第四章 第三节 阿基米德原理[上学期]

第四章 第三节 阿基米德原理
教材分析
学生通过前一节的学习，已经知道了浮力的概念，已经知道浸在液体里的物体会受到液体向上的浮力的作用。本节的主要任务是让学生通过实验得出阿基米德原理，即要让学生知道浸在液体里的物体所受浮力的大小相当于该物体排开液体所受重力的大小。为得出这个结论，教材通过对上节活动“探究浮力的成因”（课本第74）的回顾，引导学生思考影响浸在液体中的物体所受浮力大小的因数。然后通过课本第75页的活动“探究浮力的大小”来进一步探究浮力大小与物体排开的水重的关系。由此非常自然地得本节主题——阿基米德原理。阿基米德是一个试验定律，它是在前面定性研究浮力基础上的定量研究。由于课程标准不要要求学生掌握阿基米德原理的公式表达，所以本节对阿基米德原理的理解应着重在科学思想上。
阿基米德原理是古希腊科学家阿基米德发现的，教材在“科学家小注”栏目中介绍了阿基米德在科学上的主要贡献，这既表明古代人的科学成就，也表明人类社会的进步是与科学发现和技术发明紧密相关的，社会进步离不开科学进步。
本节教材的最后部分是“活动”和“思考与讨论”，这部分的内容是让学生巩固
学到的关于阿基米德原理的知识，并能讨论一些简单问题。
本节的教学目标还在于让学生明白科学结论的得出是依靠实验为依据的，培养学
运用实验探究学科结果的能力。
教学课时：2课时。
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，浸没在液体里的物体所排开液体的体积等于该物体的体积。
（2）知道随着物体浸入液体部分体积的增大，它受到的浮力也增大。
（3）知道浸在液体里的物体收到的浮力大小等于物体排开的液体所受的重力。这个结论叫做阿基米德原理。
（4）通过了解阿基米德原理的发现史实领悟科学精神。
重点与难点
重点：通过实验得出阿基米德原理。
难点：会运用阿基米德原理解释一些现象。
教学过程
（第1课时）
1． 引入新课
阿基米德称皇冠的故事引入：
叙拉古国王叫一个工匠做了一顶纯金的皇冠。国王将阿基米德找来，要他在不损坏皇冠的条件下，想法测定出皇冠是否掺了假。
这可是个难题。阿基米德回家冥思苦想了几天，吃不下饭，睡不好觉。一天，他在洗澡的时候发现，当他的身体在浴盆里沉下去的时候，就有一部分水从浴盆边溢出来;而且，他觉得入水愈深，体重就愈轻。“找到了!找到了!称量皇冠的办法找到了!”他跳出浴盆，欣喜地喊起来。
阿基米德立刻进宫，在国王面前将与皇冠一样重的一块金子、一块银子和皇冠，分别放在水盆里，只见金块排出的水量比银块排出的水量少，而皇冠拼出的水量比金块排出的水量多。阿基米德、自信地对国王说:“皇冠里掺了银子!”
由于这件事情的启发，阿基米德深入思考，最终发现了有关浮力的规律，后人为了纪念他，把这一规律命名为阿基米德原理。
我们今天来重复阿基米德的研究，用实验的方法来揭示浮力与哪些因素有关，又有怎样的关系？
二．讲授新课
（课前准备好实验器材，二人一组进行分组实验）
1．学生实验：（分组实验）
在实验的过程中，不断巡视，参与学生的实验，并对实验中出现的问题加以处理。
（1）实验器材：大烧杯一个，弹簧测力计一个，小石块一块，小木块一块，细线一根，垫片一块，自制小桶一只，水，酒精。
（2）实验步骤
① 将大烧杯如右图放置，在烧杯中加入水
直至水将从大烧杯口中溢出。
② 将细线系在小石块上，用弹簧测力计测出
小石块的重量，然后慢慢放入大烧杯中，不要使小石块接触烧杯底部，等浸没以后再次读出弹簧测力计的度数。用自制小桶接住溢出的水，测出总重量，再将桶内水倒干，用弹簧测力计测出小桶的重量。将以上测得的数据记入下面的表格：（要求学生先自己画一张如下的表格。）
石块在空气中的重量（N） 石块浸没在水中时弹簧测力计的读数（N） 石块受到水的浮力（N） 小桶和被石块排开水的总重量。（N） 小桶的重量（N） 被石块排开水的重量。（N）
③得到结论___________________________________________
参考答案：浸没在水中的石块受到水的浮力等于被石块排开的水的重力。
④将小石块换成小木块重复上述实验，将测得的数据填入下表：
木块在空气中的重量（N） 木块漂浮在水面上时受到水的浮力（N） 小桶和被木块排开水的总重量。（N） 小桶的重量（N） 被木块排开水的重量。（N）
⑤得到结论_______________________________________________。
参考答案：漂浮在水上的木块受到水的浮力等于被木块排开的水的重力。
归纳本次实验的结论________________________________________。
参考答案：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。
（以上结论都是在学生回答的基础上，再有教师归纳总结。并且告诉学生这一结论同样适用与大气的浮力。）
（3）思考与讨论：在同学们进行以上实验的时候有的同学得到的结果比较准确，而有的同学却有很大的误差，请你分析一下造成误差的原因。
参考答案：1。小石块、小木块碰到了烧杯底部或侧壁。
2．在①步骤中水加的不够满。
3．使用弹簧测力计时没有竖直使用。
（第2课时）
引入新课
趣味故事：死海不死
死海是世界上盐度最大的咸水湖，有关死海有这样一个传说：
在二千多年前，罗马的统帅狄杜进攻耶路撒冷。当他们来到死海边上的时候，狄杜下令把俘虏的奴隶扔进死海淹死，，但是，奴隶不但没有沉下去，反而被海浪冲回到岸上来。狄杜大怒，再次下令把奴隶扔下海，但是奴隶再一次被海水冲回来。狄杜大惊，以为这些奴隶受到神的庇佑，屡淹不死，就下令把他们放了。
同学们想一想：是否真的是神的庇佑呢？你能解释这一现象吗？
今天这节课，我想请同学们自己来设计实验，得到一些结论。
讲授新课
学生探究性实验：（提供的实验器材同前一次实验）
①浸没在液体中的物体在液体内的不同深度，受到的浮力大小会不会有变化呢？请用一个实验来探索这一问题。
（强调是浸没在液体中的物体）
参考答案：将小石块悬挂在弹簧测力计下面，再把小石块浸没到水中的不同深度，观察石块浸没后，弹簧测力计的度数是否发生变化就可以了。
如果学生无法及时准确的找到合理的方法，教师适当提示。
②同一物体浸没在不同的液体中，受到的浮力是否会相同呢？自己设计一个实验来证实你的猜想。
参考答案：用弹簧测力计吊起小石块，分别浸没到水和酒精中，观察弹簧测力计示数有没有变化，同时可以得出浮力与液体密度的关系。
学生无法及时完成时，教师给予指导，在学生得到“浮力的大小与液体的种类有关”的结论时，进一步提问：其实是与液体的什么有关？
在学生完成任务以后，再回过头来问：我们刚上课时关于死海的问题你能回答了吗？
参考答案：因为死海盐度大，海水的密度就大，在排开相同体积的水的情况下，被排开的死海的水的质量就大，所受的重力就大，根据阿基米德原理，物体所受的浮力就大，物体就不容易下沉。
参考网址：
/physics/text/jiao11.htm ( http: / / / physics / text / jiao11.htm )
/gb/culture/2002-05/24/content_4698.htm ( http: / / / gb / culture / 2002-05 / 24 / content_4698.htm )
www.bicea./xc_JCB/gaodengshuxue2/shuxuejia/shuxuejia.htm ( http: / / www.bicea. / xc_JCB / gaodengshuxue2 / shuxuejia / shuxuejia.htm )
www.cbe21.com/subject/physics/html/100202/2005_05/20050508_100341.html ( http: / / www.cbe21.com / subject / physics / html / 100202 / 2005_05 / 20050508_100341.html )
http://www./kejian/chu2.html ( http: / / www. / kejian / chu2.html )
http://www./kejian/ppp.html ( http: / / www. / kejian / ppp.html )
http://www.duomeiti8.org/kejian/index.asp ClassID=35&page=3 ( http: / / www.duomeiti8.org / kejian / index.asp ClassID=35&page=3 )
http:///website/mschool-dmtkj.htm ( http: / / / website / mschool-dmtkj.htm )
（在学生进行实验之前，先播放实验过程的flash，使学生了解大致的实验过程。）