【教案】102阿基米德原理

1、第二節(jié) 阿基米德原理【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1理解阿基米德原理，學(xué)會一種計(jì)算浮力的方法。2進(jìn)一步練習(xí)使用彈簧秤測力。二、過程與方法1經(jīng)歷科學(xué)探究，培養(yǎng)探究意識，發(fā)展科學(xué)探究能力。2培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析概括能力，發(fā)展學(xué)生收集、處理、交流信息的能力。三、情感、態(tài)度與價值觀1增加對物理學(xué)的親近感，保持對物理和生活的興趣。2增進(jìn)交流與合作的意識。3保持對科學(xué)的求知欲望，勇于、樂于參與科學(xué)探究。【教學(xué)準(zhǔn)備】空易拉罐（自備，每組25個）、小容器（自備，每組至少1個）、彈簧秤2×9只、紙杯9只、固體物塊9個、溢水杯9只、橡皮泥9塊、釘子若干?！窘虒W(xué)過程】一、新課引入我們已經(jīng)認(rèn)識了浮力，并且得

2、到了三種計(jì)算浮力的方法，它們分別是（師生共同回憶，教師板書）：1當(dāng)物體漂浮在液面上時，其所受浮力F浮G物；2用彈簧秤測定物體浮力。把物體掛在彈簧秤上，當(dāng)物體靜止時，彈簧秤的示數(shù)為F1，將物體浸入水中，彈簧秤的示數(shù)為F2，則物體所受浮力為F浮F1F2；3利用物體上、下表面的壓力差求得浮力：F浮F下F上。師生討論：這三種方法都有其局限性，第一種只適用于計(jì)算漂浮在液面上的物體所受浮力，第二種不適用于質(zhì)量過大的物體，第三種不適用于形狀不規(guī)則的物體。教師；今天我們學(xué)習(xí)一種既簡單又普遍適用的方法，這種方法是2000年前由古希臘學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)的，所以稱之為阿基米德原理。（板書：阿基米德原理）。二、進(jìn)行新課

3、1創(chuàng)設(shè)問題情境教師：首先，我們一起來做兩個實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一：每組分發(fā)一塊大小相等的橡皮泥（當(dāng)眾分發(fā)，增加可信度），給大家35分鐘的時間，利用橡皮泥做一條小船，看哪一組的船裝“貨物”最多“貨物”是規(guī)格相同的釘子。分組實(shí)驗(yàn)：（由于問題具有挑戰(zhàn)性且貼近學(xué)生實(shí)際，極大地調(diào)動了同學(xué)們的積極性，各組成員分工協(xié)作，爭先恐后，開始行動。有的用手捏，有的先用筆桿軋成“餅”，再把四周折起，做成“船”，做完后紛紛放入水中，投放“貨物”。“10、11、1220”。在這九個組中，有八個組“裝貨”在十個以上，有兩個組在20枚釘子以上。在整個過程中，同學(xué)們興奮不已，繼而每個同學(xué)卻為自己的“小船”最終“沉沒”而惋惜頓足。雖然老師

4、還沒有提出做船的目的，但事實(shí)上他們在做的過程中都在思考著這樣一個問題：“怎樣做，才能裝貨更多？”）實(shí)驗(yàn)二：請同學(xué)們拿出自備的空易拉罐，慢慢地壓入水中，感受手掌受力變化。（教師示范表演）2提出問題教師：通過前面的兩個實(shí)驗(yàn)，請大家思考這樣一個問題：浮力的大小可能與什么因素有關(guān)？3猜想與假設(shè)教師：請同學(xué)們根據(jù)前面的兩個實(shí)驗(yàn)作出自己的猜想，并說出猜想的根據(jù)。（正如課前預(yù)料，同學(xué)們紛紛作出反應(yīng)）學(xué)生：底面積，因?yàn)榘汛鬃龃?，“貨物”裝的才多；物體密度，有些物體在水中漂浮，有些物體則會沉底；液體密度，因?yàn)橥晃矬w在水中可以沉底，在水銀中則可以漂浮；浸入液體的深度，因?yàn)橐桌拊酵聣?，越費(fèi)勁；浸入液體的深度

5、和物體的底面積，因?yàn)橛么旨?xì)不同的易拉罐，壓入水中相同的深度，用力大小不同。教師：（把各種猜想結(jié)果寫在黑板上）我們今天著重研究浮力與浸入液體的深度和物體的底面積是否有關(guān)。（并引導(dǎo)學(xué)生取得共識）這就是浮力與物體浸入液體的體積，也就是物體排開液體的體積是否有關(guān)？有什么關(guān)系？但是測量液體體積的量筒，對少量液體而言，誤差是比較大的。對某種確定的物質(zhì)而言，體積和質(zhì)量、重力是一對應(yīng)的。為了測量的方便（從結(jié)果出發(fā)指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)），我們研究浮力與物體排開液體的重力之間的關(guān)系。4制定計(jì)劃（設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)）教師：我們應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去驗(yàn)證我們的猜想？（經(jīng)過組內(nèi)同學(xué)之間的交流，大部分同學(xué)可以確定研究方案）用彈簧秤測量物體所受浮力

6、，用老師提供的紙杯把物體從溢水杯中排出的水收集起來，用彈簧秤測定其重力。最后尋找并比較兩者之間的關(guān)系。5收集證據(jù)（進(jìn)行實(shí)驗(yàn)）分組實(shí)驗(yàn)（在這個過程中，學(xué)生們展現(xiàn)了一些個性化的作法：有些同學(xué)在往溢水杯中放物體的同時，測出了物體所受浮力和物體排開液體所受重力；有些同學(xué)是先在自備容器中測定物體全都浸入水中時所受浮力，再利用溢水杯測定物體全部浸入水中時排開水所受重力；有些同學(xué)在測定物體排開液體所受重力時，因?yàn)楸犹p，事先在杯子里裝了適量的水，測出其重力，再把物體排開的水收集起來，測其總重，二者之差即是物體排開水所受的重力）（在實(shí)驗(yàn)過程中，一組5人，他們有的提彈簧秤，有的讀數(shù)，有的記錄，同學(xué)們對出現(xiàn)的問

7、題時有討論與爭辯。比如有的同學(xué)手持彈簧秤的外殼部位；有的同學(xué)用彈簧秤提著物體入水中時太快，造成溢出水的體積與物體體積不等；通過爭論，交流，取長補(bǔ)短，集思廣益，使實(shí)驗(yàn)過程更加合理。）記錄數(shù)據(jù)以下是四級學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：第一組：彈簧秤12N1.6N彈簧秤20.1N0.5N第二組：彈簧秤12N1.7N彈簧秤20.5N0.8N第三組：彈簧秤11.4N0.2N彈簧秤20.1N1.2N第四組：彈簧秤11.3N0.2N彈簧秤20.2N1.3N6分析論證分組分析數(shù)據(jù)在得到測量結(jié)果后，同學(xué)們自發(fā)地對數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。各組交流：他們發(fā)現(xiàn)兩只彈簧秤示數(shù)變化量是相同的，其中彈簧秤1示數(shù)的減少量是物體所受浮力的大小，彈簧秤

8、2示數(shù)的增加量是物體排開水所受重力的大小。師生共同確認(rèn)：物體所受浮力大小等于物體排開液體所受重力之大小，即F浮G排。從而證明同學(xué)們前面的猜想是有根據(jù)的。w W w.xK b 1. c om【課堂小結(jié)與延伸】教師：（在得到F浮G排之后，首尾呼應(yīng)）這就是今天我們所要學(xué)習(xí)的第四種計(jì)算浮力的方法。它是一種普遍適用的，比較簡單的方法?，F(xiàn)在請同學(xué)們對以下問題發(fā)表意見。（通過例題，對今天所學(xué)進(jìn)行鞏固，同時強(qiáng)化交流與合作及評價意識）教師：（投影）例：如圖所示：有一個正方體，浸沒在液體中，要求出它所受浮力大小，還需要給出哪些條件？（此題打破常規(guī)，沒有采用根據(jù)已知條件求得未知結(jié)果的問題模式，而是已知部分條件和結(jié)果，要求同學(xué)們給出其他條件）這道題同樣調(diào)動了同學(xué)們的積極性。根據(jù)所學(xué)浮力知識，紛紛發(fā)表自己的見解（教師隨堂記錄在黑板上）：1液體密度；物體體積2液體密度；物體邊長3液體