资源简介

9.2阿基米德原理教学设计
【教学目标】
知识与技能
1.知道阿基米德原理，会用阿基米德原理进行有关的简单计算
过程与方法
2.经历探究阿基米德原理的实验过程，进一步练习使用弹簧测力计测浮力
情感态度与价值观
3.通过阿基米德原理的探究活动，体会科学探究的乐趣；通过运用阿基米德原理解决实际问题，意识到物理与生活的密切联系。
【教学重难点】
重点：阿基米德原理及其探究过程
难点：阿基米德原理的探究过程
【教学方法】学生分组探究实验
启发式教学
【教学器材】弹簧测力计、重物、溢水杯、大烧杯、小烧杯、小桶、清水、细绳、木块、浮力产生原因演示仪（自制）
【教学过程】
一、知识回顾
1.浮力的概念：浸在液体（或气体）中的物体会受到液体（或气体）竖直向上的托力
2.称重法求浮力
F浮
=
G－F示
3.浮力的产生原因
F浮=F向上-F向下
4.影响浮力大小的因素
物体浸入液体的体积和液体的密度
二、新课教学
演示：
将演示仪压入水中
学生观察浮力大小变化和排开水的多少。
现象：演示仪进入水的过程中，受到的浮力越来越大，排开的水越来越多。
分析：物体浸入液体的体积等于物体排开液体的体积
结论：物体受到浮力的大小跟物体排开液体的多少有关
引导学生分析思考：
我们已知浮力大小跟物体浸入液体的体积和液体的密度有关
即F浮与V排和ρ液有关，而G排=m排g=ρ液gV排
[猜想与假设]
浮力大小F浮可能与物体排开液体的重力G排有关系
[制定计划与设计实验]
思考：（1）如何测量浮力的大小F浮？
(2)
如何测量物体排开液体的重力G排？
(3)
如何选择实验器材？
（4）怎样安排实验顺序较为合理？
引导学生分析：
1.称重法测浮力
F浮
=
G－F示
2.要测量物体排开液体的重力，需要解决两个问题：如何收集？如何测量？
3.小组讨论器材选择：
可选器材有：弹簧测力计、大烧杯、量筒、小桶、溢水杯、物块、木块
方案一
弹簧测力计、量筒、物块
方案二
弹簧测力计、大烧杯、木块、物块、小桶
方案三
弹簧测力计、溢水杯、小桶、物块
选出合理实验方案
4.观察课本图，说说如何安排实验步骤
[进行实验与收集证据]
学生分组实验
物体重G/N
浸没时弹簧测力计的示数F示/N
物体所受浮力F浮/N
空桶重G桶/N
桶和溢出液体的总重G总/N
排开液体所受的重力G排/N
?
?
?
?
?
?
[分析论证]
比较上述实验中的F浮和G排
学生分析总结
1.阿基米德原理：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
2.阿基米德原理的数学表达式：F浮=G排
推导式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排
师：由F浮=ρ液gV排
我们可以进一步认识到浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关，而与浸没在液体中的深度等因素无关。
师：注意V排与物体体积V物的区别
当物体完全浸入液体中时，V排=V物
当物体部分浸入液体中时，V排此时V排=V实际浸入
师：实验证明，阿基米德原理对气体同样适用。
例如，空气对气球的浮力大小等于气球排开的空气所受到的重力。
问：你能用阿基米德原理解释独木舟和轮船为什么能漂在水面上吗？
（钢板制成的万吨巨轮是空心体，增大了排开水的体积，获得足够大的浮力，巨大浮力足以使钢铁巨轮浮在水面上）
例1某物体体积V=500cm3，请问：
（1）若有2/5的体积浸没在水中,它排开的水的重力为多少？它受到的浮力为多大？
（2）若把它全部浸没在煤油中,它排开煤油的重力为多少？它受到的浮力为多大？。（ρ煤油=0.8×103kg/m3
g=10N/kg）
解（1）V排=2/5V物=2/5
×500cm3=200cm3=2
×10-4m3
它排开的水的重力
G排=m排水g=
ρ水V排g
=1.0×103kg/m3×2×10-4m3×10N/kg=2N
根据阿基米德原理，
F浮=G排=2N
（2）当物体浸没在煤油中时，
V排ˊ
=V物=500cm3=5×10-4m3
它排开的煤油的重力
G排ˊ=m排煤g=ρ煤油V排ˊ
g
=0.8×103kg/m3×5×10-4m3
×10N/kg=4N
根据阿基米德原理，
F浮ˊ=G排ˊ=4N
例2.弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时弹簧测力计的示数为5
N，浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3
N，则物体受到的浮力为___
N.
运用所学知识讨论：“曹冲称象”的故事是大家所熟悉的，曹冲为什么能用石块受到的重力替代大象的重力?
课堂练习
1.一个体积是20m3的气球，在地面附近受到的空气对它的浮力是
N。（地面附近的空气密度是1.29kg/m3，g=10N/kg）
2.我国的辽宁号航空母舰，满载时排水量为67500吨，满载时排开水的重力为
N，受到的浮力为
N
（g=10N/kg
）
三、课堂小结
1.
实验:探究阿基米德原理
2.阿基米德原理的内容：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体的重力
3.阿基米德原理数学表达式：F浮=G排
推导式：F浮==m排g=ρ液gV排
4.适用范围：阿基米德原理不仅适用于固体，对气体也同样适用。
四、作业布置
能力培养
五、板书设计
9.2阿基米德原理
一、探究F浮与G排关系结论：
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，浮力大小等于它排开的液体所受的重力
2、表达式：
F浮＝G排
三、浮力计算：浮=
G排=
m排g=
ρ液
gV排
教学反思：
1.整个教学过程的设计都是以学生小组活动的方式为主展开的。以“学生为主体、教师点拨”为宗旨，学生观察实验现象、分析实验数据、得出物理规律，讨论并发表自己的见解等等活动。既培养了学生自主思维、勇于探究、善于探究的能力，又使学生体验成功的喜悦，增强了合作互助的能力。
2.教师给学生创设一个轻松、愉快的学习情境，提供多套实验器材，让学生自主设计实验方案，既使学生加深对阿基米德原理的理解，又使学生的合作能力、创新能力得到提高。

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