1、精選優質文檔-傾情為你奉上第2節 阿基米德原理整體設計 義務教育課程標準要求：通過實驗探究，經歷探究浮力大小的過程，知道阿基米德原理。教材在對阿基米德原理這一部分內容的編排上基本突出了探究過程，體現了讓學生探究性學習的教學思想，與物理課程標準的要求也是一致的。本節設計的過程首先讓學生通過動手實驗活動體驗浮力的存在及其變化，聯系上一節課決定浮力大小的因素，通過交流猜想，得出浮力的太小跟排開液體所受的重力也有密切關系，進而自然過渡到實驗設計的環節，再通過學生實驗得出結論（即阿基米德原理）。 本節設計采用探究教學方法，使學生明白阿基米德原理這一知識的生成過程，從而更深刻地理解這一原理的內涵，同時有利

2、于學生對科學本質的認識。學生通過討論并在動手實驗的基礎上去驗證猜想，然后教師引導學生通過分析、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。最后讓學生分組進行實驗設計和實驗操作去檢驗這一假設。在教學的各個環節中，教師要促進學生主動地思考并給學生討論、交流的機會。在整個教學過程中，教師還要注意利用學習性評價方法對學生的探究活動進行評價。三維目標 知識與技能 1知道阿基米德原理，會求浮力的大小； 2嘗試用阿基米德原理解決簡單的問題，能解釋生活中一些與浮力有關的物理現象。過程與方法1經歷科學探究浮力大小的過程，培養探究意識，提高科學探究能力；2培養學生的觀察、分析、概括能力，發展學生處

3、理信息的能力；3經歷探究阿基米德原理的實驗過程，進一步練習使用彈簧測力計測浮力。情感、態度與價值觀1通過阿基米德原理的探究活動，體會科學探究的樂趣；2通過運用阿基米德原理解決實際問題，意識到物理與生活的密切聯系。教學重點 阿基米德原理的實驗探究及其應用。教學難點 實驗探究浮力與排開液體重力的關系，正確理解阿基米德原理的內容教學方法 觀察、討論、實驗探究。課時安排 1課時教學準備 學生用的實驗器材包括：彈簧測力計、木塊、石塊、細線、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（1個）、大彈簧測力計（1個）、石塊（1個）、細線、大小燒杯（各1個）、溢水杯（1個）

4、。導入新課 故事導入一 阿基米德出生在古希臘的貴族家庭，他從小熱愛學習，善于思考，喜歡辯論。 有一次，國王要金匠給他做一頂金王冠，做王冠用的金子事先稱過重量。王冠做好了，國王聽說工匠在王冠中摻進了白銀，偷走了一些金子。可是，王冠的重量，并沒有少；從外表看，也看不出來。沒有證據，就不能定金匠的罪。國王把阿基米德找去，要他判斷這頂王冠有沒有摻進白銀，如果摻了，摻進去多少。 據說，阿基米德是從洗澡得到啟發，才解決了這個難題。這天，他去澡堂洗澡，心里還想著王冠問題。當他慢慢坐進澡盆的時候，水從盆邊溢了出來。他望著溢出來的水發呆，忽然，高興地叫了起來：“找到了！找到了！”阿基米德連衣服都來不及穿好，竟然

5、赤著身子，從澡堂跑回家里。 原來，阿基米德已經想出了一個簡便方法，可以判斷王冠是不是純金做的。他把金王冠放進一個裝滿水的缸中，一些水溢了出來。他取出金冠，把水裝滿，再將一塊同王冠一樣重的金子放進水里，又有一些水溢了出來。他把兩次溢出的水加以比較，發現第一次溢出來的多。于是他斷定王冠中摻了銀子。然后，他又經過一番試驗，算出了銀子的重量。當他宣布這個結果的時候，金匠們一個個驚得目瞪口呆。他們怎么也弄不清楚，為什么阿基米德會知道他們的秘密。 當然，說阿基米德是從洗澡中得到啟發，并沒有多大根據。但是，他用來揭開王冠秘密的原理流傳下來，就叫做阿基米德原理。直到現代，還在利用這個原理測定船舶載重量。 你能

6、知道阿基米德揭開這個秘密的原理嗎？你想知道這個原理是什么內容嗎？今天我們就要學到這條原理。 引出課題并板書：阿基米德原理。推進新課一、阿基米德的靈感創設情境：指著漂浮在水面上的空易拉罐提出問題，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)這些都說明了什么問題？ 學生活動：通過實驗發現將易拉罐壓入水桶的過程中，易拉罐所受的浮力越來越大，排開的水越來越多。說明浮力的大小和排開液體多少有關系。 方法2：將易拉罐踩扁放入水中下沉。 問

7、題： (1)易拉罐為什么會沉下去？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)這些都說明了什么問題？ 學生活動：思考討論。易拉罐的重力沒有變，之所以會下沉，是因為它受到的浮力減小了。易拉罐踩扁后，體積變小，放入水中，排開水的體積也變小了。說明浮力的大小跟易拉罐排開水的體積有關，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。 問題：易拉罐灌滿水后受到的重力變了嗎？受的浮力變了嗎？ 學生活動：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。 思考問題：浮力的大小和排開液體多少是否存在定量的關系呢？ 交流分析：根

8、據上一節課我們知道，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。現在根據阿基米德的故事，如果我們用“物體排開液體的體積”取代“浸沒在液體中物體的體積”來陳述這個結論，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。 教師引導學生統一說法：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量有一定的聯系呢？排開液體的質量是不是和排開液體所受的重力有一定的聯系呢？浮力的大小會不會和排開液體所受的重力有一定的關系呢？（步步引導、層層過渡。） 由于物體的體積與密度的乘積等于物體的質量，可以進一步推想，浮力的大小跟排開液體所

9、受的重力也密切相關。 二、浮力的大小 猜想與假設： 教師點撥學生猜想：由前面實驗我們知道，物體浸入液體的體積越大（即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。也就是說浮力的大小與物體j#開液體的重量是有關的，它們之間有什么數量關系呢？ 制定計劃與設計實驗： 學生討論：經過討論，設計出實驗的方案。教師評價。 思考交流：浸沒在液體中的物體都會受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用彈簧測力計測出。物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出。 實驗探究：探究浮力的大小與排開液體的重力的關系 1實驗器材：彈簧測力計、石塊、燒杯、小桶、水。 思考問題：如何測出石塊排開的水所受的重

10、力呢？ 溢水杯中的水應為多少？先測空桶的重力呢，還是先測桶和排開水的總重力呢？ 小組討論，匯報方案，教師點評。學生分組實驗，把數據記錄在表格中。 2實驗步驟(1)如圖所示，測出石塊所受的重力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，讀出此時彈簧測力計的示數F，同時用小桶收集物體排開的水。(3)用彈簧測力計測出小桶和水的總重力則排開水的重力3實驗數據記錄表格4分析與討論：運用比較的方法，通過比較得出結論。結論：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結論叫做阿基米德原理。用公式表示為： 講述：上述結論是阿基米德早在兩千多

11、年前就已發現，稱為阿基米德原理。實驗證明，這個結論對氣體同樣適用。例如空氣對氣球的浮力大小就等于被氣球排開的空氣所受到的重力。 設計說明：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”兩個物理量分開測量的方法是為了簡化實驗步驟，將實驗難點分散。 特別提醒：對阿基米德原理的說明：阿基米德原理的表達式：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，與其他任何因素都無關。浮力的大小與物體全部進入液體后的深度無關。 例題鞏固： 在圖中所示的實驗中，物體的體積取10 N/kg，試問：(1)把物體完全浸沒

12、在水中時，它排開水的重力為多少？它受到的浮力多大？(2)把物體完全浸沒在密度為的鹽水中，它排開鹽水的重力為多少？它受到的浮力多大？ 解：根據阿基米德原理，浮力的大小應等于被物體排開的液體的重力。(1)浸沒在水中時，被物體排開的水的體積排開水的重力所以物體受到水的浮力(2)浸沒在鹽水中時，被物體排開的鹽水的體積排開鹽水的重力所以物體受到水的浮力 答：(1)物體完全浸沒在水中時，排開水的重力為0.5 N，受到的浮力為0.5 N。(z)物體完全浸沒在鹽水中時，排開鹽水的重力為o55 N，受到的浮力為o55 N。：同步訓練 1下列關于浮力的有關說法中，正確的是( )。 A.只要液體的密度大，物體受到的

13、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在液體中的深度無關解析：根據阿基米德原理可知，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，而跟物體本身、的體積、密度、形狀、浸沒在液體中的深度無關，B錯，D正確；液體的密度大，物體受到的浮力不一定大，因為物體受到的浮力還跟物體排開液體的體積有關，故A錯；阿基米德原理既適用于液體，也適用于氣體，故C錯。答案：D 2-天，小高在某科技館發現了一個大水管（如圖）。當小高向管內打氣時，由于水中產生大量氣泡，從

14、而使“潛水員”排開水的體積變小。此時，“潛水員”受到的浮力將( )。A變大 B變小C不變 D無法判斷 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：B 3如圖所示是大魚和小魚的爭論，你認為 魚的說法是正確的，因為 。 解析：因為物體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有一種被稱作“跟屁蟲”的輔助裝備是游泳安全的保護神。“跟屁蟲”由一個氣囊和腰帶組

15、成，兩者之間由一根線連接。正常游泳時，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，氣囊排開水的體積變大，可知氣囊受到的浮力變大，C錯、D正確；人的質量沒有變化，故人的重力沒有變化，人所受重力方向也沒有變化，仍是豎直向下的，A、B均錯。答案：D5游泳的人由河邊走向深水處的過程中，如果河底布滿碎石子，則( )。A腳越來越疼，因為水對腳的壓力越來越大B腳疼得越來越輕，因為河底對人的支持力越來越小C腳越來

16、越疼，因為水對人的浮力越來越大D腳疼得越來越輕，因為人受到的重力越來越小解析：當人走向深水中的過程中，人排開水的體積越來越大，由阿基米德原理知，人受到的浮力越來越大，河底對人的支持力越來越小，人對河底的壓力越來越小，所以腳疼得越來越輕，故B正確。 答案：B 6. 2010年5月28日清晨，美國男子喬納森用一大簇氦氣球綁在椅子上將自己送上天空（如圖），實現了人類首次靠氦氣球穿越英吉利海峽的壯舉。(1)若整個裝置的總體積為100空氣的密度為1. 29 kg/，則整個裝置受到空氣的浮力為 N。(g取10 N/kg) (2)喬納森為了降落，剪斷了幾個氣球的繩子，則整個裝置所受的浮力 （選填“變大”“變

17、小”或“不變”）。 解析：(1)整個裝置受到空氣的浮力為 (2)剪斷了幾個氣球的繩子，則整個裝置排開空氣的體積變小，所受浮力變小。 答案：(1)1 290 (2)變小課堂小結 通過本節課學習你知道了什么，對浮力的大小你是怎么知道的，對浮力的計算你還有疑惑嗎？引導學生歸納出本節課的主要內容： 1阿基米德原理的內容及相關因素； 2求浮力的方法彈簧測力計法（稱量法），阿基米德原理法（公式法）。板書設計 舟浮牛出的故事 1066年，我國宋朝的河中府地方（現在的山西省永濟縣）發生了一次大洪水。洶涌的洪水沖斷了河中府的一座浮橋，8只用來固定浮橋的幾萬斤重的大鐵牛也被沖到下游，陷入淤泥中了。 洪水退走以后，

18、鐵牛還沉在河底里，要修復這座橋，就得把鐵牛撈出來。 這么重的鐵牛，怎么把它撈上來呢？官府貼出了“招賢榜”，招請能把鐵牛撈出來的“賢人”。榜前圍了許多人，大家議論紛紛；誰有那么大的神力？忽然，人群中走出一個人，伸手把“招賢榜”揭了。大家一看，揭榜人原來是個和尚。有人好奇地問和尚，是不是要施“法術”請“神仙”來助他一臂之力？那和尚不慌不忙地微笑著說： “鐵牛是讓水沖走的，我就叫水把鐵牛送回來。” 那和尚叫人找來兩艘大木船，把大船拴在一起，裝滿沙子，并在兩艘船上搭了結實的木架。然后，他帶人把船撐到鐵牛沉沒的地方，派人潛入水底，用繩索把鐵牛牢牢地綁住。把繩索的另一頭拉緊以后，牢牢地拴在船的木架上。 一

19、切準備就緒，和尚招呼大家把船上的沙子一鍬一鍬地扔到河里。船緩慢地往上浮升。繩索也拉著鐵牛慢幔地從淤泥中升起來。 那和尚就是我國古代的工程家懷丙。他“請”的“大力神”就是水的浮力，他施的“法術”便是阿基米德原理。 懷丙的方法一直沿用至今。 為了打撈沉到海底的船或重物，人們先把打撈工程船開到沉船的地方，利用容積很大的密封鋼筒浮筒來打撈。打撈時，先往浮筒里灌滿水，讓浮筒下沉，潛水員潛人海底，用鋼纜把浮筒和沉船牢牢地拴在一起。準備妥當以后，開動空氣壓縮機把筒里的水排出，就像懷丙讓人把船上的沙子扔出去一樣，利用巨大的浮力，把沉船或重物打撈上來。 “薩特闊”號是怎樣打撈起來的 在廣闊的海洋里，每年總要沉沒大大小小船只幾千艘，特別是在戰爭的年代里。有一些很有價值而又容易打撈的沉船被打撈起來。在這些打撈起來的船里面，有一艘很大的帝俄時代的破冰船“薩特闊”號，它是在1916年由于船長的疏忽而沉沒在白海里的。在海底躺了17年以后，這艘極好的破冰船才被撈了起來修理好。 撈船的技術完全是用阿基米德原理作依據