課題：阿基米德原理
課時
1
授課年級
八年級
教材
分析
知識基礎(chǔ)：學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了密度、壓強的基本概念以及液體壓強與深度的關(guān)系，在第一節(jié)浮力的學(xué)習(xí)中也已經(jīng)了解了浮力的概念和稱重法測浮力，這為本節(jié)學(xué)習(xí)阿基米德原理奠定了基礎(chǔ)。
內(nèi)容銜接：阿基米德原理是對浮力知識的進一步深化和量化，它揭示了浮力大小與物體排開液體重力之間的關(guān)系，是解決浮力相關(guān)問題的重要理論依據(jù)，也是后續(xù)學(xué)習(xí)物體浮沉條件等內(nèi)容的基礎(chǔ)。
能力培養(yǎng)：教材通過實驗探究的方式引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)阿基米德原理，培養(yǎng)了學(xué)生的實驗操作能力、觀察能力、數(shù)據(jù)分析能力和科學(xué)探究精神，同時通過實際應(yīng)用案例，提高學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力。
思想滲透：在教材內(nèi)容中，阿基米德原理的發(fā)現(xiàn)過程體現(xiàn)了科學(xué)探究的思想和方法，讓學(xué)生了解科學(xué)家是如何通過觀察、實驗、分析等步驟得出科學(xué)結(jié)論的，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識。
教學(xué)目標
科學(xué)探究：
能設(shè)計并進行實驗，探究浮力與物體排開液體重力的關(guān)系。
學(xué)會正確使用彈簧測力計、溢水杯等實驗器材，準確測量浮力和排開液體的重力。
能夠?qū)嶒灁?shù)據(jù)進行分析和處理，得出實驗結(jié)論，培養(yǎng)實驗操作與數(shù)據(jù)分析能力。
物理觀念：
深入理解浮力的概念，明確浮力是物體在液體或氣體中受到的向上的力。
掌握阿基米德原理的內(nèi)容，即浸在液體中的物體受到的浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力的大小，建立浮力與排開液體重力之間的定量關(guān)系。
能用阿基米德原理解釋生活中的浮力現(xiàn)象，如船只漂浮、潛水艇浮沉等，形成對物體浮沉現(xiàn)象的科學(xué)認識。
科學(xué)思維：
通過對阿基米德原理的探究和推導(dǎo)過程，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和科學(xué)論證水平。
能夠運用阿基米德原理解決實際問題，如計算物體受到的浮力、判斷物體的浮沉等，提高學(xué)生運用物理知識解決問題的能力。
鼓勵學(xué)生對浮力相關(guān)問題進行思考和創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：
培養(yǎng)學(xué)生對物理現(xiàn)象的好奇心和探究欲望，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。
讓學(xué)生在實驗探究過程中養(yǎng)成合作交流、嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生尊重實驗數(shù)據(jù)、實事求是的科學(xué)精神。
使學(xué)生認識到阿基米德原理在日常生活和科學(xué)技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，增強學(xué)生將物理知識應(yīng)用于實際的意識和社會責(zé)任感。
教學(xué)重、難點
教學(xué)重點：
阿基米德原理及其探究過程：讓學(xué)生通過實驗探究親自發(fā)現(xiàn)浮力與物體排開液體重力之間的關(guān)系，理解阿基米德原理的內(nèi)容和實質(zhì)，這是本節(jié)課的核心內(nèi)容。
阿基米德原理的公式推導(dǎo)及應(yīng)用：引導(dǎo)學(xué)生從原理內(nèi)容推導(dǎo)出公式，并能運用該公式進行簡單的計算和解決實際問題，如計算物體在液體中受到的浮力、根據(jù)浮力大小判斷物體的浮沉等。
教學(xué)難點：
對“浸在”和“浸沒”的理解：學(xué)生容易混淆“浸在”和“浸沒”這兩個概念，不清楚它們在阿基米德原理中的具體含義和應(yīng)用，需要通過實例和實驗讓學(xué)生明確兩者的區(qū)別。
排開液體的體積與物體體積的關(guān)系：部分學(xué)生可能難以理解排開液體的體積不一定等于物體的體積，尤其是在物體部分浸入液體的情況下，需要通過具體的實驗和圖形進行解釋和說明。
阿基米德原理的理解和應(yīng)用：阿基米德原理的內(nèi)容較為抽象，學(xué)生在理解其內(nèi)涵和應(yīng)用時可能會遇到困難。
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教學(xué)活動
新課講解
導(dǎo)入新課
教師活動：
故事引入：
講述羅馬統(tǒng)帥狄杜進兵耶路撒冷的故事，奴隸們被扔入死海，但并沒有沉到水里淹死，而是被波浪送回岸邊。
提問：你們知道這是為什么嗎？
實驗演示：
準備一個裝滿水的水槽，將一個乒乓球和一個木塊放入水中，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象。
提問：你們看到什么現(xiàn)象？這些物體為什么會在水中浮起來？
學(xué)生活動：
認真聽故事，積極思考教師提出的問題。
觀察實驗現(xiàn)象，回答教師的問題，并提出自己的想法。
設(shè)計意圖：
通過故事和實驗演示，引起學(xué)生的興趣和思考，引出浮力的概念。
引導(dǎo)學(xué)生從日常生活中的現(xiàn)象出發(fā)，初步認識浮力的存在。
復(fù)習(xí)浮力概念
教師活動：
提問復(fù)習(xí)：
提問：什么是浮力？浮力的方向是怎樣的？
提問：漂浮的物體受到浮力，那么在水中下沉的物體是否也受到浮力作用？
演示驗證：
將木塊、泡沫塑料、石塊、粉筆頭投入水中，觀察漂浮和下沉的現(xiàn)象。
提問：如何驗證下沉的物體也受到浮力作用？
學(xué)生活動：
回顧浮力的概念和方向，回答教師的問題。
觀察實驗現(xiàn)象，思考并回答教師的問題。
小組討論如何驗證下沉的物體也受到浮力作用，提出自己的猜想和實驗方案。
設(shè)計意圖：
通過復(fù)習(xí)浮力的概念和方向，鞏固學(xué)生的基礎(chǔ)知識。
通過實驗演示和提問，引導(dǎo)學(xué)生進一步認識浮力的存在和普遍性。
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
教師活動：
提出問題：
提問：浮力的大小與哪些因素有關(guān)？
引導(dǎo)學(xué)生猜想可能的影響因素，如物體的密度、物體的體積、液體的密度、物體浸入水中的體積等。
設(shè)計實驗：
講解控制變量法和排除法的應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案來驗證猜想。
強調(diào)實驗設(shè)計的科學(xué)性和嚴謹性，確保實驗結(jié)果的準確性。
學(xué)生活動：
小組討論并猜想浮力大小可能的影響因素。
認真聽教師講解控制變量法和排除法的應(yīng)用，理解實驗設(shè)計的原理和方法。
小組合作設(shè)計實驗方案，明確實驗步驟和所需材料。
設(shè)計意圖：
通過提問和猜想，激發(fā)學(xué)生的探究欲望和思維活力。
通過設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生的實驗設(shè)計能力和科學(xué)探究精神。
實驗探究浮力大小與排開液體體積的關(guān)系
教師活動：
實驗演示：
演示將空礦泉水瓶慢慢按入水中的實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察浮力大小的變化。
提問：你們觀察到什么現(xiàn)象？這說明浮力大小與什么因素有關(guān)？
實驗指導(dǎo)：
指導(dǎo)學(xué)生進行分組實驗，要求每組同學(xué)用彈簧測力計測量不同體積的物體浸沒在水中時所受的浮力。
強調(diào)實驗過程中的安全注意事項和實驗操作的規(guī)范性。
學(xué)生活動：
觀察教師演示的實驗現(xiàn)象，回答教師的問題。
小組合作進行實驗，按照實驗步驟用彈簧測力計測量不同體積的物體浸沒在水中時所受的浮力。
記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。
設(shè)計意圖：
通過實驗演示和分組實驗，讓學(xué)生直觀感受浮力大小與排開液體體積的關(guān)系。
培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。
實驗探究浮力大小與排開液體密度的關(guān)系
教師活動：
提出問題：
提問：浮力大小除了與排開液體體積有關(guān)外，還與什么因素有關(guān)？
引導(dǎo)學(xué)生猜想浮力大小可能與排開液體的密度有關(guān)。
實驗設(shè)計：
指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案來驗證浮力大小與排開液體密度的關(guān)系。
強調(diào)實驗過程中需要保持排開液體體積不變，只改變液體的密度。
實驗演示：
演示鹽水浮雞蛋的實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察浮力大小的變化。
提問：你們觀察到什么現(xiàn)象？這說明浮力大小與什么因素有關(guān)？
學(xué)生活動：
思考并猜想浮力大小可能與排開液體的密度有關(guān)。
小組合作設(shè)計實驗方案，明確實驗步驟和所需材料。
觀看教師演示的實驗現(xiàn)象，回答教師的問題。
小組合作進行實驗，按照實驗步驟測量不同密度的液體中物體所受的浮力。
記錄實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。
設(shè)計意圖：
通過提出問題、猜想和設(shè)計實驗方案，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和思維能力。
通過實驗演示和分組實驗，讓學(xué)生直觀感受浮力大小與排開液體密度的關(guān)系。
推導(dǎo)阿基米德原理
教師活動：
提出問題：
提問：你們能根據(jù)前面的實驗結(jié)果推導(dǎo)出浮力大小與排開液體所受重力的關(guān)系嗎？
引導(dǎo)學(xué)生回顧前面的實驗結(jié)果和所學(xué)知識，嘗試進行推導(dǎo)。
推導(dǎo)講解：
講解阿基米德原理的推導(dǎo)過程，強調(diào)浮力大小等于排開液體所受的重力。
引導(dǎo)學(xué)生理解阿基米德原理的內(nèi)涵和數(shù)學(xué)表達式。
應(yīng)用舉例：
舉例說明阿基米德原理在日常生活中的應(yīng)用，如船舶設(shè)計、潛水器設(shè)計等。
提問：你們能舉出阿基米德原理在其他方面的應(yīng)用嗎？
學(xué)生活動：
回顧前面的實驗結(jié)果和所學(xué)知識，嘗試進行推導(dǎo)。
認真聽教師講解阿基米德原理的推導(dǎo)過程和內(nèi)涵。
理解并記憶阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達式。
思考并舉例阿基米德原理在日常生活中的應(yīng)用。
設(shè)計意圖：
通過提問和推導(dǎo)講解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力和數(shù)學(xué)應(yīng)用能力。
通過應(yīng)用舉例，讓學(xué)生認識到阿基米德原理的重要性和廣泛應(yīng)用性。
教學(xué)
反思
理論聯(lián)系實際：在教學(xué)過程中，從生活中的浮沉現(xiàn)象入手，如船只浮在水面上、潛水艇的浮沉等，引發(fā)學(xué)生的興趣和好奇心，然后引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的浮沉條件來解釋這些現(xiàn)象，使學(xué)生深刻體會到物理知識與生活的緊密聯(lián)系，培養(yǎng)了學(xué)生運用物理知識解決實際問題的能力，同時也讓學(xué)生更加熱愛物理。
注重實驗探究：通過實驗探究的方式讓學(xué)生認識物體的浮沉條件和輪船漂浮的原理等，如讓學(xué)生分組進行實驗，觀察不同物體在液體中的浮沉情況，并記錄實驗結(jié)果，然后引導(dǎo)學(xué)生分析實驗現(xiàn)象，得出浮沉條件。這種教學(xué)方式不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力和科學(xué)探究能力，還讓學(xué)生在實驗中體驗到了科學(xué)研究的樂趣，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。
培養(yǎng)學(xué)以致用意識：在課堂上要求學(xué)生設(shè)計打撈沉船方案等，培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)以致用的意識和創(chuàng)新思維能力，讓學(xué)生將所學(xué)的知識運用到實際問題中，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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第2節(jié) 阿基米德原理

版本： 人教版（2024）

年級： 八年級下冊（2024）

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