1、16.4 阿基米德原理一、教学目标1、知识与技能（1）知道浸在液体中的物体受到向上的浮力作用。（2）学会使用弹簧测力计测浮力。（3）理解阿基米德原理。（4）知道浮力产生的原因。（5）理解物体的沉浮条件及其应用。2、过程与方法（1）经历观察和实验的过程，运用合理猜想。（2）经历探究浮力大小的探究，认识发现问题、提出假设、设计实验方案、操作实验、收集、分析数据，归纳得出结论的过程。（3）通过轮船、密度计等工作原理的讨论，表达“控制变量”的思想方法。3、态度、情感与价值观（1）重温阿基米德研究浮力大小的历史，体验科学探究的艰辛和乐趣，感悟科学家刻苦钻研的精神。（2）通过实验设计的过程，提高创造思维能
2、力。（3）通过了解浮力知识在工农业生产和国防等领域中的应用，激发学习物理的兴趣。二、教学重点和难点重点：阿基米德原理。难点：探索浮力与排开液体重力大小的关系。三、教学资源1、 器材：演示用弹簧测力计、学生实验用弹簧测力计、铁架台、玻璃桶、玻璃缸、溢水杯、烧杯、泡沫塑料块、砂桶、钩码、橡皮泥、铜块、铝块、水、浓盐水、煤油、塑料小盒、细沙、筷子、象棋子、天平(带砝码)、量筒和牙膏皮等。2、课件：自制多媒体课件2四、教学流程1、教学流程图五、教学过程第一课时一、引入1、关于浮力阿基米德原理情景 I图片活动 I学生实验情景 II演示实验 浮力活动 II学生实验情景 III故事、图片情景 IV视频播放活
3、动 III学生实验 浮力产生原因情景 V演示实验活动 IV学生讨论活动 V学生实验活动 VI阅读 物体浮沉条件情景 VI图片、演示活动 VII学生实验情景 VII视频3（1）情景：“阳光体育活动”的游泳项目（图片） 。（2）活动：感受浮力（完成活动卡 P13 页活动 1） 。（3）结论：我们把物体浸在液体中受到的向上托的力称为浮力。二、新课2、探究阿基米德原理（1）问题： 实验中，除了感受到液体对浸入其中的物体有向上的浮力，还观察到什么现象吗？ 在液体中物体所受浮力的大小能直接测量出来吗？（2）视频：物体慢慢浸入水的过程中，弹簧测力计示数大小的变化。 （较慢，且反复播放）（3）观察： 将物体部
4、分浸入水中，观察弹簧测力计的示数变化情况和液面变化情况。 待物体完全浸没后，若继续往下，观察弹簧测力计的示数变化情况和液面变化情况。（4）问题：浮力的大小可能跟什么因素有关？（5）猜想：物体排开水的体积 V 排 、 物体排开水的质量 m 排 、物体排开水的重力 G 排 等。说明：由于之前的铺垫，学生较 容易想到上述的三种情况。为进一步得出阿基米德原理，教师有必要引导学生讨论这三个物理量之间的关系，从而形成假设F 浮 与 G 排 之间的关系。（6）设计方案 讨论实验方案。 （请带着这样三个问题边讨论，边填写活动卡实验记录单 1）* 如何选择适合的实验器材?* 如何测量浮力(F 浮 )？* 如何收
5、集“物体排开的液体”,并测量其所受的重力(G 排 )？ 交流实验设计方案（7）验证假设学生分组实验，验证假设，并填写学习活动卡实验记录单 1。（8）结论：当物体全部或部分浸在液体中时，它会受到向上的浮力，浮力大小等于它排开这部分液体所受的重力大小。3、介绍阿基米德研究浮力大小的方法三、知识应用阿基米德原理不仅适用于液体，而且适用于气体。根据这一规律，人类制造出气球和飞艇。工程师设计船舶，根据阿基米德原理计算排水量和最大装载量。人类还制造出了沉浮自如、行动隐蔽的潜水艇等。说明：以图片的方式呈现，具体的 应用在以后的两个课时中介 绍。四、课后思考老师手里有这样几块物体：橡皮泥、铝片、硬币、小石子。
6、浸入盛有水的容器中，它们都沉入了水底。 在不增加其它实验器材的条件下，你能使它们都浮在水面上吗？请在课后和你的4伙伴一起讨论方案。第二课时一 、 引 入1、 学 生 实 验 ： 将 象 棋 子 放 入 水 中 ， 观 察 现 象 ； 按 学 习 活 动 卡 P15 页 “观 察 和 描 述 ”的 要 求 完 成 实 验 ， 观 察 现 象 ； 用 筷 子 拨 动 与 底 部 紧 密 接 触 的 象 棋 子 ， 观 察 现 象 。二 、 新 课2、 浮 力 产 生 原 因（ 1） 问 题 ： 根 据 上 述 实 验 现 象 ， 你 觉 得 前 后 出 现 不 一 样 现 象 的 原 因 可 能
7、是 什 么 ？（ 2） 学 生 分 组 讨 论 ：教 师 点 拨 ： 根 据 阿 基 米 德 原 理 可 知 ， 浸 在 液 体 中 的 物 体 受 到 的 浮 力 大 小 等 于 物 体 排 开液 体 所 受 的 重 力 ， 那 么 右 图 中 的 象 棋 子 排 开 了 液 体 ， 为 何 浮 不 起 来 呢 ？ 用 筷 子 拨 动 后 为 何就 浮 起 来 了 呢 ？（ 3） 交 流 归 纳 ： 上 述 右 图 中 象 棋 子 不 能 浮 起 的 原 因 是 因 为 棋 子 的 下 表 面 没 有 受 到 液 体的 压 力 。说 明 ：阿 基 米 德 原 理 仅 说 明 了 浮 力 大
8、小 所 遵 循 的 规 律 ，而 没 有 揭 示 浮 力 的 产 生 原 因 。（ 4） 多 媒 体 演 示 ： 将 两面带有橡皮膜的有机玻璃正方体分别以下图两种方式浸没到水中，观察橡皮膜的凹陷程度。（ 5） 活 动 ： 学 生 阅 读 教 科 书 P19（ 6） 交 流 归 纳 ：水象棋子与底部紧密接触水象棋子将象棋子放入水中5* 浸 没 在 液 体 中 的 物 体 ， 受 到 液 体 对 它 向 上 的 压 力 和 向 下 的 压 力 差 形 成 了 浮 力 。* F 浮 =F2-F1= 液 gV 排* 影 响 浮 力 大 小 的 因 素 ： 液 体 的 密 度 液 物 体 排 开 液 体
9、 的 体 积 V 排4、 阿 基 米 德 原 理 的 应 用（ 1） 交 流 ： 展 示 第 一 课 时 中 “课 后 思 考 ”的 设 计 方 案 。说 明 ：凭 借 生 活 经 验 ，不 少 同 学 会 想 到 将 铝 片 或 橡 皮 泥 折 成 小 船 状 ，然 后 把 石 块 、硬币 等 放 入 其 中 ，就 可 以 漂 浮 在 水 面 了 。教 师 可 以 以 此 引 入 到 轮 船 的 制 成 原 理 。（ 2） 轮 船 的 制 成 原 理 阅 读 教 科 书 （ 学 生 带 着 以 下 两 个 问 题 进 行 阅 读 ）* 漂 浮 在 水 面 上 的 轮 船 受 到 几 个 力
10、的 作 用 ？* 轮 船 在 制 作 上 是 通 过 什 么 方 式 来 增 大 浮 力 的 ？ 学 生 交 流 ：轮 船 漂 浮 在 水 面 时 受 到 浮 力 和 重 力 的 作 用 ， 这 两 个 力 是 一 对 平 衡 力 ； 轮 船 通 过 制 成 空心 体 结 构 ， 实 现 液 体 密 度 不 变 时 增 大 物 体 排 开 液 体 的 体 积 来 增 大 浮 力 ， 从 而 浮 在 水 面 上 的 。 关 于 排 水 量 ：说 明 ：关 于 排 水 量 的 知 识 由 教 师 推 导 得 出 。（ 3） 密 度 计 的 工 作 原 理 阅 读 教 科 书 （ 学 生 带 着 以
11、 下 两 个 问 题 进 行 阅 读 ）* 密 度 计 在 不 同 液 体 中 所 受 的 浮 力 相 同 吗 ？* 密 度 计 上 的 刻 度 值 为 何 从 上 到 下 依 次 增 大 的 ？ 学 生 交 流密 度 计 是 漂 浮 在 液 面 的 ， 所 以 在 不 同 液 体 中 所 受 的 浮 力 相 同 ， 都 等 于 密 度 计 的 自 身 重力 ， 当 液 体 密 度 增 大 时 ， 由 于 浮 力 不 变 ， 所 以 排 开 液 体 的 体 积 变 小 ， 由 此 密 度 计 上 的 刻 度值 分 布 ， 从 上 到 下 依 次 是 增 大 的 。三 、 课 后 思 考动 手
12、做 一 做 ： 现 有 竹 筷 子 一 根 ， 铁 丝 若 干 ， 请 制 作 一 个 带 有 刻 度 的 简 易 密 度 计 。根据阿基米德原理 F 浮 =G 排船漂浮在水面 F 浮 =G 物G 排 =G物m 排 =m物6 第 三 课 时一 、 引 入1、 情 景 ：（ 1） 图 片 ： 万 吨 巨 轮 在 水 面 上 航 行 。（ 2） 演 示 ： 相 同 体 积 的 木 块 和 铁 块 同 时 浸 没 到 水 中 。2、 思 考 ：（ 1） 为 什 么 水 能 托 住 万 吨 巨 轮 ， 却 托 不 起 小 铁 块 ？（ 2） 浮 于 水 面 的 木 块 受 到 的 浮 力 比 同 体
13、积 的 铁 块 大 吗 ？3、 问 题 ： 浸 没 在 液 体 中 的 物 体 的 浮 与 沉 是 由 什 么 决 定 的 ？4、 猜 想 ： 物 体 受 到 的 重 力 ？ 物 体 受 到 的 浮 力 ？ 物 体 受 到 的 重 力 和 浮 力 共 同 决 定 ？二 、 新 课5、 探 究 物 体 的 浮 沉 条 件（ 1） 学 生 实 验 ： 将 外 型 相 同 的 三 个 塑 料 小 盒 分 别 浸 没 到 水 中 ， 得 出 上 浮 、 下 沉 、 悬 浮三 种 情 况 。（ 2） 设 计 实 验 找 寻 “为 何 相 同 体 积 的 物 体 浸 没 在 同 一 种 液 体 中 会 出
14、 现 上 浮 、 下 沉 、悬 浮 三 种 不 同 的 情 况 ？ ” 讨 论 实 验 方 案 （ 围 绕 以 下 问 题 思 考 ）* 如 何 测 物 体 的 浮 力 和 重 力 ？* 选 用 哪 些 合 适 的 器 材 ？ 交 流 实 验 方 案 学 生 实 验 并 完 成 活 动 卡 实 验 记 录 单 2.1（ 3） 演 示 ： 在 上 述 的 （ a） 图 的 水 中 到 入 一 定 量 的 盐 ， 观 察 现 象 。 （ 4） 设 计 实 验 找 寻 “为 何 同 一 物 体 浸 没 在 不 同 种 液 体 中 会 出 现 悬 浮 、 上 浮 等 不 同 的情 况 ？ ” 讨 论
15、实 验 方 案 （ 围 绕 以 下 问 题 思 考 ）* 如 何 测 物 体 的 浮 力 和 重 力 ？（a）悬浮 （b）上浮 （c ）下沉7* 选 用 哪 些 合 适 的 器 材 ？ 交 流 实 验 方 案 学 生 实 验 并 完 成 活 动 卡 实 验 记 录 单 2.2（8）交流归纳三 、 浮 沉 条 件 的 应 用（1）潜水艇通过多媒体向同学们展示潜水艇上浮和下潜的过程，学生直观的理解潜水艇是靠改变自身重力来达到改变浮力和重力的关系，从而决定上浮或下潜的。（2）热气球和飞艇加热热气球使气体温度升高，气体膨胀增大了气球的体积，从而增大了气球受到的浮力，气球上升。飞艇里装的是氦气，增加飞艇
16、里的氦气，使飞艇体积增大，从而使飞艇受到的浮力大于飞艇的重力，飞艇上升。说 明 ：播 放 视 频 使 学 生 有 直 观 感 受 。实 验 记 录 单 1（ 1） 小组提出的假 设 ：。（ 2） 实 验 器 材 （ 在 你 们 小 组 所 选 择 的 实 验 器 材 名 称 前 面 打 “ ”）沙 桶 、 钩 码 、 橡 皮 泥 、 铜 块 、 铝 块 、 水 、 浓 盐 水 、 煤 油弹 簧 测 力 计 、 溢 水 杯 、 塑 料 杯 、 小 烧 杯 、量 筒 、 小 塑 料 袋 、 一 次 性 小 塑 料 杯 、 细 线（ 3） 实 验 步 骤 （ 可 用 文 字 或 简 图 表 示 ）（
17、 4） 实 验 记 录 表 格弹 簧 测 力 计 的 示 数序号物体液体F1(N)在 空 气 中F2 (N)浸 在 液 体 中F 浮（ N）G 排（ N）1F 浮 G 上浮F 浮 =G 悬浮F 浮 G 下沉浸 没 在 液 体 中 的 物 体 浮 沉 条 件 是8234（5）请根据你的实验数据分析并归纳初步结论：。（6）你们的假设与结论一致吗？对于小组实验，你们觉得还有哪些步骤或方法可以改进？你还想做些什么研究？实 验 记 录 单 2.1（1）研究主题：。（2）实 验 器 材 （ 在 你 们 小 组 所 选 择 的 实 验 器 材 名 称 前 面 打 “ ”）天平（带砝码） 量筒 弹簧测力计 水
18、 浓盐水 酒精 装有不同质量沙的塑料小盒若干（A 、B、C、D、E） （ 3） 实 验 步 骤 （ 完 成 表 格 项 目 栏 中 物 理 量 填 写 ）（ 4） 实 验 记 录 表 格(5) 请根据你的实验数据分析并归纳初步结论：。序号物理量9实 验 记 录 单 2.2（1）研究主题：。（2）实 验 器 材 （ 在 你 们 小 组 所 选 择 的 实 验 器 材 名 称 前 面 打 “ ”）天平（带砝码） 量筒 弹簧测力计 水 浓盐水 酒精 装有不同质量沙的塑料小盒若干（A 、B、C、D、E） （ 3） 实 验 步 骤 （ 完 成 表 格 项 目 栏 中 物 理 量 填 写 ）（ 4） 实 验 记 录 表 格(5) 请根据你的实验数据分析并归纳初步结论：。序号物理量
