资源简介

验证阿基米德原理
教案
1教学目标
1.知识和技能
通过实验知道浮力的大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关,得出浸在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体所受的重力;
理解阿基米德原理
学会用准确规范的物理语言表达自己的观点。
2.过程和方法
(1)让学生体会科学探究的一般方法:经过科学猜测、实验验证、观察现象、归纳结论等过程得到物理规律;
(2)进一步体会用控制变量法的思想探究物理问题。
3.情感、态度和价值观
(1)以学生自身体验,猜想的引入,激发学生对物理的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于思考、乐于发现,体会到物理就在自己的身边。
2学情分析
《阿基米德原理》是上海市物理上科版教材第十三章第三节内容,在学习这节内容前,学生需要准备的知识有(1)物体的重力与质量之间的关系G=mg;(2)密度的概念及公式ρ=m/V;还必须具备的起点能力是会正确使用溢杯和弹簧秤以及初步的分析和归纳能力。
本课利用实验探究模式,通过实验探究和合作讨论的方法,让学生理解浸在液体里的物体受到浮力的大小只与液体的密度ρ液、排开液体的体积V排两个因素有关并等于物体排开液体所受的重力。
通过实验探究,使学生初步了解通过观察体验、科学猜想、设计实验、实验验证、分析归纳得出结论的探究物理问题的基本方法,进一步体会“控制变量”的实验研究方法,并通过情景创设和分组实验讨论,激发学生的学习兴趣,促进学生的自主探究和合作交流,提高分析和归纳实验数据得出物理规律的能力。
3重点难点
重点:探究影响浮力的因素和阿基米德原理的探究过程
难点:如何启发学生想象并提出猜想浸在液体中的物体所受的浮力可能等于排开液体的重力
4教学过程
【导入】一、创设情景，导入新课　　活动一：学生体验。
师:我们今天做一次小实验,请你把泡沫块慢慢按入水槽中,体验一下手的感受,并仔细观察实验现象。
师:你的手有什么感受
生:很难按下去,感觉手受到一个向上顶的力。
师:这个力是什么力,怎样产生的
生:这个力是浮力,当泡沫块浸入水中的过程中,水会对泡沫块产生竖直向上的浮力。
师:浮力的大小有变化吗
生:在变大。
师:这又说明了什么
生:在泡沫块浸入水中的过程中,受到的浮力在增大。
师:你还观察到什么现象
生:水槽里的水面在上升。
活动2【导入】学生观察，提出猜测。　多媒体课件展示图片：死海不死和游泳运动员在水中搏击。
师:观察图片,为什么人可以在死海上漂浮,甚至可以躺在海面上看报纸 而游泳运动员必须奋力搏击才不会沉下去
生:死海产生的浮力较大。
师:通过刚才你的体验和观察到的现象,你觉得浮力的大小可能和哪些因素有关
生A:液体的深度。
生B:物体的形状。
生C:物体重力。
生D:物体排开液体的体积。
生E:液体的密度。
教师板书:浮力的大小可能和
液体深度
物体形状
物体重力
物体排开液体的体积
液体的密度
有关。
活动3【导入】二、制定计划，设计实验。　活动二：讨论交流实验方案
师:同学们提出了许多猜测,浮力大小可能跟其中的一个或几个有关,如何确定浮力大小与某一因素是否有关呢
生:可以用控制变量法。
师:例如我要研究浮力大小与液体密度之间的关系,可以控制……
生:深度、形状、重力、物体排开液体的体积等因素相同。
师:同一物体浸没在不同液体中的同一深度就可以满足上述要求。我们还要测量哪些物理量才能得出浮力大小与液体密度之间的关系
生:测出液体密度和物体受到的浮力。
师:浮力怎样测量
生:用弹簧秤先在空气中测出物体的重力G,然后将物体浸入液体中测得弹簧秤的示数F,F浮=G-F。
师:大家说得好,接下来我们来分组探究不同因素与浮力大小的关系。
第一组探究浮力大小与液体密度之间的关系;
第二组探究浮力大小与物体排开液体的体积之间的关系;
第三组探究浮力大小与物体浸没深度之间的关系;
第四组探究浮力大小与物体形状之间的关系;
测量数据填写在实验表格里。
活动4【活动】三、分组实验，得出结论。　活动三：分组实验
根据教师提供的实验器材,学生分组实验,讨论并得出实验结论。
将各小组的实验数据投影在屏幕上,分析得出结论
第一组:浮力大小与液体密度有关,液体密度越大,物体受到的浮力越大;
第二组:浮力大小与物体排开液体的体积有关,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
第三组:浮力大小与物体浸没深度无关。
第四组:浮力大小与物体形状无关。
结论:浮力大小只与液体密度和物体排开液体的体积有关,液体密度越大,物体受到的浮力越大;物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力也越大。
师:请同学们仔细分析第二组同学的数据,(投影第二组表格)浮力大小和物体排开液体的体积之间存在什么样的数量关系
生:成正比。
师:(投影第一组表格),第一组同学用的酒精和硫酸铜溶液的密度分别为0.8×103千克/米3和1.3×103千克/米3,分析比较浮力大小和液体密度的关系。
生:也成正比。
活动5【活动】四、进一步提出问题，引发猜测。　活动四：进一步提出假设
师:既然浮力分别和液体密度以及物体排开液体的体积成正比,那么和它们的乘积一定也成正比。ρ液和V排的乘积是什么物理量
学生猜测:V排与ρ液的乘积就是物体排开的液体的质量,从而猜测出浮力大小可能与物体排开的液体G排有关。
生:是物体排开的液体的质量。
师:浮力的大小等于物体排开的液体的质量吗
生:不等于。
师:为什么
生:它们单位不同,浮力单位是牛顿,质量是千克,是不同的物理量。
师:浮力的大小可能等于什么呢
生:浮力大小可能等于排开液体的重力。
活动6【活动】五、设计实验，验证猜想。　活动五：讨论交流，设计实验方案
师:验证“浮力大小是否等于排开液体的重力。”
需要测量哪些物理量
生:浮力和排开液体的重力。
师:浮力的测量大家是知道的,如何测量排开液体的重力 请同学们讨论一下。
教师介绍溢水杯的用法:在溢杯中装满水,在溢杯口下放上系有细绳的轻质塑料杯,然后把物体慢慢浸入溢水杯中,溢出的水就会流入塑料杯,等到溢杯中不再滴水后,用弹簧秤测得水和塑料杯的重力G,由于塑料杯的质量很小,可以忽略不计,所以排开水的重力就是G。
师:我们分四组不同的情况,分别来进行验证
第一组:比较钩码浸没在硫酸铜中时F浮和G排的大小
第二组:比较钩码浸没在水中时F浮和G排的大小。
第三组:比较圆柱体浸没在水中时F浮和G排的大小。
第四组:比较钩码一部分浸在水中时F浮和G排的大小。
活动7【活动】活动六：学生实验和小组讨论　六、学生归纳，总结得出阿基米德原理的内容。
学生实验结论(投影显示在屏幕上)
第一组:浸没在硫酸铜中的钩码所受的浮力等于它排开硫酸铜的重力;
第二组:浸没在水中的钩码所受的浮力等于它所排开水的重力;
第三组:浸没在水中的圆柱体所受的浮力等于它排开水的重力;
第四组:部分浸没在水中的钩码所受的浮力等于排开水的重力
师:第二组实验中如果换用酒精等其他液体,也能得出相同的结论。我们将第一组与第二组的实验结论归纳起来,我们可以知道……
生:浸没在液体中的钩码所受的浮力等于它所排开液体的重力
师:前两组与第三组同学的结论归纳起来,我们可以知道……
生:浸没在液体中的物体所受的浮力等于它所排开液体的重力
师:第四组同学的结论中物体只有部分浸没,我们可以这样归纳。
生:浸在液体中的物体所受的浮力等于它所排开液体的重力
师:有个著名的希腊物理学家在2000多年以前,通过反复多次的实验确实得出了这样的结论。而这位物理学家就是……
生:阿基米德
师:我们把这个结论称之为阿基米德原理:“浸在液体里的物体受到浮力的大小等于排开液体所受的重力。”
公式:F浮=G排=ρ液gV排
今天这节课我们通过实验观察,猜测,设计实验验证,最后在大家合作探究下,归纳得出了阿基米德原理,现代科技的发展越来越依靠合作。今天的课就上到这里,下课……

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