第2節(jié)阿基米德原理(6)

1、第2節(jié)阿基米德原理整體設(shè)計(jì)義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)要求：通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，經(jīng)歷探究浮力大小的過(guò)程，知道 阿基米德原理。教材在對(duì)阿基米德原理這一部分內(nèi)容的編排上基本突出了探究 過(guò)程，體現(xiàn)了讓學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)思想，與物理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求也是 一致的。本節(jié)設(shè)計(jì)的過(guò)程首先讓學(xué)生通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)活動(dòng)體驗(yàn)浮力的存在及其變 化，聯(lián)系上一節(jié)課決定浮力大小的因素，通過(guò)交流猜想，得出浮力的太小跟排 開液體所受的重力也有密切關(guān)系，進(jìn)而自然過(guò)渡到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，再通過(guò)學(xué) 生實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論（即阿基米德原理）。本節(jié)設(shè)計(jì)采用探究教學(xué)方法，使學(xué)生明白阿基米德原理這一知識(shí)的生成過(guò) 程，從而更深刻地理解這一原理的內(nèi)涵，同時(shí)有利于學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的

2、認(rèn)識(shí)。 學(xué)生通過(guò)討論并在動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上去驗(yàn)證猜想，然后教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)分析、 歸納的方法提出物體所受的浮力跟它所排開液體的垂力相等的假設(shè)。最后讓學(xué) 生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作去檢驗(yàn)這一假設(shè)。在教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，教師 要促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)地思考并給學(xué)生討論、交流的機(jī)會(huì)。在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，教師 還要注意利用學(xué)習(xí)性評(píng)價(jià)方法對(duì)學(xué)生的探究活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1. 知道阿基米德原理，會(huì)求浮力的大小；2嘗試用阿基米德原理解決簡(jiǎn)單的問(wèn)題，能解釋生活中一些與浮力有關(guān)的物理 現(xiàn)象。過(guò)程與方法1. 經(jīng)歷科學(xué)探究浮力大小的過(guò)程，培養(yǎng)探究意識(shí)，提高科學(xué)探究能力；2. 培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、概括能力，發(fā)展學(xué)生處

3、理信息的能力；3. 經(jīng)歷探究阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，進(jìn)一步練習(xí)使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)浮力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1. 通過(guò)阿基米德原理的探究活動(dòng)，體會(huì)科學(xué)探究的樂(lè)趣；2. 通過(guò)運(yùn)用阿基米德原理解決實(shí)際問(wèn)題，意識(shí)到物理與生活的密切聯(lián)系。 教學(xué)重點(diǎn)阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)探究及其應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)探究浮力與排開液體重力的關(guān)系，正確理解阿基米德原理的內(nèi)容教學(xué)方法觀察、討論、實(shí)驗(yàn)探究。課時(shí)安排1課時(shí)教學(xué)準(zhǔn)備學(xué)生用的實(shí)驗(yàn)器材包括：彈簧測(cè)力計(jì)、木塊、石塊、細(xì)線、橡皮泥、溢水 杯、量筒、大燒杯、小桶、塑料瓶、水、酒精等。教師演示用器材：鐵架臺(tái)（1個(gè)）、大彈簧測(cè)力計(jì)（1個(gè)）、石塊（1個(gè)）、 細(xì)線、大小燒杯（各1 個(gè)）、溢水杯

4、（1個(gè)）。教學(xué)過(guò)程 導(dǎo)入新課故事導(dǎo)入一阿基米德出生在古希臘的貴族家庭，他從小熱愛學(xué)習(xí)，善于思考，喜歡辯 論。有一次，國(guó)王要金匠給他做一頂金王冠，做王冠用的金子事先稱過(guò)重量。 王冠做好了，國(guó)王聽說(shuō)工匠在王冠中摻進(jìn)了白銀，偷走了一些金子?？墒牵?冠的重量，并沒(méi)有少；從外表看，也看不出來(lái)。沒(méi)有證據(jù)，就不能定金匠的罪。 國(guó)王把阿基米德找去，要他判斷這頂王冠有沒(méi)有摻進(jìn)白銀，如果摻了，摻進(jìn)去 多少。據(jù)說(shuō)，阿基米德是從洗澡得到啟發(fā)，才解決了這個(gè)難題。這天，他去澡 堂洗澡，心里還想著王冠問(wèn)題。當(dāng)他慢慢坐進(jìn)澡盆的時(shí)候，水從盆邊溢了出來(lái)。 他望著溢出來(lái)的水發(fā)呆，忽然，高興地叫了起來(lái)：“找到了！找到了！ ”阿基

5、米德連衣服都來(lái)不及穿好，竟然赤著身子，從澡堂跑回家里。原來(lái)，阿基米德 已經(jīng)想出了一個(gè)簡(jiǎn)便方法，可以判斷王冠是不是純金做的。他把金王冠放進(jìn)一 個(gè)裝滿水的缸中，一些水溢了出來(lái)。他取出金冠，把水裝滿，再將一塊同王冠 一樣重的金子放進(jìn)水里，又有一些水溢了出來(lái)。他把兩次溢出的水加以比較， 發(fā)現(xiàn)第一次溢出來(lái)的多。于是他斷定王冠中摻了銀子。然后，他又經(jīng)過(guò)一番試 驗(yàn)，算出了銀子的重量。當(dāng)他宣布這個(gè)結(jié)果的時(shí)候，金匠們一個(gè)個(gè)驚得目瞪口 呆。他們?cè)趺匆才磺宄?，為什么阿基米德?huì)知道他們的秘密。當(dāng)然，說(shuō)阿基 米德是從洗澡中得到啟發(fā)，并沒(méi)有多大根據(jù)。但是，他用來(lái)揭開王冠秘密的原 理流傳下來(lái)，就叫做阿基米德原理。直到現(xiàn)代

6、，還在利用這個(gè)原理測(cè)定船舶載 重量。你能知道阿基米德揭開這個(gè)秘密的原理嗎？你想知道這個(gè)原理是什么內(nèi) 容嗎？今天我們就要學(xué)到這條原理。引出課題并板書：阿基米德原理。探究新課一、阿基米德的靈感創(chuàng)設(shè)情境：指著漂浮在水面上的空易拉罐提出問(wèn)題，易拉罐浮在水面上，用什 么辦法能把它浸入水中呢？方法1:用手把空易拉罐瓶向下慢慢壓入水桶中，如圖所示。問(wèn)題：(1)你的手有什么感覺？(2) 易拉罐受到的重力變化了嗎？受到的浮力變化了嗎？(3) 水面高度有什么變化？(4) 這些都說(shuō)明了什么問(wèn)題？學(xué)生活動(dòng)：通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將易拉罐壓入水桶的過(guò)程中，易拉罐所受的浮力 越來(lái)越大，排開的水越來(lái)越多。說(shuō)明浮力的大小和排開液體多少

7、有關(guān)系。方法2:將易拉罐踩扁放入水中下沉。問(wèn)題：(1) 易拉罐為什么會(huì)沉下去？它受到的重力變化了嗎？受到的浮力變化了 嗎？(2) 易拉罐踩扁后放入水中，什么變了？(3) 這些都說(shuō)明了什么問(wèn)題？學(xué)生活動(dòng)：思考討論。易拉罐的重力沒(méi)有變，之所以會(huì)下沉，是因?yàn)樗?到的浮力減小了。易拉罐踩扁后，體積變小，放入水中，排開水的體積也變小 了。說(shuō)明浮力的大小跟易拉罐排開水的體積有關(guān)，體積越小，受到的浮力越小'方法3:將易拉罐灌滿水后放入水中下沉。問(wèn)題：易拉罐灌滿水后受到的重力變了嗎？受的浮力變了嗎？學(xué)生活動(dòng)：思考討論。易拉罐灌滿水后，受到的重力變大了，受到的浮力 怎么變化不清楚。思考問(wèn)題：浮力的大小

8、和排開液體多少是否存在定量的關(guān)系呢？交流分析：根據(jù)上一節(jié)課我們知道，物體浸在液體中的體積越大、液體的 密度越大，它受 到的浮力就越大?，F(xiàn)在根據(jù)阿基米德的故事，如果我們用“物體排開液體的體 積”取代“浸沒(méi)在液體中物體的體積”來(lái)陳述這個(gè)結(jié)論，可以得到，物體排開 液體的體積越大、液體的密度越大，它所受的浮力就越大。教師引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)一說(shuō)法：把物體浸入液體的體積稱為物體排開液體的體積。 液體的密度、排開液體的體積是不是和排開液體的質(zhì)量有一定的聯(lián)系呢？ 排開液體的質(zhì)量是不是和排開液體所受的重力有一定的聯(lián)系呢？ 浮力的大小會(huì)不會(huì)和排開液體所受的重力有一定的關(guān)系呢？（步步引導(dǎo)、層層 過(guò)渡。）由于物體的體積與密度

9、的乘積等于物體的質(zhì)量，可以進(jìn)一步推想，浮力的 大小跟排開液體所受的重力也密切相關(guān)。二、浮力的大小猜想與假設(shè)：（即教師點(diǎn)撥學(xué)生猜想:由前面實(shí)驗(yàn)我們知道，物體浸入液體的體積越大 物體排開液體的體積越大），液體的密度越大，物體所受的浮力越大。也就是 說(shuō)浮力的大小與物體排開液體的重量是有關(guān)的，它們之間有什么數(shù)量關(guān)系呢？制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生討論:經(jīng)過(guò)討論，設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的方案。教師評(píng)價(jià)。思考交流：浸沒(méi)在液體中的物體都會(huì)受到浮力的作用，所受浮力的大小可 以用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出。物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測(cè)力計(jì)測(cè) 出。實(shí)驗(yàn)探究：探究浮力的大小與排開液體的重力的關(guān)系1 實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、石塊、燒

10、杯、小桶、水。思考問(wèn)題：如何測(cè)出石塊排開的水所受的重力呢？溢水杯中的水應(yīng)為多少？先測(cè)空桶的重力呢，還是先測(cè)桶和排開水的 總重力呢？小組討論，匯報(bào)方案，教師點(diǎn)評(píng)。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，把數(shù)據(jù)記錄在表格中。2 實(shí)驗(yàn)步驟 如圖所示，測(cè)出石塊所受的重力 G和小桶所受的重力(2)將溢水杯中注滿水，把石塊浸入溢水杯中，讓排出的水全部流人小桶中，讀 出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,同時(shí)用小桶收集物體排開的水。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶和水的總重力，得到排開水的重力3. 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格4. 分析與討論：運(yùn)用比較的方法，通過(guò)比較得出結(jié)論。結(jié)論：浸在液體中的物體受到向上的浮力的大小等于被它排開的液體所受的重 力。這個(gè)結(jié)論叫做阿基米

11、德原理。講述:上述結(jié)論是阿基米德早在兩千多年前就已發(fā)現(xiàn)，稱為阿基米德原 理。實(shí)驗(yàn)證明，這個(gè)結(jié)論對(duì)氣體同樣適用。例如空氣對(duì)氣球的浮力大小就等于 被氣球排開的空氣所受到的重力。設(shè)計(jì)說(shuō)明：阿基米德原理的得出采取將“物體所受的浮力大小”與“排開 水的重力”兩個(gè)物理量分開測(cè)量的方法是為了簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟，將實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)分散。特別提醒：對(duì)阿基米德原理的說(shuō)明： 阿基米德原理的表達(dá)式 物體浸在液體中有兩種可能：物體排開液體的體積等于物體浸入液體中的那 部分的體積。浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān)，與其他任何因素 都無(wú)關(guān)。浮力的大小與物體全部進(jìn)入液體后的深度無(wú)關(guān)。例題鞏固：同步訓(xùn)練1 .下列關(guān)于浮力的有

12、關(guān)說(shuō)法中，正確的是()。A. 只要液體的密度大，物體受到的浮力就一定大B .只要物體的體積越大，物體受到的浮力就一定越大C .阿基米德原理只適用于液體，不適用于氣體D 浸在液體中的物體所受浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力，與物體的形狀及浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)解析：根據(jù)阿基米德原理可知，物體所受的浮力只跟液體的密度和物體排開液 體的體積有關(guān)，而跟物體本身、的體積、密度、形狀、浸沒(méi)在液體中的深度無(wú) 關(guān)，B錯(cuò)，D正確；液體的密度大，物體受到的浮力不一定大，因?yàn)槲矬w受到的 浮力還跟物體排開液體的體積有關(guān)，故 A錯(cuò)；阿基米德原理既適用于液體，也 適用于氣體，故C錯(cuò)。答案：D2.-天，小高在某科技

13、館發(fā)現(xiàn)了一個(gè)大水管（如圖）。當(dāng)小高向管內(nèi)打氣時(shí)，由于水中產(chǎn)生大量氣泡，從而使“潛水員”排開水的體積變小。此時(shí)， “潛 水員”受到的浮力將（）。A.變大 B 變小C不變 D .無(wú)法判斷解析：“潛水員”受到的浮力等于它排開的水所受的重力，打氣后，使“潛 水員”排開水的體積變小，則“潛水員”排開水的重力變小，故“潛水員”所 受的浮力變小。答案：B3 .如圖所示是大魚和小魚的爭(zhēng)論，你認(rèn)為魚的說(shuō)法是正確的，因?yàn)榻馕觯阂驗(yàn)槲矬w受到的浮力等于它排開的液體所受的重力，大魚排開水的 體積大，故大魚排開水的重力大，因此大魚受到的浮力大。答案：大浮力等于物體排開的液體所受的重力，大魚的體積大，排開水的 重力大4 .

14、有一種被稱作“跟屁蟲”的輔助裝備是游泳安全的保護(hù)神?！案ㄏx”由一個(gè)氣囊和腰帶組成，兩者之間由一根線連接。正常游泳時(shí)，連接線是松弛 的，氣囊漂浮著，跟人如影相隨。在體力不支等情況下，可將氣囊壓入水中， 防止人下沉，在此情況下（）。A.人的重力減小了B人所受的重力方向改變了C.氣囊排開水的體積變小了D 氣囊受到的浮力變大了解析：在體力不支等情況下，將氣囊壓入水中時(shí)，氣囊排開水的體積變大，可知?dú)饽沂艿降母×ψ兇?，C錯(cuò)、D正確；人的質(zhì)量沒(méi)有變化，故人的重力沒(méi)有 變化，人所受重力方向也沒(méi)有變化，仍是豎直向下的，A、B均錯(cuò)。答案：D5. 游泳的人由河邊走向深水處的過(guò)程中，如果河底布滿碎石子，則（）。A. 腳越來(lái)越疼，因?yàn)樗畬?duì)腳的壓力越來(lái)越大B. 腳疼得越來(lái)越輕，因?yàn)楹拥讓?duì)人的支持力越來(lái)越小C. 腳越來(lái)越疼，因?yàn)樗畬?duì)人的浮力越來(lái)越大D. 腳疼得越來(lái)越輕