阿基米德原理教学设计

阿基米德原理教学设计

‎ ‎ 课题 第四节 阿基米德原理 课标与教材 课标要求：通过实验探究，认识浮力。经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理。‎ 教材分析：它是初中物理理解级的内容。也是初中物理的一个学习难点。‎ 这节课是“浮力”这一章的核心内容，又是初中物理的重点内容。‎ 阿基米德原理是通过实验来研究浮力规律，所以这节课又是通过学生自主探究、经历科学探究过程、培养各种能力的好素材。本节为科学探究类型课。‎ 本节课的教学重点：阿基米德原理的形成过程。教学难点：探索F浮与G排大小的关系。‎ 学情分析 学生在一定的感知基础上，由猜想和假设开始，进而逐步、自然地完成实验探究。‎ 学生通过独立操作去认识现象、发现规律，这对激发学习兴趣，培养观察实验能力、科学思维能力，形成科学研究习惯都十分有益。‎ 教学目标 知识与技能 ‎1．理解阿基米德原理，学会一种计算浮力的方法。‎ ‎2．进一步练习使用弹簧秤测力。‎ 过程与方法 ‎1．经历科学探究，培养探究意识，发展科学探究能力。‎ ‎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。‎ 情感、态度与价值观 ‎1．增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。‎ ‎2．增进交流与合作的意识。‎ ‎3．保持对科学的求知欲望，勇于、乐于参与科学探究。‎ 教学方法与媒体 教法： 1、将被动观察改为主动探究，将演示实验改为学生探索实验。 2、 探究模式采用与物理研究方法相同的模式，猜想——设计——验证——分析归纳——评估 学法：1学生的活动空间。将演示实验改为学生的分组试验，全体学生参与，使每个学生都能体验探究过程，得到发展。 2、 学生的思维空间。创设问题情景，让学生自己体验、感知知识的发生、发展过程，通过思维碰撞，培养思维能力。 3、 学生的表现空间。通过把自己的想法、结果展示给大家，学习交流与合作，体验成功的愉悦 教具准备 弹簧称、石块、铁块、乒乓球、鸡蛋、盐水、溢水杯、小桶、水等 ‎[教学过程]‎ 5‎ ‎ ‎ 主要过程 教师活动 学生活动 引　　入 引出课题 认识浮力产生的原因 教师发问 1： 同学们都知道，小鸭子能浮在水面上自由自在是由于它们受到了水给它们的浮力。千百吨的大轮船能漂洋过海也是由于它们在水中受到水的浮力。如果把一个实心的大铁块扔在水中，沉到河底，它是否受到浮力呢？‎ 教师表述：从刚才的发言看出同学们的认识是有争议的。那么铁块在水中是否有浮力呢？根据什么能知道呢？‎ 同学们的方法很好。我们就做一下，看一看铁块在水中是否有浮力？‎ 教师演示：（摆出一只装水的烧杯，一只弹簧秤，一个钩码。先用弹簧秤称一下钩码，再将挂在弹簧秤下的钩码缓缓沉入水中。）看到了什么？‎ 弹簧秤的读数减小了，为什么呢？一定是钩码受到了水的浮力，这时候钩码受的重力与浮力一个竖直向下，一个竖直向上，所以弹簧秤的读数减小了。可见，无论是漂在水面上的物体，还是沉在水底的物体都有浮力。‎ 五 浮 力 板　　书：浸在液体中的物体会受到液体给它的浮力。浮力的方向是竖直向上的。可以用弹簧秤在空气中称得的重量减去浸在液体中称得的重量求出浮力的大小。F浮＝Ｇ－Ｇ’。 ‎ 教师发问 2：所有浸在液体中的物体都受到浮力，这个浮力是怎么产生的呢？‎ 教师讲述：同学们可以通过观察这个浸没在水中的小铁块的情况，寻找一下浮力产生的原因。‎ 没有受浮力 受了浮力，浮力小 可以做实验，用弹簧秤称一下 弹簧秤的读数比沉没入水中之前小了，这说明受浮力作用 5‎ ‎ ‎ 学习阿基米德原理 我们可以看出这个小铁块它有六个面。前后两个面平均深度一样，在水中受的水给这两个面的压强相同，压力也相同，所以前后两个面受的水的压力可以完全抵消。同样的道理左右两个面受的水的压力也可以完全抵消。那么上下两个面呢？‎ 同学说得好，上表面受到向下的压力小，原因是它浅。下表面受到向上的压力大，原因是它深。不可能完全抵消。这样上下两个表面压力之差产生了浮力。‎ 板　　书：浮力是由于浸在液体中的物体上下表面压力之差造成的。所以浮力的方向是竖直向上，浮力的大小等于 F下－F上。‎ 教师引导：‎ 以上我们已经学习了两种计算液体浮力的方法，但是如果物体太大，又不规则，既不方便用弹簧秤称，又不方便测算上下表面压力差，如何求出物体受的浮力大小呢？看来我们还需要找到一种更一般的计算浮力的方法。‎ 一个物体受的浮力可能与什么因素有关呢？‎ 教师演示：出示一只装水的玻璃缸，将一个空的易拉罐放入水中，请一个同学往下按，直到全部没入水中，请同学谈感受。‎ 教师启发：当我们将易拉罐按入水中越来越多时，罐排开的水也越来越多，是否浮力的大小与物体排开水的多少相关呢？我们探究一下。‎ 组织探究：用桌上的烧杯装水，如图所示，用弹簧秤先称一下小石块的重量，然后缓慢放进烧杯，同时收集溢出的水。当小石块完全没入水中后，读弹簧秤的示数，两次重量之差可以算出小石块受浮力的大小。最后称一下小桶中水的重量，再与小石块受的浮力比较。‎ 上表面浅，受到压强小，压力也小，下表面深，受到压强大，压力也大，所以不能完全抵消 越往下按越费力 学生探究 小石块受的浮力大小等于它排出的水的重量 5‎ ‎ ‎ 练习理解 板　　书：浸在液体中的物体受的浮力的大小等于它所排开的那部分液体的重量——阿基米德原理。‎ 练　　习：‎ 一个边长是 10 cm 的正方体铝块，直接用弹簧秤称，重量多大？有一半浸入水中，弹簧秤的读数是多少？全部浸没在水中后弹簧秤的读数又是多大？‎ 解析：此铝块体积 V＝a3＝10－3 m3。‎ ‎（1）则铝块重量 G ＝ mg ＝ ρVg ‎＝2.7×103 kg/m3×10－3 m3×10 N/ kg ‎＝27 N ‎（2）当有一半浸入水中后，它排开水的体积 V排＝0.5×10－3 m3‎ 此时铝块受的浮力就等于排开水的重力 F浮＝Ｇ排＝m水g＝ρ水V排g m3‎ ‎＝1.0×103 kg/m3×0.5×10－3×10 N/ kg ‎＝5 Ｎ 所以这时弹簧秤的读数就为 F ＝ Ｇ－F浮 ＝ 27 N－5 N ＝ 22 N ‎（3）当它完全没入水中，它排开水的重力就是浸一半时的 2 倍，所以 F浮＝10 N。‎ 这时弹簧秤的读数就为 F’ ＝ Ｇ－F浮’ ＝ 27 N－10 N ＝ 17 N 学生练习 5‎ ‎ ‎ 小　　结：‎ ‎1．浸在液体中的物体都会受到液体的浮力。同样道理，处于空气中的物体也一样会受到空气的浮力，只是有时空气的浮力比较小，忽略不计了。‎ ‎2．浮力是由于物体受到压力差产生的，所以浮力的方向是竖直向上的。如果一个物体完全与容器底接触，下表面无液体，这个物体没有浮力。‎ ‎3．浮力的大小有三种方法求出：‎ ‎① F浮 ＝ Ｇ－G’ ‎ ‎② F浮 ＝ F下－F上 ‎ ‎③ F浮 ＝ G排 这三种方法代表三种不同的原理，第一种方式是用弹簧秤测浮力；第二种方式是浮力产生的原因；第三种方式是阿基米德原理。‎ 作　　业：P97“动手动脑学物理”3、4、6 三题。‎ ‎　　‎ 5‎