阿基米德原理

教学设计

一、教材分析

　　阿基米德原理是初中物理教学的重要内容，在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用。学好这部分内容既有利于深入理解液体压强、压力、二力平衡和二力合成等知识，又为进一步学习机械效率打好了基础。教材首先由阿基米德的故事启发引导学生通过逻辑推理得出猜想（结论），再进一步用实验验证。教材的编排采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，更深刻地理解这一原理的内涵，但由于这部分内容涉及到的计算公式比较多，内容又有一定的难度，学生学起来总有种望而生畏的感觉。因此，教学过程中我注重学生对知识的理解，通过实验、推理等方法，努力激发使这一部分教学不枯燥，争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。

二、学生情况分析

　　我所教的班级，学习基础比较差，在学习过程中体现的问题主要表现在：学习很被动、计算能力比较差。在前面的教学过程中，已经学习了二力平衡、质量、密度、压强、压力以及浮力的相关知识，为进一步学习《阿基米德原理》做好了准备。在实验中调动他们探索学习的兴趣以及进一步教授学生如何用实验的方法来验证猜想是一个关键问题。

三、教学目标

知识与技能

1．会正确使用弹簧测力计或量筒等测量仪器。

2．理解阿基米德原理，能运用阿基米德原理进行简单计算。

过程与方法

经历探究阿基米德原理的过程，知道使用控制变量法来研究问题。

情感、态度与价值观

培养学生设计和动手实验、观察和分析实验现象、概括和总结实验结论，以及探究物理规律的能力。通过边学边实验的探究性学习，增强学生学习物理的兴趣，培养学生实事求是的科学态度和良好的合作学习习惯。

四、教学重点、难点

重点 ：阿基米德原理。

难点：探索阿基米德原理的实验设计及操作过程。

阿基米德原理的理解。

五、教学方法

探究法、启发式教学

六、教学准备

教师演示器材：容器、石块、大烧杯、弹簧测力计、细线、鸡蛋、食盐、溢水杯、小桶等。

学生分组器材：容器、易拉罐、石块、大烧杯、弹簧测力计、细线、溢水杯、小桶、小烧杯等。

七、教学过程

（一）新课导入

复习：什么是浮力？生活中哪些现象说明浮力的存在？浮力的方向是什么？浮力是怎样产生的？浮力大小怎样测量以及与那些因素有关？

学生：浸在液体或气体里的物体，都要受到液体或气体向上托的作用。这种作用力叫浮力。它的方向是竖直向上的。浸没在液体中的物体受到向上的压力比向下的压力大，这个上下的压力差就是浮力产生的原因。两次测量法；浮力的大小与液体的密度和物体排开的体积有关。

（二）探究新知

课件展示阿基米德的故事

1、实验演示

（1）老师：将鸡蛋放入清水中，然后慢慢加盐，观察鸡蛋的运动，思考浮力的变化。

（2）学生：用手将易拉罐慢慢压入装满水的烧杯中，体会浮力及其变化，同时观察溢出水的多少。

学生根据观察到的现象，分析产生这些现象的原因

老师总结：

1 物体在液体中的浮力发生了变化。

2 鸡蛋受到的浮力变化是由于液体的密度变大了。

3 易拉罐受到的浮力变化时因为浸入液体的体积（排开液体体积）变大了。

小结：通过实验进一步验证浮力的大小与液体的密度和物体排开的体积有关。液体的密度越大，物体排开的体积越大，物体受到的浮力越大。

老师：通过刚才的结论，学生们能不能把影响浮力大小的两个因素归纳为一个因素呢？

学生：物体排开液体的质量

老师：为什么？

学生：因为，液体的密度越大，物体排开的体积越大，物体排开液体的质量越大。

老师：这说明浮力大小与排开液体的质量有关。又因为质量越大，其重力越大，所以浮力的大小与排开液体的重力有密切关系。

下面我们来用实验研究浮力的大小与排开液体的重力的关系。

2、实验探究：探究浮力的大小

（1）提出问题：浮力的大小与排开液体的重力有什么样的关系

（2）实验准备：① 如何测量浮力？

② 如何测量排开液体的重力？

（3）设计实验方案

     学生分组完成实验，并将实验数据记录在实验表格中

石块再空气中的重力（N）	小桶的重力（N）	石块浸在水中时弹簧秤的示数（N）	石块受到水的浮力（N）	小桶和被排开的水的总重（N）	排开的水重（N）

 

（4）交流实验数据

展示各实验小组的实验数据表格，分析各组数据。有的实验小组的数据有点误差，其他小组帮助分析产生误差的可能原因，如：烧杯里的水从杯外壁流下一些、小桶里的水没倒干净等。然后该小组对照自己的实验过程找出产生误差的原因。比较出浮力大小和排开液体的重力的关系，归纳总结出两个实验的共同结论，得出阿基米德原理。

（5）归纳结论：物体受到的浮力等于排开液体的重力。

思考：同学们还有没有其它的方法来验证这一结论

3、阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。

表达式：

推导式：

强调：

（1）各物理量都必须是国际单位。

（2）是指液体的密度，与物体的密度无关。    

（3）是指排开液体的体积。物体浸没时：；物体部分浸没时：。

（4）阿基米德原理也适用于气体。

4、例题

有一个重的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？取。

解：根据阿基米德原理，铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力，即。由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积等于铁球的体积，而铁球的体积可以有体积、质量、密度的关系式求出。

由铁球所受的重力可以求出铁球的质量

                

铁球的体积

          

铁球排开水的体积等于铁球的体积

          

铁球排开的水所受的重力

         

                  

                  

根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水所受到的重力相等，即

          

同学们可以仿照以上方法自己计算重的铝球受到的浮力。在计算之前请大家想一想，同样重的铝球，它的体积比铁球大些还是小些？铁球、铝球都浸没在水中时谁受到的浮力更大些？

 

 

5、作业

（1）某物体的体积为，当它完全浸没在水中时，受到的浮力是多少？（，取）

 

（2）在水中放入质量为3kg的木块，木块静止时有的体积浸入水中。求：（）

①木块静止时所受的浮力；

②木块的体积。

（三）板书设计

阿基米德原理：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。

八、教学反思

本节课以有趣的物理实验来帮助学生比较轻松的掌握了阿基米德原理的过程和浮力大小的求法，提高了学生对浮力知识兴趣，并在学习过程中穿插实验，提高了学生用实验验证理论的科学认识，体验科学探究过程，培养动手能力，为深入学习浮力知识打下基础。