阿基米德原理教案.docx
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阿基米德原理教案
阿基米德原理教案
一、教学目标
1、通过边学边实验，使学生知道什么是浮力，引导学生学会用
“称重法”测浮力，并用实验“发现”阿基米德原理，探索浮力的大小与哪些因素有关。
2、培养学生设计和动手实验，观察和分析实验现象，概括和总结实验结论，以及探究物理规律的能力。
3、通过边学边实验的探究性学习，增强学生学习物理兴趣，培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯。
二、重点、难点
（1）重点：
浮力概念，阿基米德原理
（2）难点：
①探索阿基米德原理的实验设计及操作过程。
②对阿基米德原理的理解。
三、教学方法：
边学边实验，演示实验，猜想，推理，讨论，实验论证。
四、教学用具：
盛水（盐水）烧杯，重物，乒乓球，弹簧测力计，溢杯，，小烧杯、（每2人一组）铁架台，有关投影片等。
五、教学过程
一、引入新课：
问：
在操场上踢足球时一不小心把球踢到了河里，球就能漂浮在水面上，它受到什么力的作用？
学生回答：
重力和浮力的作用
引出课题：
浮力。
二、新课教学：
（一）1、举例说明生活、生产中有哪些物体受到浮力。
2、学生边学边实验，感受浮力的存在。
把乒乓球放水中，并下压，感受浮力的方向，并对球进行受力分析，归纳浮力的方向。
探究浸没在液体中的物体受到的浮力。
问：
物体浸没在水或盐水中时是否受到浮力？
方向如何？
能否用测力计来测量其大小？
学生讨论，设计实验，记录并分析实验数据，得出有关结论。
（１）物体在空气中的重为___________N。
（２）把重物浸没在水中或盐水中，弹簧测力计的示数为_________N。
分析数据可得：
∙浮力的概念：
液体对浸在其中的物体的竖直向上的托力叫浮力，
∙测量浮力大小的一种方法：
称重法Ｆ浮＝Ｇ－Ｆ
问：
当物体部分浸入液体中时是否受到浮力？
能否测出大小？
学生简述利用弹簧测力计测量浮力大小的步骤和公式
步骤Ａ在空气中用弹簧测力计测出物体的重Ｇ
Ｂ把物体浸在液体中，测出弹簧测力计的示数为Ｆ
Ｃ浮力的大小为Ｆ浮＝Ｇ－Ｆ
（对重物进行受力分析，并推导出称重法测浮力的公式）
观察在物体缓慢浸入液体的过程中，弹簧测力计的示数变化情况，由此可以得出什么结论？
物体浸入液体中的体积V浸
物体排开的液体的体积V排
物体排开的液体的重力G排
弹簧测力计的示数F＇
物体在液体中受到的浮力Ｆ浮
（二）、学生进行猜测：
物体受到的浮力大小与哪些因素有关？
1、实验2：
浮力的大小与哪些因素有关？
2、演示：
鸡蛋与浮力；浸入液体中的体积不同时，物体受浮力大小的变化；浸没在液体中的深度不同时，浮力大小的变化。
3、总结：
（三）、探究阿基米德原理
从以上实验初步可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小与它排开的液体的多少有关，并且排开液体越多，受到的浮力越大。
读读议议有关“曹冲称象”的故事，再次说明上述现象。
学生边学边实验验证这个观点。
（１）设计实验方案
需要解决的两个问题：
①如何测量物体受到的浮力。
②如何测量被物体排开的液体的重力。
实验所需的器材：
弹簧测力计，重物，盛有液体的烧杯，溢杯，空杯等。
（介绍溢杯的使用方法）
实验步骤：
（见课本）
（２）演示实验，记录有关实验数据。
（３）实验数据分析处理：
（选择有代表性的几组数据填入表格）
分析数据可得：
物体全部浸没于液体中时Ｆ浮＝Ｇ排。
问：
如果物体只是部分浸入液体中时，那么它所受的浮力是否还等于它排开液体的重力呢？
（4）改进实验方案，进行分组实验，观察现象，记录数据，归纳出结论：
物体部分浸入液体中时Ｆ浮＝Ｇ排。
师生共同总结出“阿基米德原理”：
浸在液体中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受到的重力的大小。
（板书）
测量浮力的另一种方法：
排液法：
Ｆ浮＝Ｇ排。
（5）进一步讨论阿基米德原理：
Ｆ浮＝Ｇ排＝m排g＝ρ液Ｖ排g
浮力的大小与ρ液，Ｖ排有关，且成正比关系。
讨论V排和V物的大小关系：
物体全部浸没于液体中时V排=V物
物体部分浸入于液体中时V排问：
浮力的大小与物体的密度、质量、形状以及物体浸入液体中的深度是否有关？
学生课后设计实验方案，探究上述问题。
（三）当堂巩固
（四）布置作业
《阿基米德原理》教学设计
浙江省黄岩实验中学 李亨垣
【教材和学情分析】
北师大段金梅老师利用“教材对学生思维水平的要求与学生成绩相比较”方法，对初中物理的内容进行了定量研究，发现阿基米德原理是整个初中物理教学中属于最难的一个知识点。
产生此现象的原因是初中学生的思维大多以具体形象思维为主,然后逐步过渡到抽象逻辑思维。
按照皮亚杰的认识发展阶段理论来衡量,初中学生的物理思维基本上还处在具体运算阶段和前运算阶段，即这个阶段的思维一般还离不开具体事物的支持,思维还要依靠物体、实物和能观察到的事物来进行,不能仅仅依靠词语、假设等来进行。
基于以上认识，如何通过恰当地处理教材内容并选择合适的教学方法，使学生的思维水平与教材要求相对应是进行阿基米德原理有效教学的关键。
【教学目标】
1．通过实验建构并理解阿基米德原理
2．会灵活运用阿基米德原理进行简单的运算
3．经历探究阿基米德原理的过程，提高自身的观察、动手实验、分析和概括的能力
【教学重点】
1．理解阿基米德原理
2．运用阿基米德原理进行简单的计算
【教学难点】
如何通过实验，帮助学生定量地获得F浮、V排和G排的关系
【教学过程】
1．复习浮力的测量方法
用烧杯取一定量的水，将石块挂在弹簧测力计下，测出其重力G，然后将石块缓慢地放入到水中，观察弹簧测力计的示数变化，同时引导学生观察烧杯中水面的变化。
引入问题：
在得到浮力大小的同时，我们可以发现浮力变大时，水面在发生如何变化？
2．构建浮力大小与所排开水的体积的直观关系
选择弹簧测力计（最小刻度为0.1牛）、量筒、体积为20厘米3的小石块A、体积为40厘米3的小石块B以及体积为20厘米3的小铁块各一块、细线等实验器材。
用称量法测出不同体积的小石块A和B、小铁块浸在水中受到的浮力，用排水法测出小石块A和B、小铁块所排开的水的体积。
初步建立浮力大小与排开的体积的关系。
数据记录如下表：
物体
实验序号
物体的重力（牛）
物体在水中的视重（牛）
物体受到的浮力（牛）
物体的
体积
（厘米3）
浸入水中的体积（厘米3）
排开水
的体积
（厘米3）
石块A
1
0．5
0．5
0
20
0
0
2
0．5
0．4
0．1
20
10
10
3
0．5
0．3
0．2
20
20
20
石块B
4
1．0
1．0
0
40
0
0
5
1．0
0．8
0．2
40
20
20
6
1．0
0．6
0．4
40
40
40
铁块
7
1．6
1．6
0
20
0
0
8
1．6
1．5
0．1
20
10
10
9
1．6
1．4
0．2
20
20
20
引导学生进行数据分析可得：
结论1．浮力大小与物体的种类、物体的重力和体积大小无关；
结论2．浮力的大小与物体排开水的体积成正比。
3．构建物体所受的浮力大小与液体密度的直观关系
在步骤1的实验器材中，增加两杯100毫升的酒精（密度为0.8克/厘米3）和食盐水溶液（密度为1.2克/厘米3）。
按照步骤1，把小石块A和B、小铁块分别放在酒精和食盐水溶液中，测出浮力大小，然后构建浮力与液体密度之间的关系。
液体
种类
实验序号
物块
种类
物体的重力（牛）
物体在水中的视重
（牛）
物体受到的浮力（牛）
物体的
体积
（厘米3）
浸入水中
的体积
（厘米3）
排开水的体积
（厘米3）
酒精溶液
1
石块A
0．5
0．42
0．08
20
10
10
2
石块B
1．0
0．92
0．08
40
10
10
3
铁块
1．5
1．42
0．08
20
10
10
水
4
石块A
0．5
0．4
0．1
20
10
10
5
石块B
1．0
0．9
0．1
40
10
10
6
铁块
1．5
1．4
0．1
20
10
10
食盐水溶液
7
石块A
0．5
0．37
0．13
20
10
10
8
石块B
1．0
0．87
0．13
40
10
10
9
铁块
1．5
1．37
0．13
20
10
10
（说明：
由于在实验中存在着一定的误差，为了增加实验的可信度，在上课前对弹簧测力计的刻度进行了加工，将最小刻度0.1牛改装成0.01牛。
）
引导学生分析表中数据可以得到：
结论3．不同的物体在排开相同体积的酒精（或水或食盐水）时，受到的浮力相同；
结论4．同一物体在不同液体中，如果排开的液体体积相同，受到的浮力是不同的，而且浮力的大小随着液体密度的增大而增大。
综合以上数据，可以发现物体受到的浮力大小既与物体所排开的液体密度成正比，也与所排开的液体体积正比，从而得出浮力大小与所排开液体的密度和体积有关，最后建立了F浮=ρ液gV排液。
4．构建浮力大与物体所排开的液体重力之间的关系
选择木块、铁块、水、酒精、溢水杯、薄塑料袋、弹簧测力计等作为实验器材进行分组的定量实验。
先用弹簧测力计测出铁块在浸没水中和部分浸入水中时受到的浮力，再用溢水杯和薄塑料袋收集所溢出的水，并测出所排的水重即G排液，从而进一步建立浮力与所排液体重力大小的关系：
F浮=G排液。
再利用酒精做相类似的实验，得出相关的结论。
用弹簧测力计测出木块的重力，并将木块分别漂浮在水面上和酒精液面上，运用受力分析的方法，确定木块漂浮时受到的浮力大小，然后用薄塑料袋收集所溢出的水和酒精，并测出所排出的水和酒精的重力G排液，然后验证浮力F浮大小与所排出的水和酒精的重力G排液之间的关系式：
F浮=G排液。
引导学生从浮力的方向、大小对前面的实验结果进行归纳、小结:
结论5．浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力;
结论6．浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的大小（即阿基米德原理）。
5．通过实验定量建立气体产生浮力的阿基米德原理。
（具体操作略）
6．练习训练：
利用阿基米德原理解课本P96页的例题。
7．归纳小结：
影响浮力大小的因素有：
液体的密度大小、物体排开液体的体积大小；
阿基米德原理的表达式：
F浮=G排液=ρ液gV排液。
教学设计说明：
1．从教学形式上看，学生能积极参与到实验活动中，可以激发学生的探究兴趣。
本节课中，通过老师的演示活动和学生的分组实验积极主动地去探索，不仅获取了科学知识，而且体验了探究活动的乐趣。
2．从教学过程看，学生通过获得的实验数据直观地感受到影响浮力大小的因素，并构建了浮力、物体排开的液体的重力、液体的密度、物体排开的液体的体积之间的关系，从而使学生避免了机械背诵原理和公式，真正帮助学生理解物理原理和各物理量之间的关系，切实降低了学生的学习难度。
3．从思维培养形式上看，本课的前2个步骤是探究“浮力的影响因素是什么”的问题，教学中利用控制变量法获得实验数据，根据实验数据可得出影响浮力大小的两个重要因素ρ液、V排；步骤3利用实验数据探究了“浮力的大小等于什么”问题，利用实验数据可以把浮力和所排的液体重力这两种力直接联系起来，在教师的指导下进行二次整合，才将ρ液V排与m排进而与G排联系起来。
教学中将数学方法、控制变量等常用的科学方法有机地联系在一起，真正促进了学生思维的发展。
4．从实际教学效果和课堂教学的有效性来分析，实验数据为学生理解抽象的物理概念、构建物理量之间的关系提供了合理的有效的支撑，使教学难度有了较大的下降。
在后续的课时中，通过相应的例题训练，达到融会贯通的效果。
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