6.4阿基米德原理.doc

6.4 阿基米德原理一、教学目标1、知识与技能（1）知道浸在液体中的物体受到向上的浮力作用。（2）学会使用弹簧测力计测浮力。（3）理解阿基米德原理。（4）知道浮力产生的原因。（5）理解物体的沉浮条件及其应用。2、过程与方法（1）经历观察和实验的过程，运用合理猜想。（2）经历探究浮力大小的探究，认识发现问题、提出假设、设计实验方案、操作实验、收集、分析数据，归纳得出结论的过程。（3）通过轮船、密度计等工作原理的讨论，表达“控制变量”的思想方法。3、态度、情感与价值观（1）重温阿基米德研究浮力大小的历史，体验科学探究的艰辛和乐趣，感悟科学家刻苦钻研的精神。（2）通过实验设计的过程，提高创造思维能力。（3）通过了解浮力知识在工农业生产和国防等领域中的应用，激发学习物理的兴趣。二、教学重点和难点重点：阿基米德原理。难点：探索浮力与排开液体重力大小的关系。三、教学资源1、 器材：演示用弹簧测力计、学生实验用弹簧测力计、铁架台、玻璃桶、玻璃缸、溢水杯、烧杯、泡沫塑料块、砂桶、钩码、橡皮泥、铜块、铝块、水、浓盐水、煤油、塑料小盒、细沙、筷子、象棋子、天平(带砝码)、量筒和牙膏皮等。2、课件：自制多媒体课件阿基米德原理情景I图片活动I学生实验情景II演示实验 浮力活动II学生实验情景III故事、图片情景IV视频播放活动III学生实验浮力产生原因情景V演示实验活动IV学生讨论活动V学生实验活动VI阅读物体浮沉条件情景VI图片、演示活动VII学生实验情景VII视频四、教学流程1、教学流程图五、教学过程第一课时一、引入1、关于浮力（1）情景：“阳光体育活动”的游泳项目（图片）。（2）活动：感受浮力（完成活动卡P13页活动1）。（3）结论：我们把物体浸在液体中受到的向上托的力称为浮力。二、新课2、探究阿基米德原理（1）问题： 实验中，除了感受到液体对浸入其中的物体有向上的浮力，还观察到什么现象吗？ 在液体中物体所受浮力的大小能直接测量出来吗？（2）视频：物体慢慢浸入水的过程中，弹簧测力计示数大小的变化。（较慢，且反复播放）（3）观察： 将物体部分浸入水中，观察弹簧测力计的示数变化情况和液面变化情况。 待物体完全浸没后，若继续往下，观察弹簧测力计的示数变化情况和液面变化情况。（4）问题：浮力的大小可能跟什么因素有关？（5）猜想：物体排开水的体积V排、 物体排开水的质量m排、物体排开水的重力G排等。说明：由于之前的铺垫，学生较容易想到上述的三种情况。为进一步得出阿基米德原理，教师有必要引导学生讨论这三个物理量之间的关系，从而形成假设F浮与G排之间的关系。（6）设计方案 讨论实验方案。（请带着这样三个问题边讨论，边填写活动卡实验记录单1）* 如何选择适合的实验器材?* 如何测量浮力(F浮)？* 如何收集“物体排开的液体”,并测量其所受的重力(G排)？ 交流实验设计方案（7）验证假设学生分组实验，验证假设，并填写学习活动卡实验记录单1。（8）结论：当物体全部或部分浸在液体中时，它会受到向上的浮力，浮力大小等于它排开这部分液体所受的重力大小。3、介绍阿基米德研究浮力大小的方法三、知识应用阿基米德原理不仅适用于液体，而且适用于气体。根据这一规律，人类制造出气球和飞艇。工程师设计船舶，根据阿基米德原理计算排水量和最大装载量。人类还制造出了沉浮自如、行动隐蔽的潜水艇等。说明：以图片的方式呈现，具体的应用在以后的两个课时中介绍。四、课后思考老师手里有这样几块物体：橡皮泥、铝片、硬币、小石子。浸入盛有水的容器中，它们都沉入了水底。 在不增加其它实验器材的条件下，你能使它们都浮在水面上吗？请在课后和你的伙伴一起讨论方案。第二课时一、引入1、学生实验： 将象棋子放入水中，观察现象； 按学习活动卡P15页“观察和描述”的要求完成实验，观察现象； 用筷子拨动与底部紧密接触的象棋子，观察现象。水象棋子与底部紧密接触水象棋子将象棋子放入水中二、新课2、浮力产生原因（1）问题：根据上述实验现象，你觉得前后出现不一样现象的原因可能是什么？（2）学生分组讨论：教师点拨：根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体所受的重力，那么右图中的象棋子排开了液体，为何浮不起来呢？用筷子拨动后为何就浮起来了呢？（3）交流归纳：上述右图中象棋子不能浮起的原因是因为棋子的下表面没有受到液体的压力。说明：阿基米德原理仅说明了浮力大小所遵循的规律，而没有揭示浮力的产生原因。（4）多媒体演示：将两面带有橡皮膜的有机玻璃正方体分别以下图两种方式浸没到水中，观察橡皮膜的凹陷程度。（5）活动：学生阅读教科书P19（6）交流归纳：* 浸没在液体中的物体，受到液体对它向上的压力和向下的压力差形成了浮力。* F浮=F2-F1=液gV排* 影响浮力大小的因素：液体的密度液 物体排开液体的体积V排4、 阿基米德原理的应用（1）交流：展示第一课时中“课后思考”的设计方案。 说明：凭借生活经验，不少同学会想到将铝片或橡皮泥折成小船状，然后把石块、硬币等放入其中，就可以漂浮在水面了。教师可以以此引入到轮船的制成原理。（2）轮船的制成原理 阅读教科书（学生带着以下两个问题进行阅读）* 漂浮在水面上的轮船受到几个力的作用？* 轮船在制作上是通过什么方式来增大浮力的？ 学生交流：根据阿基米德原理 F浮=G排船漂浮在水面 F浮=G物G排=G物m排=m物轮船漂浮在水面时受到浮力和重力的作用，这两个力是一对平衡力；轮船通过制成空心体结构，实现液体密度不变时增大物体排开液体的体积来增大浮力，从而浮在水面上的。关于排水量：说明：关于排水量的知识由教师推导得出。（3）密度计的工作原理 阅读教科书（学生带着以下两个问题进行阅读）* 密度计在不同液体中所受的浮力相同吗？* 密度计上的刻度值为何从上到下依次增大的？ 学生交流密度计是漂浮在液面的，所以在不同液体中所受的浮力相同，都等于密度计的自身重力，当液体密度增大时，由于浮力不变，所以排开液体的体积变小，由此密度计上的刻度值分布，从上到下依次是增大的。三、课后思考动手做一做：现有竹筷子一根，铁丝若干，请制作一个带有刻度的简易密度计。第三课时一、引入1、情景：（1）图片：万吨巨轮在水面上航行。（2）演示：相同体积的木块和铁块同时浸没到水中。2、思考：（1）为什么水能托住万吨巨轮，却托不起小铁块？（2）浮于水面的木块受到的浮力比同体积的铁块大吗？3、问题：浸没在液体中的物体的浮与沉是由什么决定的？4、猜想：物体受到的重力？物体受到的浮力？物体受到的重力和浮力共同决定？二、新课5、探究物体的浮沉条件（1）学生实验：将外型相同的三个塑料小盒分别浸没到水中，得出上浮、下沉、悬浮三种情况。（a）悬浮 （b）上浮 （c）下沉 （2）设计实验找寻“为何相同体积的物体浸没在同一种液体中会出现上浮、下沉、悬浮三种不同的情况？” 讨论实验方案（围绕以下问题思考） * 如何测物体的浮力和重力？ * 选用哪些合适的器材？ 交流实验方案 学生实验并完成活动卡实验记录单2.1（3）演示：在上述的（a）图的水中到入一定量的盐，观察现象。 （4）设计实验找寻“为何同一物体浸没在不同种液体中会出现悬浮、上浮等不同的情况？” 讨论实验方案（围绕以下问题思考） * 如何测物体的浮力和重力？ * 选用哪些合适的器材？ 交流实验方案 学生实验并完成活动卡实验记录单2.2F浮 G 上浮F浮 =G 悬浮F浮 G 下沉浸没在液体中的物体浮沉条件是（8）交流归纳三、浮沉条件的应用（1）潜水艇通过多媒体向同学们展示潜水艇上浮和下潜的过程，学生直观的理解潜水艇是靠改变自身重力来达到改变浮力和重力的关系，从而决定上浮或下潜的。（2）热气球和飞艇加热热气球使气体温度升高，气体膨胀增大了气球的体积，从而增大了气球受到的浮力，气球上升。飞艇里装的是氦气，增加飞艇里的氦气，使飞艇体积增大，从而使飞艇受到的浮力大于飞艇的重力，飞艇上升。说明：播放视频使学生有直观感受。实验记录单1（1）小组提出的假设： 。（2）实验器材（在你们小组所选择的实验器材名称前面打“”）沙桶、钩码、橡皮泥、铜块、铝块、水、浓盐水、煤油弹簧测力计、溢水杯、塑料杯、小烧杯、量筒、小塑料袋、一次性小塑料杯、细线（3）实验步骤 （可用文字或简图表示）（4）实验记录表格序号物体液体弹簧测力计的示数F浮（N）G排（N）F1(N)在空气中F2 (N)浸在液体中1234（5）请根据你的实验数据分析并归纳初步结论： 。（6）你们的假设与结论一致吗？对于小组实验，你们觉得还有哪些步骤或方法可以改进？你还想做些什么研究？实验记录单2.1（1）研究主题： 。（2）实验器材（在你们小组所选择的实验器材名称前面打“”）天平（带砝码） 量筒 弹簧测力计 水 浓盐水 酒精 装有不同质量沙的塑料小盒若干（A、B、C、D、E） （3）实验步骤 （完成表格项目栏中物理量填写）序号物理量（4）