探究阿基米德原理的实验设计

1、实验题目 探究阿基米德原理科 目 物理作者 常国石作者单位 松原市乾安县所字镇中学一、实验设计思路 以学生喜爱的游泳情景和小实验引入新课，让学生体验浮力。通过演示实验，充分引导学生在仔细观察实验现象的基础上，分析、思考，形成浮力大小可能等于排开液体重力的假设，探索F浮与G排的大小关系。然后以学生分组实验、教师点拨为基本方法，验证假设，在对照科学家的实验方法后，归纳形成阿基米德原理。最后通过设计实验探究浮力的大小与物体的密度、物体的形状和物体浸没液体中的深度是否有关来进一步理解阿基米德原理。二、实验目的知识与技能理解阿基米德原理，学会一种计算浮力的方法。过程与方法1.经历科学探究，培养探究意识，

2、发展科学探究能力。2.培养学生的观察能力和分析概括能力，发展学生收集、处理、交流信息的能力。情感、态度与价值观增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。保持对科学的求知欲望，勇于、乐于参与科学探究。 三、实验所涉及的科学道理1.重力和浮力的测量；2.等效替代的思想；3.重力的计算：G=mg；4.质量和密度的知识5.二力平衡的条件。四、实验操作步骤（一）演示小实验：1.将一个乒乓球按压入水中，松手后观察乒乓球的运动情况；2.将一个石块放入水中，松手后观察石块的运动情况。（二）探究浮力的大小等于什么。1.探究漂浮在水中的木块受到的浮力等于什么；2.探究沉入水中的石块受到的浮力等于什么；3.探究

3、沉在煤油或者酒精中的石块受到的浮力等于什么。（三）探究浮力的大小与物体的密度、物体的形状和物体浸没液体中的深度是否有关。1.分别测出体积相同的铜块、铁块和铝块浸没在水中受到的浮力；2.分别测出同一块不同形状的橡皮泥浸没在水中受到的浮力；3.分别测出一块石块浸没在水中的不同深度时受到的浮力。 五、实验所用器材 乒乓球、石块、弹簧测力计、木块、水槽、体积相等的铜块、铁块和铝块、溢水杯、小筒、大烧杯。六、实验过程（1） 创设情境、引发探究1.提问：同学们都很喜欢游泳吧，谁能说一说当你从浅水区向深水区走进的时候感觉有什么不同？2.教师演示:(1)将一个乒乓球按压入水中，松手后观察乒乓球的运动情况；(2

4、)将一个石块放入水中，松手后观察石块的运动情况。3.提问：如何设计一个实验证明浸没在水中的物体是否受到浮力的作用。（二）师生互动、合作探究1.提问：通过刚才的感悟及生活中的经验请同学们猜想浮力的大小与那些因素有关？2.学生进行猜想。3.设计实验方案,教师提示实验需要解决的两个问题：如何测量物体受到的浮力。如何测量被物体排开的液体的重力。师生共同设计实验方案。实验1、探究漂浮在水中的木块受到的浮力等于什么；方案：用弹簧测力计测出木块和小桶的重力；在溢水杯中装满水，在溢水杯口下面放上一个小桶；将木块轻轻的放在水中，待溢水杯中的水不在流出用弹簧测力计测出小桶和排出水的重力。计算出木块受到的浮力和排开

5、水受到的重力，比较得出漂浮的物体受到的浮力等于什么的结论。实验2、探究沉入水中的石块受到的浮力等于什么；实验方法如下图所示：再用同样的方法探究沉在煤油或者酒精中的石块受到的浮力等于什么。通过实验数据分析得出浸没在液体中的物体受到的浮力等于什么的结论。最后综合分析实验1、2、3的结论得出阿基米德原理的内容及表达式。（3） 拓展评估，交流升华提出问题：通过阿基米德原理可知物体浸在液体中受到的浮力与液体的密度和排开液体的体积有关，那么与物体的密度、物体的形状和物体浸没液体中的深度是否有关呢？引发学生思考和进一步探究。分别完成下面的实验：1.分别测出体积相同的铜块、铁块和铝块浸没在水中受到的浮力；2.

6、分别测出同一块不同形状的橡皮泥浸没在水中受到的浮力；3.分别测出一块石块浸没在水中的不同深度时受到的浮力。七、实验效果及补充说明的问题 注重阿基米德原理的形成过程，以演示实验、学生实验，多媒体课件展示图片、视频来创设情景，最大程度采用直观教学手段，让学生自己“发现”阿基米德原理。八、实验过程的评价 创设演示实验的情景，学生观察实验现象。以直观的浮力大小的变化与排开液体多少的变化事实为基础，建立起两者之间的联系，再从定量关系分析、思考，形成浮力大小可能等于排开液体的重力的假设。然后，在学生提出假设的基础上，分组设计实验方案验证自己的猜想，最后确立F浮与G排的大小关系。学生通过交流合作、相互评估来获取新知，体验科学探究的过程。在实验操作方面，教师重点指导学生正确使用溢水杯，减小实验误差，这样有利于比较F浮与G排的大小。本设计通过大量的学生活动，创设学生自主学习的氛围，学生不仅体验了科