物理觀念:能說出阿基米德原理并會書寫其公式;會利用阿基米德原理解釋簡單的現(xiàn)象和計算。
科學思維:通過科學探究活動,經(jīng)歷觀察物理現(xiàn)象的過程,培養(yǎng)學生觀察、實驗?zāi)芰?分析、概括、思維能力。
科學探究:經(jīng)歷探究阿基米德原理的過程,學習科學探究的有關(guān)方法。
科學態(tài)度與責任:養(yǎng)成觀察思考、勇于發(fā)現(xiàn)、樂于探究的學習習慣,以及應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。
教學重難點
教學重點:理解阿基米德原理,應(yīng)用阿基米德進行相關(guān)計算。
教學難點:應(yīng)用阿基米德原理進行計算。
教學準備
教師準備:阿基米德原理演示器、彈簧測力計、空飲料瓶、燒杯、水、木塊、小石塊等。
學生準備:阿基米德原理演示器、彈簧測力計、小石塊、水、細線、空飲料瓶、燒杯等。
教學過程
板書設(shè)計
第2節(jié) 阿基米德原理
1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
2.表達式:F浮=G排。
3.導出式:F浮= G排= m排g=ρ液gV排。
4.適用范圍:液體和氣體。
作業(yè)設(shè)計
提供彈簧測力計,設(shè)計實驗測量鹽水的密度,簡述實驗的主要步驟(用相應(yīng)的字母表示所測的物理量),并寫出數(shù)學表達式。
參考答案:
實驗器材:水、鹽水、水杯、細線、石塊。
步驟:
①將石塊用細線拴住,用彈簧測力計測出石塊的重力G;
②用彈簧測力計掛著石塊,使其浸沒在水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F1;
③將石塊擦干,用彈簧測力計掛著石塊,使其浸沒在鹽水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2。
④石塊在水、鹽水中受到的浮力分別為F水=G-F1、F鹽水=G-F2,石塊的體積為V,則有F水=ρ水gV=G-F1,F鹽水=ρ鹽水gV=G-F2,然后即可解得:ρ鹽水=G-F2G-F1ρ水。
教學反思
教學的開展以阿基米德在浴缸中思考皇冠之謎的引入,根據(jù)觀察到的現(xiàn)象提出猜測“浮力大小可能與排開液體的多少有關(guān)”,繼而進一步猜想“浮力大小可能等于排開液體所受的重力”,學生分小組合作學習進行實驗設(shè)計和驗證。學生通過討論并在動手實驗的基礎(chǔ)上去驗證猜想,然后引導學生通過分析、歸納的方法提出物體所受的浮力跟它所排開液體的重力相等的假設(shè)。不僅加深了學生對知識的理解,更培養(yǎng)了學生學習本學科的興趣,在教學的各個環(huán)節(jié)中,有意識地引導學生主動地思考并給學生討論、交流的機會,達到了理論聯(lián)系實際的目的,起到了良好的效果。教學環(huán)節(jié)
設(shè)計意圖
一、創(chuàng)設(shè)情境 導入新課
阿基米德是古希臘著名的哲學家、數(shù)學家、物理學家,享有“力學之父”的美稱,敘拉古國王讓工匠做了一頂純金的王冠,但是在做好后,國王疑心工匠在金冠中摻了假,于是請阿基米德來檢驗。阿基米德冥思苦想而不得要領(lǐng),讓我們重溫阿基米德驗皇冠的故事。
播放視頻“阿基米德鑒別王冠的故事”。
提出問題:阿基米德是怎樣解決這個難題的呢?學習了今天的知識后,你會找到答案。
激發(fā)學生學習的興趣,同時學習科學家勇于探究科學真理的精神
二、新課講解 探究新知
學生準備:在燒杯中裝滿水,往下按空飲料瓶,水會溢出。要求:
1.你的手有什么感受,這說明了什么?
2.這個力有變化嗎,這又說明了什么?
3.你還觀察到什么現(xiàn)象?
4.根據(jù)剛才實驗中你的感受結(jié)合觀察到的實驗現(xiàn)象,你覺得浮力的大小可能和什么有關(guān)?
四人一組,按要求完成實驗。感知浮力的大小變化。
交流:1.手受到向上頂?shù)牧?說明瓶子浸入水中的過程中,受到水的浮力。
2.在瓶子浸入水中的過程中,向上頂?shù)牧υ絹碓酱?受到的浮力在增大。
3.溢出來的水越來越多,受到的浮力越大,浮力大小可能與溢出來水的多少有關(guān)。
教師引導:這個“多少”指的是什么?是指排開水的質(zhì)量、密度、體積還是重力?
通過學生的親自體驗,教師的步步引導,讓學生把感受和實驗現(xiàn)象聯(lián)系起來,較為順利地提出浮力大小可能與排開液體的重力有關(guān)
學生:排開液體受到的重力。
教師:要驗證猜想是否正確,我們要怎么做?
學生:實驗。
學生自主閱讀課本,結(jié)合給出的實驗器材,思考下列問題,思考后小組討論:
1.怎樣測浮力?
2.怎樣收集排開的液體?
3.怎樣測出排開液體的重力?
4.需要的實驗器材有哪些?
5.如何進行實驗、設(shè)計表格?
6.如何進行多次實驗?
學生討論交流后,小組進行展示,其他小組進行補充,教師點評。
1.用彈簧測力計測出浮力大小:先測出物體所受的重力G,再讀出物體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)F拉,則F 浮=G-F拉。
2.物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和彈簧測力計測出:溢水杯中盛滿液體,再把物體浸在液體中,讓排開的液體流入一個小桶中,桶中的液體就是被物體排開的液體,用彈簧測力計測出排開液體所受的重力。
實驗器材:彈簧測力計、細線、水、小石塊、小桶、溢水杯。
學生分小組進行實驗,小組內(nèi)做好分工,記錄實驗數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。
實驗步驟:
①用彈簧測力計測出空小桶的重力G桶;
②用彈簧測力計測出小石塊的重力G物;
③將小石塊浸入盛滿水的溢水杯中,記下彈簧測力計的示數(shù)F拉;
④用彈簧測力計測出盛水小桶的總重力G總;
⑤計算出小石塊受到水的浮力F浮和排開水的重力G排。實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。
次數(shù)
小桶的所受的重力G桶/N
物體所受的重力G物/N
物體在水中時彈簧測力的示數(shù)F/N
小桶和排開水所受的總重力G總/N
浮力
F浮/N
排開水所
受的重力
G排/N
1
2
3
4
學生交流后引導學生歸納出浮力大小與排開液體重力的關(guān)系后,組織學生評估并反思實驗過程,從而改進實驗方案。
歸納:阿基米德原理的內(nèi)容,并用課件展示。
1.內(nèi)容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。
學生回答問題,經(jīng)歷實驗的設(shè)計過程,思考問題,得出結(jié)論;教師通過提問引導學生思考并設(shè)計實驗
小組合作實驗,培養(yǎng)團隊合作意識
2.公式:F浮=G排。
3.用于計算的導出式:F浮= G排= m排g=ρ液gV排。
4.阿基米德原理適用范圍:任何液體和氣體、任何情況(漂浮體、下沉物、部分浸入、浸沒)。
交流與評估:
(1)若溢水杯中水沒有加滿,會對實驗造成什么影響?
導致G排的測量值偏小。
(2)實驗中,如何保證實驗時溢水杯中水已加滿?
向溢水杯中緩慢加水,直到溢水口有水滴流出,就表示水已經(jīng)加滿。
(3)實驗中,若先測出小桶和水的總重,再將水倒出后測出空桶的重力,測量結(jié)果會因為桶壁沾有部分水,所以G桶測量值偏大,導致 G排測量值偏小。
例題1 將金屬塊浸入水中,排開0.6 kg的水,金屬塊受到的浮力是 6 N(g取10 N/kg)。
例題2 一個體積為300 cm3的物體浮在水面上,它的23體積露出水面,它受的浮力大小為 1 N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
例題3 在“阿基米德解開王冠之謎”的故事中,若王冠受到的重力為4.9 N,浸沒在水中稱時,彈簧測力計示數(shù)為4.5 N。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求:
(1)王冠浸沒在水中時受到的浮力是多少?
(2)王冠體積為多大?
(3)王冠的密度是多少?王冠是否是純金的?(金的密度是17.3×103 kg/m3)
課件展示答案
評估有利于發(fā)展學生的批判性思維,使學生有可能發(fā)現(xiàn)新的問題,從而養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度
首尾呼應(yīng),加深對阿基米德原理的理解,同時學會利用阿基米德原理解決問題
三、歸納概括 課堂小結(jié)
學生總結(jié)本節(jié)所學知識,教師課件展示。
總結(jié)本節(jié)課的學習收獲,增加學生的自信心和獲得感

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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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