中的重力G木，它所受浮力F浮＝G木。
二、新课讲授阿基米德的灵感：浮力大小可能与排开液体的重力有关。 【过渡】同学们一定听说过阿基米德替国王验证皇冠是否是纯金的故事吧！大家说说看！【提问】阿基米德的故事给我们什么启示？“物体所受的浮力大小”与“物体浸在水中排开水的重力”两个物理量到底是什么关系呢？【布置探究】活动1：将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。试试看，当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？ 师：回顾浮力大小与哪些因素有关？【设计意图】设计说明：让学生体验物体在液体中确实要受到浮力的作用，并引导学生寻求物体所受到浮力大小与排开水体积的关系。这样学生不仅学到了知识，还学会了解决物理问题的方法。 学生讲故事：两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？他随后设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。展开想象，分组交流、讨论，各抒己见。当饮料罐进入越深，排开液体的体积越大，溢出液体的质量也越大，手感觉压力更大，浮力也更大。生：浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
提出问题猜想与假设设计实验 【提出问题】猜想一下，浮力的大小与什么因素有关？【突破难点】浮力与排开的液体有什么关系？可以怎样表述浮力的大小？(设计说明：本探究的难点是课题的提出，学生一下子想不到将物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力有关系。通过压饮料罐实验使学生有了感性认识后理解起来较为容易。阿基米德原理的得出采取将“物体所受的浮力大小”与“物体浸在水中排开水的重力”两个物理量分开测量再汇总的方法。这样做大大简化了繁琐的实验步骤，将实验难点分散，效果较好。)【过渡】通过猜想我们知道浮力和排开液体的重力关系，【提出问题】我们应该如何设计实验去验证我们的猜想？分析探究目的，明确需要测量的物理量，了解实验器材，设计实验步骤和实验表格。【引导学生设计实验】1、我们可以用实验探究的方法来检验这些猜想是否正确。那么，如何测出物体所受的浮力大小呢？2、怎样测排开液体的重力？3、根据同学们的讨论，我们可以把实验分为这几部，同学们请看大屏幕，谁能帮老师完善一下步骤：a.在溢水杯中倒入水，使水正好不溢出，同时用弹簧测力计测出铝块重G,如图A.b.如图B, 用弹簧测力计测出空桶重G桶c.如图C, 将铝块浸入烧杯中，弹簧测力计的示数将_______， 铝块排开的水从溢水口流到小桶中，当铝块完全浸没时，记下弹簧测力计的示数Fd.如图D，测出小桶和排开水的重力G桶+水.则G排=_________.e.利用公式F浮=_____________，算出铝块受到的浮力. 生：浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。生：浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关生：浮力大小可能与排开液体的重力有关。【设计意图】这样由学生自己探索完成教师的要求，通过实验猜想浮力的决定因素，学生会产生强烈的满足感、成就感。培养学生由感性到理性的认知规律，培养学生分析、概括、动手实验能力。生1：学生回顾刚才测量浮力的方法：先测出物体的重力G物，再测出物体浸在液体里所受的拉力F拉，则物体所受到的浮力为F浮=G物-F拉。生：如图，物体排开液体所受的重力等于小桶和排开水的总重力减去小桶所受的重力。
进行实验分析总结交流评估2、 阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，等于它排开液体所受到重力，这就是著名的阿基米德原理，用公式表示是： F浮=G排 【进行实验】教师巡回指导学生正确的实验操作方法。【分析实验数据提问】计一个小组的实验数据物重G/N 空桶重G1/N物块浸入水中后测力计的读数 F/N 空桶和排开水重G2/N物块受到水的浮力F浮/N物块排开的水受到的重力 G 排/N 21.51.5 1.50.5 0.5【点拨】谁能分析一下，物体所受的浮力与它排开水所受的重力是什么关系？分析自己小组的数据看能否得出同样的结论推导公式 F浮=G排=液gv排适用于液体和气体 1、影响浮力大小的因素：与排开液体的体积大小有关（注：与物体密度、物体体积无关）2、单位：牛顿（ N ） 3、关于V排：（1）完全浸没： V排 = V物 （2）未完全浸没：V排 ＜V物【交流与讨论】提问：探究活动中出现了什么新的问题？应该怎么处理？从中吸取了哪些经验？设计意图：探究浮力的大小与什么有关是本节的重点，让学生自己进行实验探究，由浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关，到得出阿基米德原理还要经历一个思索、推导的过程。教师做好引导，这样才符合认知过程。【反馈练习一】1．物体在液体中所受的浮力的大小，不仅与液体的_____有关，还与物体排开液体的_____有关，而与浸没在液体中的_____无关。2．用弹簧测力计在空气中称一物块，测得其重为20N，当把这个物块的一部分浸在水中时，弹簧测力计的示数为16N,这时物块受到的浮力是_____N，若将物块全部浸没在水中，物块所受浮力为15N，这时弹簧测力计的示数将变为_____N，两次实验物体所受的浮力不同说明浮力大小与_____有关。3．如图是研究浮力与哪些因素有关的实验， 学生进行实验探究，边实验边记录实验数据。学生对数据自发的地对进行了分析，各组交流。学生用自己的语言对科学定理进行描述。，学生C：1、物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。学生D：不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。学生交流得失，互相评价取长补短实验成功之处：实验过程中注意“慢”，不要把多余的水带出……实验中的失误：向溢水杯加水至水从溢水口处流出，用小烧杯接住流出的水，直到水恰好不向外流为止。小烧杯中的水应倒掉后再测G排，否则G排偏大……1．密度 体积 深度2. 4 5 排开液体的体积
3．阿基米德原理的应用 弹簧测力计的示数依次是5N、4N、4N、3N．(1)比较图乙和图丙可得到的结论是：浮力的大小与_____无关．(2)比较图乙与图丁可得到的结论是：浮力的大小与_____有关。【阿基米德原理法-利用F浮=G排求解浮力】例1. 一个重为7N的铁球,当它浸没在水中时受到多大浮力？(g取10N/kg)精析　阿基米德原理的数学表达式为F浮＝液gV排，公式表明了物体受到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关．根据公式分析题目只要求出物体排开液体的体积，问题就可以迎刃而解了．解：略【反馈练习二】1、一金属块重5N，将其浸没在水中时，测力计示数变为2N，则它所受的浮力为 N，它排开水的质量是 。2、一物体重6N，浸没在水中时排开的水重为5N，则它所受浮力为　　 。 3.（1）浸没的深度 （2）液体密度学生：由于铁球浸没在水中，它排开水的体积等于铁球的体积，而铁球的体积可以由V铁＝求出学生要注意解题步骤1、3 0.3Kg5、F浮=G排=5N
3、根据图中的现象和数据，完成下列各题： (1)由甲、乙两图可知：______________ ；(2)比较__图和__图，可以研究浮力大小与液体密度的关系；(3)由乙、戌两图可知：___________ ；(4)要研究浸没后浮力与深度的关系，应比较___图和___图。 （1）浸没在液体中的物体受到向上的浮力（2）乙丙（3）浸在液体中的物体所受的浮力与排开液体的体积有关（4）丙丁
三、课堂小结回顾本节课“你学到了什么？ 1．阿基米德原理的探究实验2．阿基米德原理的数学表达式3．阿基米德原理的公式讨论4．利用阿基米德原理的分析与计算 学生讨论发言，梳理本节知识要点(设计说明：鼓励学生大胆发言，各抒己见，对学生的见解，教师都应予以肯定。教师最后画龙点睛，简要概括。)
四、课堂检测 老师巡视、讲评 完成检测题见附件1
五、布置作业 见附件2 课后完成
【板书设计】
§10.2 阿基米德原理
一、阿基米德的灵感：
物体浸在液体中的体积就是物体排开液体的体积
推想：浮力的大小跟排开液体的重力有关
二、实验探究：浮力的大小跟排开液体的重力的关系
阿基米德原理： F浮 = G排
例题. 一个重为7N的铁球,当它浸没在水中时受到多大浮力？(g取10N/kg)
解：略
【教学反思】
一、案例的“亮点”
这节课按照新的设计方案实施后收到了很好的效果。不少同学觉得这种学习方法很好，他们不仅动手进行了实验，并且自己通过探究得出的规律更容易理解和记忆。
1. 这节课我采用了“探究—讨论—分析总结—小反馈”的教学模式，鼓励学生利用想想做做，获得成功感，从而使教学有时效性和韵律感。
2.本节课的重点是探究阿基米德原理。由于学生有第一节的知识基础，教师通过实验探究、交流讨论、自学、阅读、请教老师（同学）、分析原因等多样化的学习帮助学生克服学习上的困难。本课难点是阿基米德原理的应用，通过讲解、交流讨论、习题训练逐渐得以突破。
二、教学中易出现的问题
1.课堂时间不容易把握，在第一个班上课时我没有预见到学生设计阿基米德实验能力不够，学生很容易想到测浮力方法，但是在确定G排液的大小时，我接连找几个学生上来设计的方法都不理想，这样就浪费了一些时间，幸好最后叫的一个学生设计出了G排液=G排总-G桶，这样才避免了冷场。
2.本课课堂容量大，探究实验多，有一部分学生跟不上课堂节奏，刚做完实验还未来得及思考就被迫进行下一个知识点的学习，学习效果不理想，不能不说是一个遗憾。
附件1：达标测试
1. 潜水员完全进入水中后，在继续下潜的过程中，他所受到的（ ）
A. 浮力逐渐增大，压强逐渐增大
B．浮力逐渐增大，压强逐渐减小
C．浮力不变，压强逐渐增大
D．浮力不变，压强不变
2. 完全浸没在水中的乒乓球，放手后从运动到静止的过程中，其浮力大小变化情况( )
A．浮力不断变大，但小于重力
B．浮力不变，但浮力大于重力。
C．浮力先不变，后变小，且始终大于重力直至静止时，浮力才等于重力。
D．浮力先大于重力，后小于重力。
3．水桶自重20牛，在提水时，桶中的水重50牛，则当整个桶还浸没在水中时，人所需要的拉力（ ）
A.大于70N B.等于70N C.小于20N D.小于70N
附件2：课后作业
1、在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数是6.7N，金属零件的体积有多大？
2、一个在节日放飞的气球，体积是620m3。这个气球在地面附近受到的浮力有多大？设地面附近的气温是0℃，气压是1×105Pa，空气的密度是1.29Kg/m3。
3、某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度：他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测立即的挂钩上，铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4.74N，把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4.11N，该液体的密度是多少？铁的密度为7.9×103kg/m3.

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