第二节 阿基米德原理.doc

第2节 阿基米德原理教学目标 【知识与技能】 1能说出阿基米德原理的内容，理解公式中各个量的意义 2能根据阿基米德原理进行简单的有关浮力的计算 【过程与方法】 1通过实验探究，理解阿基米德原理的内容 2经历探究阿基米德原理的过程，学习科学探究的有关方法. 【情感、态度与价值观】 1培养学生严谨的科学态度和团结协作的精神 2培养学生乐于探索生活中物理知识的兴趣和尊重实验事实的客观态度 【重点难点】 重点：1理解阿基米德原理 2应用阿基米德原理进行相关计算 难点:应用阿基米德原理进行计算 【教学准备】 教师：阿基米德原理演示器、弹簧测力计、空易拉罐、钩码若干、烧杯、水、木块、石块等. 学生：阿基米德原理演示器、弹簧测力计、水、细线、空易拉罐、烧杯等教学设计 一、情境导入 我们学习物质的密度时说过一个故事：两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否用纯金制成，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题这次洗澡的偶然发现，不仅让阿基米德解决了王冠的鉴定问题，还通过大量的实验，总结出了著名的阿基米德原理阿基米德原理的内容是什么呢？ 二、新课讲解 （一）阿基米德的灵感 学生实验：把装满水的烧杯放在盘子里，再把易拉罐按入水中，在手感到浮力时，会看到排开的水溢到盘中. 师：同学们试试看，易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，浮力是否越大？ 学生按照要求进行实验. 师：物体在水中受到的浮力是否与物体排开水的体积有关？ 生：物体排开水的体积越大，受到的浮力越大. 师：那么，物体在水中受到的浮力大小是否与物体排开水的质量有关？ 生：因为水的密度一定，水的体积越大，质量就越大，所以物体排开水的质量越大，受到的浮力就越大 师：进一步想，物体在水中受的浮力大小是否与物体排开水所受的重力有关？ 生：因为水的重力与其质量成正比，所以物体在水中排开水所受的重力越大，物体受到的浮力越大 师：那么，物体在水中受到的浮力与其排开的水所受重力的大小有没有定量的关系呢？ （二）探究：浮力的大小 1提出问题：浮力的大小等于什么？ 2猜想和假设 为了引导学生正确提出猜想和假设，教师演示实验： (1)将装有适量钩码的易拉罐筒放在装满水的溢水杯中（保持漂浮状态），有部分水从杯中溢出 (2)继续向易拉罐筒中添加钩码保持漂浮状态），又有部分水从杯中溢出 引导学生观察实验现象：每放下一个砝码，排出的水怎样变化 教师进行受力分析：浮力和重力始终是一对平衡力，随着总重力的增大，浮力也加大，溢出的水也随着增加，如此看来，浮力的大小可能与排开的水的某种因素有关. 教师引导学生根据实验现象进行猜想： 生1：浮力的大小可能与排开水的体积有关. 生2：浮力的大小可能与排开水的重力有关 教师对学生的猜想进行分析，排除错误的猜想，对正确的猜想进行归纳，得出猜想：浮力的大小可能与排开水的重力有关 3实验思路 (1)如何求得浮力？ 漂浮时，F浮=G;下沉时：F浮=G-F拉 (2)如何求得排开水的重力？ G排=G总-G桶 (3)需要测定哪些物理量？ 漂浮时：物重G、桶重G桶、桶和水的总重G总；下沉时：物重G、视重F、桶重G桶、桶和水的总重G总.设计一个记录表格：单位：牛顿(N)物重G视重F浮力F浮桶重G桶桶和水的总重G总排出的水的重力G排123结论 (4)需要些什么器材？ 弹簧测力计、溢水杯、水、小桶、配重砝码等 4学生实验，教师巡回指导 (1)展示学生的实验数据，分析数据，归纳实验结论：F浮=G排 (2)教师用动画演示实验过程，巩固实验成果 展示阿基米德原理的内容：教材第55页 5推导阿基米德原理 教师指出：在上述实验中，如果我们把溢水杯更换成量筒，有没有办法知道排出水的重力呢？ 有推导：G排=m排g=液gV排，所以F浮=G排=p液gV排. 教师强调： (1)各物理量的单位 (2)液是指液体的密度 (3)V排不一定等于V物：当物体部分浸入液体中的时候，V排V物；当物体全部浸入液体中的时候，V排=V物 (4)从推论可以看出，浮力的大小不仅与排开液体的体积有关，还与液体的密度有关 （三）典型例题阿基米德原理的应用例如图所示，一个金属块在空气中受到的重力为39N，把它全部浸没在水中称量时（金属块未接触底面），弹簧测力计的示数为34N求：(g取10N/kg) (1)该金属块受到水对它的浮力； (2)该金属块的体积； (3)该金属块的密度； (4)该金属块浸没在酒精中时受到的浮力(酒精的密度为0.8103kg/m3)解析(1)金属块受到的水的浮力可以直接由弹簧测力计的两次示数差求出；(2)金属块全部浸在液体中，其体积等于它排开水的体积，金属块的浮力已求出，水的密度已知，只要由F浮=液gV排变形公式即可计算出物体排开液体的体积V排，即可知金属块的体积；(3)由金属块的重力可求出其质量，金属块的体积已求出，由密度公式可求出其密度；(4)直接由阿基米德原理F浮=液gV排求出金属块在酒精中受到的浮力 答案(1)金属块受到的水的浮力为F浮=G-F拉=39N-34N=5N. (2)由F浮=液gV排得，V排=510-4m3, 则V金属=V排=510-4m3. (3)金属块的质量为m金属=3.9kg 金属块的密度为金属=7.8103kg/m3 (4)金属块浸没在酒精中受到的浮力为F浮=液gV排=0.8103kg/m310N/kg510-4m3=4N. 总结阿基米德原理既可以直接用来计算物体在液体中所受的浮力，还可以通过变形公式计算物体的体积或物体排开液体的体积、液体的密度本题还给我们提供了一种测量液体密度或在液体中下沉的物体密度的方法 三、课堂小结 1阿基米德原理. 2应用阿基米德原理进行计算.板书设计 1. 2阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小