人教版八年级下册物理 10.2阿基米德原理 教案

第2节．阿基米德原理
教学内容分析
本节课是人民教育出版社出版的教育部审定2012义务教育教科书八年级物理第十章第二节的内容。教材在〈〈浮力〉〉一节探究浮力的大小与什么因素有关得到的结论，即浮力与液体的密度和物体在液体中的体积的有关的基础上，进一步提出浮力到底与这两个因素之间存在怎样的定量关系。
学情分析
八年级学生学习物理的兴趣较浓，但是学习物理的逻辑思维能力较差。通过一学期的物理知识的学习，已经基本上了解了物理的基本学习方法。通过上节课对浮力的大小与哪些因素的探究，对浮力的大小有一定的认识，从而对浮力与液体的密度及物体浸在液体中的体积的关系有强烈探究欲望。
在经过几个月的物理学习，学生操作和使用物理测量工作及实验器材的能力有了一定的提升，在这个基础上，引导学生设计实验探究浮力的大小与物体排开液体的重力的关系较为容易。
教学评价方式
1．在组织对阿基米德教学时，多注重对学生参与实验设计及探究浮力与物体排开液体的重力的实验过程的评价，激励学生强烈的探究欲望和浓厚物理学习兴趣。在整个探究过程中，要多引导学生与小组成员及其他小组进行交流，分享劳动成果。教师对学生的实验过程加以适当的引导和帮助，在辅导学生进行探究的过程中，教师应该多鼓励学生困生参与实验。
2．引导学生对阿基米德原理F浮=G排进行推导，从而得出浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积之间的定量关系，引导学生体验用已有知识解决新问题的强烈成就感。
3．通过学生解决例题，了解学生对浮力的大小与哪些因素及本节探究活动的熟知程度，并对学困生进行适当辅导。
教学目标：
通过对影响浮力大小因素的亲身体验，推理浸在液体中的物体所受的浮力与物体排开液体的重力有关，培养学生的推理能力。
通过实验，对实验数据进行分析，得出并知识什么是阿基米德原理。
通过练习题学会用阿基米德原理计算简单的浮力问题。
教学重点、难点
（1）重点：浮力概念，阿基米德原理
（2）难点：①探索阿基米德原理的实验设计及操作过程。
②对阿基米德原理的理解。
课型：新授课
课时安排：1课时
教学用具：溢水杯、圆柱体、不同大小的石块、弹簧测力计、小圆筒、易拉罐、水槽、盛液桶。
教学方法：启发式、参与式、互动互助合作式。
学法指导：
课前：把易拉罐向装满水的桶向下按，感知浮力的变化，探究浮力的大小与溢出水的多少的关系。
课堂：积极展示课前自己的准备工作，努力与同学进行探讨、合作探究影响浮力的大小。
教学过程：
一．温故知新，引入新课
1．什么是浮力？浮力的方向怎样？
2．用什么实验可以证明在液体中下沉的物体也受到浮力的作用？如何测量浮力？
3．认真分析下列现象，你能得出什么结论？（如图1所示）

图1
学生认真思考后回答。
教师对学生的回答做简单评价后指出：浮力与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关，且物体在液体中的体积越大，液体的密度越大，浮力越大。那么浮力与物体排开的液体之间存在什么定量关系呢？
大屏幕展示课题
二．向学生介绍阿基米德的故事，体验浮力与物体排开液体之间的关系
教师向学生介绍阿基米德（如图2）的故事：据说两千多年前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。
教师：怎样测出王冠的体积呢？
学生讨论并回答。
如果学生回答不上，教师继续讲：一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？随后，他设计了实验，解决了王冠在的鉴定问题。
如果学生能够回答出，教师可鼓励学生的敏锐机智，再讲解阿基米德是怎样得到启发的。
教师：我们上节课探究得到物体在液体中受到的浮力与物体在液体的中的体积有关。由阿基米德原理我们可以得到什么启发呢？或者说物体浸在液体中的体积与物体在液体中排开液体的体积之间有什么关系呢？
学生认真思考后并回答。
教师对学生的回答给予简单评价后指出：我们知道，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。现在我们用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中的物体的体积”来陈述这个结论，应该是怎样的一个结论呢？
学生陈述，教师总结：物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，所受的浮力越大。
教师：其实，由物体排开液体的体积和液体的密度共同决定着排开液体的多少。你觉得，物体在液体中所受的浮力与物体所排开液体的多少之间有怎样的关系？
引导学生认真思考并讨论得出结论，教师适当引导学生指出：物体排开液体的体积和液体的密度共同决定排开液体的质量大小。物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，物体排开液体的质量越大。物体排开液体的重力与物体排开液体的质量成正比，因此，从而我们得到：物体排开液体的重力越大，所受到的浮力越大（如图3）
图3：影响浮力大小的因素新表述 图 4
引导学生把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中。体验饮料罐受到的浮力与饮料罐排开水的多少之间的关系（如图4）。
那么，到底物体在液体中受到的浮力与物体排开液体的重力之间有怎样的定量关系呢？
三．引导学生讨论设计实验，探究浮力与物体排开液体重力的关系
1．引导学生设计实验
教师：我们在上一节课学习了浮力的测力方法，怎样在测出浮力的同时把物体排开的液体全部收集起来，又顺利地测出其重力呢？
学生分小组讨论实验方案。教师参与学生的讨论，并对学生的学习活动给予积极的指导。
学生说出实验方案，教师总结：浸在液体中的物体都会受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用弹簧测力计测出：先测出物体所受的重力，再读出物体浸在液体中时测力计的示数，两者之差就是浮力的大小。我们在溢水杯中装满水，把物体用弹簧测力计吊入水中时，用小桶收集物体排开的水，用弹簧测力计测出小桶和溢出水的重力，减去小桶的重力就是物体排开水的重力（如图5）
图5：浮力和物体排开液体重力的测量
教师用多媒体展示实验方案如下：
（1）用测力计测出小桶的重力G0；
（2）用测力计测出物体所受的重力G；
（3）把被测物体用弹簧测力计吊着浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的示数。用小桶收集物体排开的水；
（4）用弹簧测力计测出小桶和物体排开水的总重力G‘；
（5）计算物体所受到的浮力F浮=G－F；物体排开液体的重力G排=G‘－G0，比较F浮与G排的关系。
（6）换用不同的物体，重复上述实验几次，总结F浮与G排的关系。
教师引导学生设计实验记录表格，并对学生的实验记录表格进行适当点评后用大屏幕展示如下：
次数 物体所受
的重力G/N 物体在水中时
所受的拉力F/N 浮力
F浮/N 小桶的
重力G0/N 小小桶和排开水
所受的总重力G‘/N 排开水所受
重力G排/N
1





2





3





……





2．引导学生进行实验，并适时记录实验数据。
3．引导学生总结实验结论
教师引导学生对实验数据进行分析，找出浸在液体中的物体所受的浮力与物体排开液体所受的重力之间的关系。
学生认真观察数据并总结出结论，教师点评后指出：浸在液体中的物体所受到的浮力等于物体排开液体的重力。
四．引导学生学习阿基米德原理，并尝用阿基米德解决相关问题
1．讲解阿基米德原理
教师对学生实验活动给予适当的点评后指出：大量的实验结果表明，浸在液体中的物体受到的竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是：F浮=G排。
教师强调：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
2．引导学生用阿基米德原理推导得出浮力与液体的密度及物体排开液体之间的关系
教师：你能不能根据F浮=G排排导得出浮力与液体密度及物体排开液体体积之间的定量表达式呢？
学生尝推导，教师适当点评，帮助学生顺利推导得出浮力与液体密度及物体排开液体的密度之间的关系。
学生出示推导过程及结果，教师总结如下：F浮=G排=m排g=ρ液gV排。
教师引导学生指出公式F浮=ρ液gV排的意义。学生根据以往的学习经验讨论得出浮力与液体密度及物体排开液体的体积之间的关系。
教师对学生良好表现给予积极评价后指出：由F浮=ρ液gV排，我们得出：浸在液体中的物体受到的浮力与液体的密度成正比，与物体排开液体的体积成正比。
3．通过例题，引导学生学会用阿基米德计算简单的浮力
大屏幕出示例题：有一个7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？（g取10N/kg）
教师巡回指导学生解题，并对部分学困生的解题过程加以指导。
教师引导学生分析如何解题：
教师具体板演计算过程如下：
解：铁球的质量为=0.7kg
铁球排开水的体积为
= 8.9×10－5m3
铁球所受的浮力为
=1×103kg/m3×10N/kg×8.9×10－5m3=0.89N
4．引导学生思考：同样重的铝球，它的体积比铁球大些还是小些？铁球、铝球都浸没在水中谁受到的浮力更大些？
学生讨论并思考，教师具体讲解：
结论：同样重的铝球和铁球完全浸没在水中时，铝球受到的浮力大于铁球受到的浮力。
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