102 阿基米德原理.docx
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102阿基米德原理
第2节阿基米德原理
一、教案内容简述
1、课题：
第2节阿基米德原理
2、课程类型：
新授课
3、备课日期：
2013年1月
4、备课人：
5、教学目标：
【知识与技能】
1．通过探究，认识浮力，会用称重法测浮力
2．探究出影响浮力大小的因素
3．探究出浮力的大小，知道阿基米德原理
【情感目标】
1．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。
2.利用探究活动，激发学生勇于探究科学真理的热情，让学生体验科学探究的乐趣，培养学生实事求是的科学态度。
【过程与方法】
1．经历科学探究浮力大小的过程，培养探究意识，提高科学探究能力；
2．培养学生的观察、分析、概括能力，发展学生处理信息的能力；
3．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。
6、教学重点：
知道阿基米德原理，发现浮力的大小和液体的密度及排开液体的体积有关。
7、重点突破：
通过实验、举例探究阿基米德原理
8、教学难点：
探究浮力大小与哪些因素有关，并如何去设计实验验证猜想
9、难点突破：
通过实验探究决定浮力的大小因素
10、教学方法：
观察、讨论、实验探究
11、教学用具：
铁架台（1个）、大弹簧测力计（1个）、石块（1个）、细线、大小烧杯（各1个）、溢水杯（1个）。
二、教学过程
1、课程导入
（1）VIP课程
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？
（2）班级课程
故事导入一
阿基米德出生在古希腊的贵族家庭，他从小热爱学习，善于思考，喜欢辩论。
有一次，国王要金匠给他做一顶金王冠，做王冠用的金子事先称过重量。
王冠做好了，国王听说工匠在王冠中掺进了白银，偷走了一些金子。
可是，王冠的重量，并没有少；从外表看，也看不出来。
没有证据，就不能定金匠的罪。
国王把阿基米德找去，要他判断这顶王冠有没有掺进白银，如果掺了，掺进去多少。
据说，阿基米德是从洗澡得到启发，才解决了这个难题。
这天，他去澡堂洗澡，心里还想着王冠问题。
当他慢慢坐进澡盆的时候，水从盆边溢了出来。
他望着溢出来的水发呆，忽然，高兴地叫了起来：
“找到了！
找到了！
”阿基米德连衣服都来不及穿好，竟然赤着身子，从澡堂跑回家里。
原来，阿基米德已经想出了一个简便方法，可以判断王冠是不是纯金做的。
他把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢了出来。
他取出金冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢了出来。
他把两次溢出的水加以比较，发现第一次溢出来的多。
于是他断定王冠中掺了银子。
然后，他又经过一番试验，算出了银子的重量。
当他宣布这个结果的时候，金匠们一个个惊得目瞪口呆。
他们怎么也弄不清楚，为什么阿基米德会知道他们的秘密。
当然，说阿基米德是从洗澡中得到启发，并没有多大根据。
但是，他用来揭开王冠秘密的原理流传下来，就叫做阿基米德原理。
直到现代，还在利用这个原理测定船舶载重量。
你能知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗？
你想知道这个原理是什么内容吗？
今天我们就要学到这条原理。
2、教学内容
一、阿基米德的灵感
创设情境：
指着漂浮在水面上的空易拉罐提出问题，易拉罐浮在水面上，用什么办法能把它浸入水中呢？
方法1：
用手把空易拉罐瓶向下慢慢压入水桶中，如图所示。
问题：
（1）你的手有什么感觉？
（2）易拉罐受到的重力变化了吗？
受到的浮力变化了吗？
（3）水面高度有什么变化？
（4）这些都说明了什么问题？
学生活动：
通过实验发现将易拉罐压入水桶的过程中，易拉罐所受的浮力越来越大，排开的水越来越多。
说明浮力的大小和排开液体多少有关系。
方法2：
将易拉罐踩扁放入水中下沉。
问题：
（1）易拉罐为什么会沉下去？
它受到的重力变化了吗？
受到的浮力变化了吗？
（2）易拉罐踩扁后放入水中，什么变了？
（3）这些都说明了什么问题？
学生活动：
思考讨论。
易拉罐的重力没有变，之所以会下沉，是因为它受到的浮力减小了。
易拉罐踩扁后，体积变小，放入水中，排开水的体积也变小了。
说明浮力的大小跟易拉罐排开水的体积有关，体积越小，受到的浮力越小。
方法3：
将易拉罐灌满水后放入水中下沉。
问题：
易拉罐灌满水后受到的重力变了吗？
受的浮力变了吗？
学生活动：
思考讨论。
易拉罐灌满水后，受到的重力变大了，受到的浮力怎么变化不清楚。
思考问题：
浮力的大小和排开液体多少是否存在定量的关系呢？
交流分析：
根据上一节课我们知道，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。
现在根据阿基米德的故事，如果我们用“物体排开液体的体积”取代“浸没在液体中物体的体积”来陈述这个结论，可以得到，物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它所受的浮力就越大。
教师引导学生统一说法：
把物体浸入液体的体积称为物体排开液体的体积。
液体的密度、排开液体的体积是不是和排开液体的质量有一定的联系呢？
排开液体的质量是不是和排开液体所受的重力有一定的联系呢？
浮力的大小会不会和排开液体所受的重力有一定的关系呢？
由于物体的体积与密度的乘积等于物体的质量，可以进一步推想，浮力的大小跟排开液体所受的重力也密切相关。
二、浮力的大小
猜想与假设：
[教师点拨学生猜想]：
由前面实验我们知道，物体浸入液体的体积越大（即物体排开液体的体积越大），液体的密度越大，物体所受的浮力越大。
也就是说浮力的大小与物体排开液体的重量是有关的，它们之间有什么数量关系呢？
制定计划与设计实验：
[学生讨论]：
经过讨论，设计出实验的方案。
教师评价。
思考交流：
浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用弹簧测力计测出。
物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出。
实验探究：
探究浮力的大小与排开液体的重力的关系
1．实验器材：
弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。
思考问题：
如何测出石块排开的水所受的重力呢？
①溢水杯中的水应为多少？
②先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？
小组讨论，汇报方案，教师点评。
学生分组实验，把数据记录在表格中。
2．实验步骤
（1）如图所示，测出石块所受的重力G和小桶所受的重力
（2）将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流人小桶中，读出此时弹
簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水。
（3）用弹簧测力计测出小桶和水的总重力
则排开水的重力
3．实验数据记录表格
4．分析与讨论：
运用比较的方法，通过比较
得出结论。
结论：
浸在液体中的物体受到向上的浮力
的大小等于被它排开的液体
所受的重力
这个结论叫做阿基米德原理。
用公式表示为：
[讲述]：
上述结论是阿基米德早在两千多年前就已发现，称为阿基米德原理。
实验证明，这个结论对气体同样适用。
例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。
设计说明：
阿基米德原理的得出采取将“物体所受的浮力大小”与“排开水的重力”两个物理量分开测量的方法是为了简化实验步骤，将实验难点分散。
特别提醒：
对阿基米德原理的说明：
①阿基米德原理的表达式：
②物体浸在液体中有两种可能：
物体排开液体的体积
等于物体浸入液体中的那部分的体积：
⑥浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，与其他任何因素都无关。
浮力的大小与物体全部进入液体后的深度无关。
三、浮力的计算方法
1、测量法：
F浮＝G－F
用弹簧测力计测出物体的重力G，再把物体浸入液体，读出此时弹簧测力计的示数F，则物体受到的浮力F浮＝G－F
2、压力差法：
F浮＝F向上－F向下
3、漂浮、悬浮时，F浮＝G
4、阿基米德原理：
F浮＝G排＝ρ液gV排（阿基米德原理适用于所有物体）
三、课后总结
1、课堂练习
见附录
3、板书设计
10.2阿基米德原理
一、阿基米德的灵感
二、阿基米德原理
1、内容
2、公式
3、理解
三、浮力的计算方法
4、课堂小结
1.阿基米德原理的内容
2.影响浮力大小的因素
3.计算浮力的方法。
4、课后作业
1、课本的课后作业。
2、练习册
1．下列关于浮力的有关说法中，正确的是（）。
A.只要液体的密度大，物体受到的浮力就一定大
B．只要物体的体积越大，物体受到的浮力就一定越大
C．阿基米德原理只适用于液体，不适用于气体
D．浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，与物体的形状及浸没在液体中的深度无关
解析：
根据阿基米德原理
可知，物体所受的浮力只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，而跟物体本身、的体积、密度、形状、浸没在液体中的深度无关，B错，D正确；液体的密度大，物体受到的浮力不一定大，因为物体受到的浮力还跟物体排开液体的体积有关，故A错；阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体，故C错。
答案：
D
2．-天，小高在某科技馆发现了一个大水管（如图）。
当小高向管内
打气时，由于水中产生大量气泡，从而使“潜水员”排开水的体积变小。
此
时，“潜水员”受到的浮力将（）。
A．变大B．变小
C．不变D．无法判断
解析：
“潜水员”受到的浮力等于它排开的水所受的重力，打气后，使“潜水员”排开水的体积变小，则“潜水员”排开水的重力变小，故“潜水员”所受的浮力变小。
答案：
B
3．如图所示是大鱼和小鱼的争论，你认为鱼的说法是正确的，因为。
解析：
因为物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力，大鱼排开水的体积大，故大鱼排开水的重力大，因此大鱼受到的浮力大。
答案：
大浮力等于物体排开的液体所受的重力，大鱼的体积大，排开水的重力大
4．有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。
“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接。
正常游泳时，连接线是松弛的，气囊漂浮着，跟人如影相随。
在体力不支等情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下（）。
A．人的重力减小了B．人所受的重力方向改变了
C．气囊排开水的体积变小了D．气囊受到的浮力变大了
解析：
在体力不支等情况下，将气囊压入水中时，气囊排开水的体积变大，
可知气囊受到的浮力变大，C错、D正确；人的质量没有变化，故人的重力没有变化，人所受重力方向也没有变化，仍是竖直向下的，A、B均错。
答案：
D
5．游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则（）。
A．脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大
B．脚疼得越来越轻，因为河底对人的支持力越来越小
C．脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大
D．脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小
解析：
当人走向深水中的过程中，人排开水的体积
越来越大，由阿基米德原理
知，人受到的浮力越来越大，河底对人的支持力越来越小，人对河底的压力越来越小，所以脚疼得越来越轻，故B正确。
答案：
B
6.2010年5月28日清晨，美国男子乔纳森用一大簇氦气球绑在
椅子上将自己送上天空（如图），实现了人类首次靠氦气球穿越英吉
利海峡的壮举。
（1）若整个装置的总体积为100
空气的密度为1.29kg/
，
则整个装置受到空气的浮力为N。
（g取10N/kg）
（2）乔纳森为了降落，剪断了几个气球的绳子，则整个装置所受的浮力（选填“变大”“变小”或“不变”）。
解析：
（1）整个装置受到空气的浮力为
（2）剪断了几个气球的绳子，则整个装置排开空气的体积变小，所受浮力变小。
答案：
（1）1290
（2）变小
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