《阿基米德原理》（沪科版）教学设计

                      邾永辉

教学目标

1、知识与技能：

（1）通过实验探究，知道浮力大小与哪些因素有关；

（2）通过科学探究，经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理；

（3）了解阿基米德原理的简单应用。

2、过程与方法：

（1）经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，发现浮力的大小和液体的密度及排开液体的体积有关；

（2）培养学生的观察能力和分析概括能力，发展学生收集、处理、交流信息的能力。

3、情感态度与价值观：

通过探究发现物理规律，激发学习兴趣，培养学生交流与合作的意识，观察实验能力、科学思维能力。

教材分析：

浮力和阿基米德原理是初中物理教学的重要内容，而且有利于进一步巩固理解液体压强、压力、二力合成和二力平衡等知识点。由于本节内容涉及到的计算公式比较多，内容又有一定的难度，学生在学习中感到望而生畏。探究浮力的大小与什么因素有关以及浮力大小的探究是本节的重点和难点，让学生自己动手进行实验探究，经历知识建构过程，便于对知识的理解。本节课中可通过学生的亲身体验，并创设猜想的情景，激起学生探究的求知欲望，诱导学生对探究问题提出可能的猜想，然后针对猜想设计实验，验证猜想的真伪，合理地将学生的探究方向引导到本节课的重点探究课题上来。

教学重点：

经历阿基米德原理的探究过程。

教学难点：

阿基米德原理及其应用。

教学仪器：

弹簧测力计、石块、铁块、木块、乒乓球、鸡蛋、盐水、溢水杯、小桶、橡皮泥、水、细线等。

教学方法：

实验探究、归纳总结

课时安排：

1课时

教学过程：

一、浮力大小与哪些因素有关？

演示实验1：对放有鸡蛋的清水中逐渐加盐，观察到鸡蛋上浮，最后上浮至液面。并引导学生观察分析加盐与鸡蛋上浮现象之间的因果关系。

演示实验2：将挂在弹簧测力计的金属块，逐渐浸入水中，直至浸没。观察弹簧测力计的示数变化情况，并分析变化的原因。

　　归纳总结：物体在液体中所受到的浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开的液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。

猜猜想想：

（1）浮力可能与物体的关系：密度，体积，浸入液体的体积和深度；

（2）浮力可能与液体的关系：密度和深度。

想想做做：浮力的大小究竟与什么因素有关呢？

（1）探究：浮力与物体排开液体体积的关系

http://s1/mw690/004dNW9lgy6RIqQtgxW10&690结论：浮力与物体排开液体体积有关，在同种液体中，物体排开液体体积越大，受到的浮力越大。

（2）探究：浮力与物体浸没在液体中的深度关系

http://s12/mw690/004dNW9lgy6RIqSL7t14b&690结论：浮力与物体浸没在液体中的深度无关。

（3）探究：浮力与液体的密度的关系

http://s12/mw690/004dNW9lgy6RIqUCip5eb&690结论：浮力与液体的密度有关，当物体排开液体体积相同时，液体的密度越大，受到的浮力越大。

补充探究：物体所受到的浮力是否与物体的形状有关？

探究过程：可将一块橡皮泥挂在弹簧测力计下，浸没在水中，记下弹簧秤的示数F₁；然后取出橡皮泥，并改变其形状后再次浸没水中，记下弹簧测力计的示数F₂。

现象：观察到弹簧测力计的示数没有变化F₁= F₂。

结论：物体在液体中所受浮力的大小与物体的形状没有关系。

课堂练习：下图是研究浮力大小的实验装置图，你能根据图示得出哪些结论？

http://s7/mw690/004dNW9lgy6RQOWdMt846&690总结：浸在液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关。

二、阿基米德原理

1、探究浮力的大小

（1）实验器材：弹簧测力计、溢水杯、塑料杯、石块、细线、烧杯。

（2）实验过程如下：

http://s10/mw690/004dNW9lgy6RIqXRnx7a9&690数据记录如下：

研究对象	石块重G石/N	空杯重G杯/N	石块浸没水中时测力计的示数F/N	杯、水总重G总/N	浮力的大小F浮/N	排开水所受的重力G排/N

得出结论：

浸在液体中的物体所受竖直向上的浮力大小等于物体排开的液体所受重力的大小。

2、数学表达式： F_浮＝G_排

推导式F_浮＝G_排＝m_排g=ρ_液gV_排

注意：（1）排式中G_排排即为物体排开的液体受到的重力，单位是N；ρ_液是液体的密度，单位必须用kg/m³；V_排表示物体排开的液体的体积，单位必须用m³，g＝9.8N/kg（或取10N/kg）。 

（2）由阿基米德原理可知，浮力F_浮的大小只跟液体的密度ρ_液、物体排开液体的体积V_排有关，跟物体的形状、密度无关，另外和物体在液体中的情况，如物体浸没在液体中的深度、容器中液体体积的多少、物体在液体中是静止还是运动等都无关。

（3）阿基米德原理也适用于气体，也就是：浸没在气体里的物体受到的浮力大小，等于它排开的气体所受到的重力，即：F_浮＝G_排气＝ρ_气gV_排V_排。

课堂练习：

1、关于浮力大小的说法正确的是（             ）

A、同一物体全部浸没在水中和煤油中所受的浮力一样大；

B、同一物体浸没在液体内部越深，它所受的浮力越大；

C、浮力的大小只跟物体排开的液体体积和液体的密度有关；

D、体积相同的铁块和木块浸没在水中，木块上浮铁块下沉，这是因为木块所受浮力比铁块大。

2、潜水员由水下面5m深处潜入水下面20m深处的过程中，他受到水的压强和浮力的变化情况是（      ）

A、压强增大，浮力增大；      B、压强不变，浮力增大；

C、压强增大，浮力不变；      D、压强减小，浮力不变。

3、一石块重5.2N，用细绳挂在弹簧测力计的下端，当石块浸没在水中时，弹簧测力计的示数为3.2N,求：

（1）石块浸没在水中时受到的浮力是多大？

（2）石块的密度是多少？（g=10N/kg)

课堂小结：

1、浮力的大小与那些因素有关?

2、阿基米德原理内容是什么?

3、阿基米德原理表达式是什么?使用范围是什么?

布置作业：

1、课本作业1、2、3题。

2、质量是2.7kg的铝块，一半浸入水中时，所受浮力多大？完全浸没在酒精中时，所受浮力多大？（ρ_铝＝2.7×10³kg／m³，ρ_酒精＝0.8×10³kg／m³）

3、一个实心石块，在空气中用弹簧测力计测量时示数是10N，当把石块完全浸没在水中时，弹簧测力计测得示数是6N，求：石块密度。