3.3阿基米德原理 教案

第三节 阿基米德原理
一、教学目标
1、知道浸在液体里的物体会排开一定体积的液体。浸在液体里的物体所排开的体积等于该物体的体积。
2、掌握浸在液体中的物体受到浮力的大小与排开的液体的所受的重力的关系。
3、通过猜想、设计实验、动手验证自己的猜想等活动，培养学生的思维能力，动手能力，以及物理探究的能力。
4、通过边学边实验的探究性学习，培养学生学习科学的兴趣，同时也培养起他们实事求是的科学态度和良好的学学习惯。
二、教学重难点
重点：阿基米德原理 浮力大小与排开液体体积的关系
难点：探究浮力大小与哪些因素有关，并如何去设计实验验证猜想
3、教实验器材
弹簧测力计、烧杯、阿基米德实验套装、乒乓球、玻璃棒、食盐
4、四、教学过程
（一）实验演示
教师演示：同学们请看，这乒乓球为什么能浮在水面上而不沉下去呢？
学生：乒乓球受到水对它的浮力的作用。
师：那浮力是什么样的一种力呢？
生：我们已经知道浸在液体或气体里物体受到流体对他竖直向上的力的作用。
师（评价）：你脑筋动得真快，回答的声音又这样的响亮，为大家开了个好头。
浮力它是如何产生的呢？
生：浮力的产生是上下表面的压力差
压力差法求浮力 ：公式表示F浮=F下表面-F上表面
师：其实在此之前我们还学过一个公式
称重法测量浮力：公式表示F浮=F1-F2
教师板书（两个公式）
师：但是这两个公式都有着自己的局限性，第一个公式不能适用于不规则的物体，第二个公式不能适用于质量太大的物体。
师过渡：那对于任何一个物体浸在流体中，我们能不能准确的知道其所受的浮力的大小呢？或者我们能不能知道浮力大小和哪些因素有关呢？
板书：浮力大小的影响因素
那好，今天就来研究浮力大小跟哪些因素有关？
师：（引导启发）在小学科学里你们可能接触到这样一个实验，鸡蛋在清水中下沉，但是当我不断地向清水中加盐的时候，鸡蛋就会慢慢的浮上来了。胡老师也是比较喜欢动脑的人，于是我就在想，鸡蛋在盐水中所受的浮力是不是比在清水中的受到的浮力要大一些呢？那我就猜想，浮力的大小可能和液体的密度有关系。
师：这是胡老师的猜想。根据你们所学的知识和生活经验，你觉得浮力的大小还和哪些我们所学习的物理量有关系呢？
说说看，你们的猜想
（二）合作交流
学生猜想
猜想1：浮力大小可能与物体所处的深度有关系
猜想2：浮力大小可能与液体的密度有关
猜想3：浮力大小可能与浸入液体的体积有关
猜想4：浮力大小可能与物体的密度有关系
猜想5：浮力大小可能与物体的体积有关系
猜想6：浮力大小可能与物体的形状有关系
猜想7：浮力大小可能与物体所受重力有关
猜想8：浮力的大小与物体所排开的水的多少有关
师：黑板板书（能说几个就是几个）
那这些是你们的猜想，如何来验证你的猜想是不是正确呢？
生：探究实验
师：我们科学上研究实验一般应该使用哪种方法？
控制变量法
师：那你们思考一下看看，我们该如何来设计实验来证明我们的猜想呢？今天时间有限，我们就来研究这几个影响因素（液体的密度、物体的密度、V排、浸入到液体中的深度）选择性的进行探究
（三）探究新知，设计实验
学生活动：以小组为单位讨论
1、讨论浮力的大小与物体浸入与液体中的深度有关
实验过程：控制液体的密度相同、同一物体浸没到液体中，只是浸入液体的深度不相同
读出两次实验的弹簧秤的示数差相等
结论：物体在液体中所受的浮力与物体浸入到液体中的深度无关
2、探究浮力的大小可能与液体的密度的关系
器材：一烧杯盐水、一杯清水 石块
过程（学生讨论得出）：控制同一物体，在浸入到液体中的体积相同、浸入到液体中的深度相同 。 但是一次浸入到清水中，一次浸入于盐水中，记录两次实验的结果
实验结果：两次实验的弹簧秤的示数差不等
结论：物体在液体中所受到的浮力与液体的密度有关
3、探究浮力的大小与浸入液体的体积的关系
器材：相同的可以脱卸的塑料钩码，第一次三个钩码浸入到清水中，第二次四个钩码浸入到清水中排开水的体积。
实验结果：两次弹簧秤的示数不相等
结论：物体在液体中所受到的浮力与浸入到液体中的体积有关
4、探究浮力的大小与物体的密度的关系
器材：体积相同的铜块和铝块，完全浸没到水中相同的深度处，比较两次弹簧秤的示数差
实验结果：两次弹簧秤的示数差相同
结果：物体在液体中所受的浮力的大小与物体的密度无关，之与浸入到液体中的体积有关系
结论：物体在液体中所受的浮力与物体的密度有关
（四）教师演示，再现经典
教师演示实验：一边讲解实验中所用的器材。
溢水杯的使用：知道里面装满水，水不再溢出，这样就代表溢水杯中的水装满了。
然后将物体缓缓的浸入到液体中，知道完全浸没时，进行读数，得出弹簧秤的示
数。从数据中发现物体浸在液体中所受的浮力等于排开液体的重力（等式）
F浮=G排水
师：那我是不是可以得出这样的结论呢？
生：可以
师：不可以，我们一组数据不能得到一个普遍规律，那我们能不能通过实验得出更多的数据呢？（深化科学规律，一个定律、一个结论的得出需要大量的数据）
你还有什么方法得到更多的数据吗？
生：1、可以将物体浸入与盐水中[]
2、可以换一种物体浸入到清水中去
师：真是太好了，你们都跟阿基米德想到一起去了，对了，就是这样，阿基米德也做了大量的实验，得到了很多组的数据，都得到的这样的一个等式。
F浮=G排液 这其实就是著名的阿基米德定律。
F浮= G排液=ρ液gV排 ]
（五）深入理解公式
1、 液体的密度，而不是物体的密度。
2、 V排的理解，是排开液体的体积，而不是物体的体积
只有当物体浸没与液体中时，排开液体的体积才和物体的体积相等[]
当物体只有一部分浸入液体中时，排开液体的体积小于物体的体积
3、而浮力的影响因素是液体的密度和排开液体的体积。
4、阿基米德原理对气体同样适用。
（六）课堂练习
五、板书设计：
第三节 阿基米德原理
1、浮力大小的影响因素： 称重法：F浮=G1-G2
物体密度、液体密度、物体体积、浸没深度等等 压力差法：F浮=F向上-F向下
（ X ） （ √ ） （ X ） （ √ ）
2、F浮 = G排液
=m排g
=ρ液gV排
适用范围：液体、气体
水面刻度H1 浸没石块后水面刻度H2 石块在空气中重量G 放入水中后弹簧秤示数T 排开水的高度 △H 石块受到的浮力F 排开水的重量G水
结论：_________________________________
浸没在水中的物体受到的浮力跟它排开的水重相等。
水面刻度H1 放入木块后水面刻度H2 木块在空气中重量 G 木块漂浮在水上的浮力F 排开水的高度 △H 排开水的重量G水
结论：_________________________________
3、学生分组实验，完成上表格
4、总结：漂浮在水面上的物体受到的浮力跟它排开的水重相等。
说明：根据二力平衡，浮力也等于重力大小，即物重等于排开的水重。