阿基米德原理

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华师大版八年级上册
第四章、 浮力
第三节、阿基米德原理
第一课时
1、 教材分析：
阿基米德原理是初中科学教学的重要内容，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、二力平衡等知识，又为进一步学习下面的机械效率打好了基础。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，教学过程中教师注重学生对知识的理解，通过猜想、实验、推理等方法，努力激发学生，争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。
2、 学情分析：
我所教的两个班级的学生对待科学学习的态度上有着较大的差异。我任班主任的班级，也就是开课的班级）学生比较喜欢理科，尤其是科学的学习，他们很感兴趣，也愿意动脑、动手，善于总结、反思，所以他们的理科思维能力和解题能力都比较强，课堂上接受起来也比较快。另外，由于是班主任的原因，学生也能做到收放自如，因此，这一节较难理解的实验课，我整合成了一节开放性的猜想、探究课。
3、 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。
4、 教学重点、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
5、 教学方法：
“教学有法，而无定法”，针对本节课的特点，采用实验探究，启发式的教学方法。把浮力大小的影响因素这个实验真正的变为探究性实验。让学生被动的接受知识变为主动地探索新知，主动建构自己的知识体系。整个教学过程中，体现教师为主导，学生为主体的教学原则。整个课堂通过创设情境——提出问题——学生猜想——设计实验——实验探究——交流分析——归纳结论的教学模式。抛弃了原有的由教师行为代替学生行为的教学模式，使学生“爱学”、“学会”，最终达到“会学”。
6、 教学设计说明：
1、 本节课的教学设计中，有多个探究实验穿插进行，环环相扣，容易激起学生的兴趣和探究欲望，能够自发进行探究实验，通过进一步的交流和分享，得出结论，水到渠成的得出浮力大小的影响因素。
2、 本节课中运用了物理实验设计的一种重要的方法——控制变量法，从生活情境入手，解决实际问题，使学生的学习更具有成就感，交流分享将实验过程更趋于完善，把学生的探究热情推向了更深一层。
7、 教学用具：（每个小组都有）
弹簧秤 细线系好的小石块 清水 盐水 水槽
体积相等的铜块、铝块、量筒 大量杯（装水）
溢水杯、小桶、物块（整套）
8、 教学流程：
（一）、实验演示，创设情境，引入新课
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 原因法球浮力 ： 公式表示
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
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：
学生；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）
教师评价：（同时对学生的回答做出适当的评价）
你的思维真是很开阔！
你的想法和独到
太好了，你真是一个会思考的学生！
师：一石引起千层浪。猜测是科学发现的前奏，你们已经迈出了精彩的一步。
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：说明，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
师：你的思维真的像科学家一样的严密
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系
在每一组学生给出他们的方案后，教师及时进行点评并请其他同学进行完善。
（教师评价：你的办法真好，考虑得真全面
你具有科学家的潜质
真不愧是科学智多星
你很爱动脑经，常常一鸣惊人）
（四）、动手实验
学生活动：每个小组根据自己的猜想进行探究，分组实验
同时完成实验报告。
（五）、交流分享实验成果
学生交流分享实验内容 注意提出实验中出现的问题及其注意事项
学生汇报实验结果：得到浮力大小的影响因素。
师：总结：通过刚才的实验，我们发现物体在液体中所受的浮力和物体的密度，物体的质量、物体浸入到液体中的深度、物体的体积等均无关，而跟物体所受到的浮力与液体的密度和进入到液体中体积有关。
其实，你们今天所探究的内容，其实在2千多年前就由阿基米德先生就已经研究出来了。大家知道阿基米德吗？
生：知道
师：可能大家对阿基米德的了解更多的还在于他与皇冠的故事上，请一个学生讲述《阿基米德和皇冠的故事》
生：学生讲述。
师：你讲述很清晰，如果声音再大一点就更好了。真好，谢谢你。其实阿基米德的贡献不仅仅在于帮助国王解开了皇冠之谜，更重要的是发现了一个重要的定律。
师：今天呢，胡老师给大家再现一下阿基米德的实验内容。
（六）、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。
首先秤出物体的重力G=_1.35__N
小桶的重力G桶=0.3__N
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，得出弹簧秤的示数为G/=_0.45__N
再秤出桶加上水的总质量G总=___1.2__N
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。
请同学们将书本打开，认真阅读阿基米德定律。（回归书本）
F浮= G排液=ρ液gV排
师补充：这个公式对浸在气体中的物体也同样适用。
F浮= G排液=ρ液gV排
（七）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。
（八）运用规律，指导实践
将质量是2.34kg的钢铁浸没在水中，求这块钢铁受到的浮力是多少？这时如果把钢球挂在弹簧秤上，读数是多少？
9、 板书设计：
正板书 副板书
浮力大小的影响因素 F浮=G1-G2 F浮=F向上-F向下
1、 物体的密度（√）
2、 液体的密度（√）
3、 物体的重力（√）
4、 物体排开液体的体积（√）
5、 物体的形状（√）
6、 物体浸在液体中的深度（√）
7、 物体的体积（√）
等等
F浮= G排液=ρ液gV排
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