第二节 阿基米德原理.doc

阿基米德原理教学设计重庆育才中学 李建【教材分析】本节课选自人民教育出版社义务教育教科书八年级下册第十章第二节，学生在此前已经学习了质量、密度、二力平衡等相关知识，在第一节浮力中已经初步探究了浮力的的大小、方向、浮力产生的原因，及测量浮力的方法，并探究了决定浮力大小的因素，为本节课的学习打下了基础。阿基米德原理是初中物理的一个重要规律，是重要的教学内容。本节是对上节探究影响浮力大小因素的结果进一步的完善和深化，从定性探究到探索具体的定量关系。为后面物体的浮沉条件及应用打下基础。【教学目标】一、知识与技能1、知道并能复述阿基米德原理内容及其数学表达式。2、能应用公式F浮=G排和F浮= 液 gV排计算简单的浮力问题。二、过程与方法1、经历改进自制浮力称的过程，加深对浮力的进一步认识与理解，体验创造的快乐；2、在探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，做到会操作、会记录、会分析、会论证。3、尝试应用阿基米德原理来计算浮力相关问题，进一步培养学生的分析概括和计算能力。三、情感态度与价值观1、通过大量的实验、探究活动，激发学生学习物理的兴趣及对未知事物的好奇心和求知欲。2、在小组合作科学探究物理规律中，培养实事求是，严谨认真，一丝不苟的科学态度。3、体会物理规律在实际生活中的重要应用，感悟物理来源于生活，又广泛应用于生活。【教学重难点】教学重点：让学生经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，概括、归纳出阿基米德原理。教学难点：探究浮力的大小与排开液体所受重力实验方案的设计【教学方法】:讲授法、问答法、科学探究法、归纳总结法等多种方法结合。【教学准备】学生探究器材准备：塑料果盘（15个）、自制溢水杯（用废弃橡皮泥盒和塑料杯自制，15个）、弹簧秤（15只）、爽歪歪饮料瓶（内装橡皮泥，上系有橡皮筋、细线，15个）、矿泉水瓶（装有足够的酒精、自来水各7瓶）、小塑料袋（7个）、小一次性水杯（7个）。教师演示准备：弹簧测力计、改装的弹簧称2个（一个测浮力、一个测排开液体的重力）、研究对象（沉子）、升降台、透明的容器、自制溢水杯（含导管）、塑料袋（小桶）、备用水、自制浮沉子、多媒体课件。【教学过程】一、演示实验，创设情景，提出问题、引入新课演示实验1：乒乓球打捞水底的钥匙。学生活动：利用带挂钩的乒乓球成功的将沉在水底的钥匙打捞上来。提问1：乒乓球能将钥匙打捞上来，那么乒乓球能不能用来打捞沉在水下的沉船呢？播放视频1001个真相用乒乓球打捞沉船提问2：这么多乒乓球的作用下能把沉船打捞上了，它们产生的浮力有多大呢？想要解决这个问题，请一起进入今天的探索之旅阿基米德原理二、小组合作，实验探究，展开教学1、实验分析，科学推理，提出探究问题演示实验2：如图1所示，取一个鸡蛋放入清水，看到鸡蛋沉在烧杯底部，现在缓慢加入食盐，发现鸡蛋逐渐的浮力上来。 师问：鸡蛋为什么又浮上来了呢？生：鸡蛋受到浮力增大了。 师问：是什么原因导致鸡蛋受到的浮力增大？生：液体的密度增大了。归纳：物体受到浮力大小与液体的密度有关。 图1 图2演示实验3： 如图2所示，请学生用力将易拉罐缓慢的按入装满水的烧杯中，体会受到的感受。学生的感受：手施加的力越来越大。师：为什么施加的力越来越大呢？ 生：易拉罐受到的浮力越来越大。师：是什么原因导致易拉罐受到的浮力越来越大呢？生：易拉罐浸入液体的体积增大。师：仔细观察，我们还发现当易拉罐逐渐浸入水中时，浸在液体的体积越多，排开液体的体积越多。物体浸在液体中的体积就等于排开液体的体积。归纳：同种液体，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。推理：浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，进一步分析，液体的密度与排开液体的体积乘积是排开液体的质量，排开液体的重力又与排开液体的质量成正比。思考问题：物体受到浮力的大小与物体排开液体的重力间存在什么样的定量关系呢？接下来我们就用实验来探究这个问题。2、逐步分析，科学探究，得出结论提出问题：物体受到浮力的大小与物体排开液体的重力间存在什么样的定量关系呢？猜想与假设：可能相等、可能成正比设计实验：师生共同讨论：（1）怎样测出浮力的大小？师：我们首先需要测出物体受到浮力的大小，怎样来测量物体受到的浮力呢？生：先用弹簧测力计测出物体受到的重力G，在将物体浸在液体中测出此时的拉力F，则浮力大小F浮 =G-F总结：称重法：F浮 =G-F（2）怎样测出排开液体所受到了重力？师：我们还需要测出排开液体所受到的重力，同学们先思考几个问题： 怎样获得物体排开的液体？生：将溢水杯装满，用你们小组中所提供的器材（小桶、塑料袋或其他可以盛放液体的容器）收集溢出的水，即为排开的液体。 怎样测量物体排开液体的重力生：先测空杯子的重力，再测装有液体的容器总的重力。总结： G排=G总G桶（如果容器太轻，可以忽略不计）3、我们需要哪些实验器材？需要记录哪些数据？实验器材：待测物体，弹簧测力计，水，溢水杯，小桶。需要记录的实验数据：物体的重力、物体浸在液体中弹簧测力计的示数、空桶的重力、桶和排开水的总重力。 进行实验：师：请各小组利用实验器材，组内相互合作，动手开始实验，并将实验所得的实验数据记录在表格中。教师活动：指导学生开展实验。学生活动：学生动手实验，开展探究。分析论证：鼓励学生大胆参加交流：A.探究结论是什么？B.选用了哪些器材，如何操作、怎样得出的结论；C.有意识地与他人方案进行对比评价。实验结论：浸在液体中的物体会受到向上的浮力，浮力大小等于排开液体的重力。交流评估：你的实验方案中最突出的特点是什么？不足之处是？哪些操作可能带来实验误差？你还收获了什么？实验的改进与创新演示实验4：针对学生实验中存在的问题：不能多次实验、手提物体会抖动，无法探究物体部分浸在液体中时的浮力大小与排开液体重力的关系，对本实验作如下改进： 图3如图3所示：左边弹簧测力计显示的是物体的重力，右边弹簧测力计显示的是空桶的重力，当逐渐升起升降台，我们看到物体缓慢的浸入到水中，此时弹簧测力计固定不动，便于直接读数。随着物体的不断浸入水中，左边弹簧测力计示数逐渐减小，减小的示数就是物体受到浮力的大小；右边弹簧测力计的示数逐渐增大，增大的示数就是物体排开液体的重力。通过升降平台，改变物体浸在液体中的体积，发现，物体受到浮力大小总是等于排开液体受到的浮力大小。再次验证了我们的探究结论。三、归纳总结，分析原理，简单应用大量的实验结果表明：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于它排开液体的重力所受到的重力。这就是著名的阿基米德原理。根据原理，我们可以用公式表示：F浮=G排=m排 = 液 gV排介绍著名物理学家阿基米德的生平：阿基米德，古希腊哲学家、数学家、物理学家。阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他在研究机械的过程中，发现了杠杆原理，并利用这一原理设计制造了许多机械。他在研究浮体的过程中发现了浮力原理，也就是有名的阿基米德原理。 例题 如图4所示，是乒乓球打捞沉船的情形，一个乒乓球的体积约34cm3,打捞这只沉船总共耗用了3500个乒乓球，求这么多乒乓球全部浸没在水中时产生的浮力大小？解析：一个乒乓球产生的浮力F浮0=水 gV排=1103kg/m310N/kg34cm3=0.34N3500个乒乓球产生的浮力为F浮 = 3500 0.34N =1190N图4使用范围：不仅使用于液体，也适用于气体。我们的热气球就是利用了这一原理，接下来欣赏在气球浮力作用下的神奇趣事飞屋环游记播放视频飞屋环游记剪辑四、复习回顾，课堂小结，。展现知识方法结构图并引导学生自己总结：1、我今天学到了什么知识？2、我感受到了什么？3、我还存在什么疑惑？五、预留悬念，承上启下，作业布置。教师表演“浮沉子”自由浮沉的控制，提出思考，生活中如何实现液面上或液面下物体的浮沉？将课堂探究延伸到课外，为下一节课的学习做好铺垫。作业：1、查阅相关资料，了解热气球的工作原理。2、制作一个简易的浮沉子，并试着分析，“浮沉子”能实现上浮和下沉的原因。【板书设计】第六节 阿基米德原理一、探究浮力的大小与排开液体重力的关系次数物体的重力/N物体在液体中测力计示数/N浮力/N小桶和排液的总重/N小桶的重力N排开液体的重力/N123二、阿基米德原理1.实验结论：F浮=G排2.内容：浸在流体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的流