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/ 让教学更有效 精品试卷 | 物理学科
课题 10.2 阿基米德原理 主编教师 复核教师
授课时数 1 课型 授新课 授课方法 多媒体 授课时间
学习目标 1. 探究规律：浸在液体中的物体所受浮力的大小与它排开的液体所受的重力之间的关系。 2. 理解原理：表述阿基米德原理的内容（F浮=G排=ρ液gV排），并理解其物理意义。 3. 应用计算：能运用阿基米德原理的公式进行简单的计算，并能用其解释相关的物理现象。
教学重点 阿基米德原理的实验探究与原理表述。
教学难点 1. 理解“排开液体的重力（G排）”的含义及测量方法。 2. F浮=G排与F浮=ρ液gV排两个表达式的内在联系与物理意义。
一、 史话·疑云起 【师生活动】 1. 讲述故事：教师生动讲述“阿基米德与王冠”的故事。国王命令阿基米德鉴定新做的金王冠是否掺假，但不能破坏王冠。阿基米德苦思冥想，在洗澡时看到水从浴缸中溢出，突然灵感迸发，找到了方法。 2. 提出问题： “阿基米德想到了什么？”（引导学生说出“物体浸入液体会排开液体”） “他可能发现了浮力与什么有关？”（与排开液体的多少有关） “浮力的大小，与物体排开的液体所受的重力，是否存在一个精确的数量关系？这就是我们今天要像阿基米德一样探究的核心问题。” 自然过渡：故事给了我们启示，但科学需要实证。如何用实验来验证“浮力”与“排开的液体所受重力”之间的关系呢？我们需要设计一个巧妙的实验，能同时测量出这两个量。 二、 探微·规律寻 【师生活动】 1. 实验设计引导： 回顾上节课的“称重法”：F浮 = G - F示。这解决了如何测量浮力的问题。 新问题：如何测量物体排开的液体所受的重力G排？ 引导学生设计：用溢水杯收集物体浸入时排开的液体，再用小桶和弹簧测力计测量这部分液体的重力。或者，用“排开法”先测出排开液体的质量。 2. 分组探究实验： 学生分组，利用教材所示装置（弹簧测力计、溢水杯、小桶、水、物体）进行探究。 实验步骤： 1. 用测力计测出小桶的重力G桶。 2. 用测力计测出物体的重力G物。 3. 将物体缓慢浸入盛满水的溢水杯中，用小桶接住溢出的水，同时读出此时测力计对物体的拉力F示。 4. 用测力计测出小桶和溢出的水的总重力G总。 5. 计算：F浮 = G物 - F示；G排 = G总 - G桶。 改变条件：可更换不同的物体（改变材料、体积），或将物体浸没不同体积，重复实验，收集多组数据。 3. 数据分析与结论： 引导学生将多组F浮与G排的数据记录在表格中，并进行比较。 归纳结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。 自然过渡：实验告诉我们，F浮 = G排。但这还不够，我们能否将这个关系表达得更加深入、更便于计算？回想一下，液体的重力G排本身可以如何表示？ 三、 建模·原理立 【师生活动】 1. 公式推导： 已知：G排 = m排g = ρ液 V排 g。 代入阿基米德原理：F浮 = G排 = ρ液 g V排。 2. 深度解读公式 F浮 = ρ液 g V排： 各物理量含义：ρ液—液体密度；g—常数；V排—物体排开液体的体积（即物体浸入液体中的那部分体积）。 物理意义：此式表明，浮力的大小只与液体的密度ρ液和物体排开液体的体积V排有关，而与物体的密度、形状、浸没深度（浸没后）、在液体中的位置等均无关。这统一并解释了上节课的初步探究结论。 理解V排：强调V排 ≤ V物。当物体浸没时，V排 = V物；当物体部分浸入时，V排 < V物。 3. 原理表述的升华：引导学生用规范、完整的语言复述阿基米德原理。并说明该原理同样适用于气体。 自然过渡：我们已经手握阿基米德原理这把“金钥匙”。现在，是时候用它来开启一些具体问题的大门了，比如进行定量计算，或者解释更复杂的现象。 四、 驭理·计算明 【师生活动】 1. 公式应用（例题精讲）： 例题1（基础计算）：一个体积为100 cm 的铁块，浸没在水中，求它受到的浮力。（训练ρ液、V排的单位换算及公式直接应用） 例题2（综合比较）：体积相同的木块和铁块，都浸没在水中，它们所受浮力谁大？为什么？如果将它们都放入酒精中呢？（强化F浮与ρ液、V排有关，与ρ物无关） 例题3（联系实际）：一艘轮船从大海驶入江河，它是上浮一些还是下沉一些？为什么？（分析F浮不变（等于重力），ρ液减小，则V排增大，故下沉一些。此处为后续“浮沉条件”铺垫） 2. 方法对比：比较“称重法（F浮=G-F示）”与“阿基米德原理法（F浮=ρ液gV排）”的适用情境。明确阿基米德原理是计算浮力的根本方法，尤其在已知V排时非常便捷。 自然过渡：从历史传说到实验探究，从原理建立到计算应用，我们完成了一次完整的科学探索之旅。现在，让我们通过一场综合性的挑战，来展示和巩固我们对阿基米德原理的掌握程度。 五、 展评·收获园 【师生活动】 1. 课堂小结：师生共同以流程图形式梳理本节核心思维过程：阿基米德故事（猜想）→ 探究实验（F浮与G排关系）→ 得出结论（阿基米德原理）→ 公式表达（F浮=G排=ρ液gV排）→ 应用计算。 2. 展示与评价环节： 评价活动：“原理应用挑战赛”。设置不同难度层级的题目，学生小组合作完成。 层级一（概念辨析）：判断“物体浸在液体中越深，受到的浮力越大”是否正确，并用阿基米德原理解释。 层级二（方案设计）：如何利用弹簧测力计、水和细线，测量一个不规则小石块的密度？写出实验步骤和原理表达式。 层级三（解释论证）：氢气球脱手后会上升，越升越高，最后会胀破。请用阿基米德原理解释这一整个过程。 1. 基础作业：完成教材本节“练习与应用”第1、2、3、4题。 2. 探究作业：在家里找一个大小合适的土豆（或萝卜块），利用弹簧测力计、一杯水和一杯浓盐水，设计实验验证阿基米德原理，并感受ρ液对F浮的影响。 设计意图个性化修改 【设计意图】 利用著名的科学史故事创设情境，激发学生的好奇心和探究欲。将学生置于“小阿基米德”的角色，明确本节课的核心探究任务——寻找浮力与排开液体重力之间的定量关系。故事本身也蕴含了“排开液体”这一关键思想。 【设计意图】 这是本节课的核心与高潮。让学生完整经历“提出猜想→设计实验→进行实验→分析数据→得出结论”的科学探究全过程。重点突破“如何测量G排”这一操作难点。通过收集多组数据，增强结论的可靠性。学生自己“发现”F浮=G排的等量关系，体验科学发现的成就感，印象更深刻。 【设计意图】 本环节旨在从实验结论提升到物理原理，并建立定量计算的数学模型。通过公式推导，将F浮=G排与密度、体积等已知量联系起来，使原理更具操作性。对公式的深度解读是理解原理的关键，特别是明确“V排”的含义和决定浮力大小的“两个因素”，有助于澄清许多模糊认识。明确原理适用于气体，完善知识体系。 【设计意图】 本环节旨在将原理转化为解决问题的能力。通过阶梯式例题，从简单应用到综合分析，巩固对公式的理解和应用技能。例题2强调比较思维，例题3涉及动态分析，为下节课做铺垫。进行方法对比，帮助学生形成解决问题的策略性知识。强调解题规范（单位、公式、代入、计算）。
板书设计： 10.2 阿基米德原理 一、 探究：浮力与排开液体重力的关系 实验结论：F浮 = G排二、 阿基米德原理 1. 内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2. 公式： F浮 = G排 F浮 = ρ液 g V排 3. 理解： ρ液：液体的密度。 V排：物体排开液体的体积（= 物体浸入液体中的体积）。 浮力大小只与 ρ液 和 V排 有关。 4. 适用范围：液体和气体。 教学反思 阿基米德原理是初中力学的核心规律之一，本设计力图通过科学探究让学生自主建构知识，深刻理解原理。旨在赋予知识以人文和历史温度。阿基米德的故事不仅有趣，更直接指向“排开液体”这一核心思想，是绝佳的教学起点。但需注意，故事本身是“定性”的，教学要迅速将其导向“定量关系”的探究。提问“是否存在精确的数量关系”，顺利实现了从故事到科学问题的聚焦。过渡到实验设计时，强调“实证”，体现了科学本质。
【教学设计总结】
本设计以阿基米德的故事为起点，引导学生重走科学发现之路。通过严谨的实验探究定量关系，通过公式推导深化原理理解，通过阶梯式应用训练转化解决问题的能力。各环节以创意命名串联，注重探究的完整性和思维的递进性，旨在让学生不仅“知道”阿基米德原理，更“经历”其发现过程，从而培养科学探究精神与理性思维能力。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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