初中物理《阿基米德原理》实验教学设计

初中物理《阿基米德原理》实验教学设计

第七章 密度与浮力

第四节 阿基米德原理（第一课时）

一、教学目标：

1、通过实验探究，认识浮力。

2、经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理。

二、课型与课时：科学探究型课 2课时

三、重点：在探究

究浮力的过程中，怎样引导学生去猜想。

难点：设计探究浮力大小的实验。

四、教学准备：弹簧测力计、石块、细线、溢水杯、烧杯、水。

五、教学思路：本节课的教学顺序没有按照课本的顺序来，因为在“什么是浮力？”后，探究阿基米德原理比较好。从阿基米德洗澡的故事提出问题，再教学生进行猜想，可以直奔主题，且猜想也能很好的实施。中间可以不要对“浮力的大小与哪些因素有关”的内容进行过渡。但“浮力的大小与哪些因素有关”的内容能培养学生的动手能力，训练学生的思维，可以作为第二课时的内容进行。

本节内容分两课时进行：

第一课时，内容是浮力的概念和探究浮力的大小。关于浮力的大小要经历提出问题、猜想、、设计实验与收集证据、评估、交流等环节。

第二课时，探究浮力的大小与哪些因素有关和无关。这要经历分析论证、实验验证两个环节，主要是训练学生的思维能力，培养学生的动手能力

六、教学过程：

1、引入新课

师：同学们平时都喜不喜欢听故事呀！

生：喜欢。

师：今天，在上新课之前先给同学们讲一个故事。相传，2000多年前古希腊 的亥尼洛国王做了一顶金王冠。但是，这个国王相当多疑,t他怀疑工匠用银子偷换了王冠中的金子。国王便要求阿基米德查出王冠是否是由纯金制造的，而且提出要求不能损坏王冠。阿基米德捧着这顶王冠整日苦苦思索却找不到问题的答案。有一天，阿基米德去浴室洗澡，当他跨入盛满水的浴桶后，随着身子进入浴桶，他发现有一部分水从浴桶中溢出，阿基米德看到这个现象头脑中马上意识到了什么，便高呼：“我找到了！我找到了！”他忘记了自己还光着身子，便从浴桶中一跃而出奔向王宫。一路上高呼：“我找到了！我找到了！”科学家们发现真理时的喜悦是让人无法想象的，他这一声高呼便宣告了阿基米德原理的诞生。同学们想知道阿基米德原理的具体内容是什么吗？

生：想。

师：今天我们就来学习阿基米德原理。生活中我们都见过万吨巨轮能够载货远航，巨大的热气球能够腾空而起，究竟是什么原因导致了这些现象的发生呢？哪位同学能给我们说一下呢？

生：是因为它们都受到了浮力。

师：这位同学解释的很好！那么究竟什么是浮力呢？这就是我们这节课要解决的第一个问题。首先，我们要通过实验来探究一下什么是浮力。在进行实验探究之前，请同学们听清老师的`要求，明白自己在实验中应该做些什么：

第一， 同学们先测出石块在空气中的重力G

第二， 将石块完全浸入水中，记下此时弹簧测力计的示数，将数据记录在125业蓝筐内。看一看，示数到底是变大了，还是变小了。

第三， 将钩码拿出水中，看看用什么样的方法能够达到与第二步相同的结果。

（学生分组实验，教师巡视指导）

师：同学们，现在你们的实验都做完了吗？

生：做完了。

师

：实验做完了，哪位同学能够告诉我，你用什么方法能够使空气中弹簧测力

记的示数与第二步相同。

生：用手向上托物体。

师：通过这个实验你能够得到一个怎样的实验结论呢？

生：我得到的实验结论为：液体对浸在其中的物体有一个竖直向上的托力。

师：这位同学回答得很好。液体对浸在其中的物体有一个竖直向上的托力，那么，

气体对浸在其中的物体是否有托力的作用呢？现在同学们一起来跟我看一下这个实验。

(教师演示书上124业实验7-20)

师：在刚才这个实验中，我们可以看到当把气球的气针插入篮球后，气球膨胀，而此时的杠杆为什么不平衡呢？

生：是因为左边篮球受到的浮力增大的原因。

师：通过刚才的这个实验，同学们又能够得到怎样的一个实验结论呢？

生：气体对浸在其中的物体也有竖直向上的托力。

师：这两个实验都做完了，通过这两个实验同学们又能够得到怎样一个实验结论呢？

生：液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的托力。

师：这位同学总结的很好，液体和气体对浸在其中的物体都有竖直向上的托力，物理学中把这个托力叫做浮力（buoyancy force）

现在我们仍然回到刚才第一个实验中，我们作实验时可以看到把石块放入水中时，弹簧测力记的示数变小了，是因为受到竖直向上的浮力。现在我们就来分析一下浸入水中的石块到底受到几个力的作用。

生：石块受到重力G、浮力 和拉力 ，

师：很好，这个物体在这三个力的作

用下处于静止状态。所以 。

这便是我们学习测量浮力大小的第一种方法，称之为用称量法计算物体的浮力。浮力是否是力的一种呢？

生：是。

师：它是否满足力的三要素呢？

生：满足。

师

：因此，浮力也有它的大小、方向和作用点。由力的平衡的知识可知，物体在向上的浮力和拉力，在向下的重力作用下处于平衡状态，因此浮力的方向与重力的方向相反，是竖直向上的。而这三个力都作用在物体上，所以浮力的作用点在物体上。

师：以上便是我们这堂课所要解决的第一个问题，什么是浮力，以及如何用称量量法计算物体的浮力大小。

刚才通过实验得到的称量法计算浮力的公式：

应用这个公式计算浮力是相当有限的，因为万吨巨轮的重力是不可能用弹簧测力记来测量的，因此我们有必要进一步探究浮力的大小如何计算。

师：上课前，给大家讲的故事，就是2000多年前阿基米德发现计算浮力大小的另一种方法。在阿基米德发现中，他发现浸在液体中的物体所受的浮力与它排开液体的重力有一定的关系。那么，今天我们就要通过实验来重温阿基米德的发现。首先，请同学们来认识一下这个特殊的杯子，它被称为溢水杯，当向溢水杯倒入水后，水高于溢水口时，水便会从溢水口向外流出，等溢净后。将物体放入溢水杯，用烧杯将水接住，就知道物体放入溢水杯后有多少水被排出。那么，哪位同学能大胆的猜想一下，物体所受浮力与物体排开液体的重力有什么样的关系呢？

生：我的猜想结果是：浸在液体中的物体所受的浮力等于物体排开液体所受的重力。

师：我们的猜想究竟是否正确呢？我们就要通过实验来验证一下。在这个实验中，我们要验证物体所受浮力与此物体排开液体所受重力的关系。