第2节_阿基米德原理

天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 第 2 节　阿基米德原理 知识与技能 1．经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。 2．能表述阿基米德原理并书写其数学表达式。 3．能运用阿基米德原理解决简单的问题。 过程与方法 1．经历科学探究浮力大小的过程，培养探究意识，提高科学探究能力。 2．培养学生的观察、分析、概括能力，发展学生处理信息的能力。 3．经历探究阿基米德原理的实验过程，进一步练习使用弹簧测力计测浮力。 情感、态度与价值观 1．通过阿基米德原理的探究活动，体会科学探究的乐趣。 2．通过运用阿基米德原理解决实际问题，意识到物理与生活的密切联系。 教学重点 阿基米德原理的实验探究及其应用。 教学难点 实验探究浮力与排开液体重力的关系，正确理解阿基米德原理的内容。 教具准备 易拉罐、水桶、弹簧测力计、石块、细线、大烧杯、小烧杯、溢水杯、多媒体课件等。 一、情景引入 阿基米德出生在古希腊的贵族家庭，他从小热爱学习，善于思考，喜欢辩论。 有一次，国王要金匠给他做一顶金王冠，做王冠用的金子事先称过重量。王冠做好了，国王听说工匠 在王冠中掺进了白银，偷走了一些金子。可是，王冠的重量，并没有减少；从外表看，也看不出来。没有 证据，就不能定金匠的罪。国王把阿基米德找来，要他判断这顶王冠有没有掺进白银，如果掺了，掺进去 多少。据说，阿基米德是从洗澡得到启发，才解决了这个难题。这天，他去澡堂洗澡，心里还想着王冠问 题。当他慢慢坐进澡盆的时候，水从盆边溢了出来。他望着溢出来的水发呆，忽然，高兴地站了起来：“找 到了！找到了！”阿基米德连衣服都来不及穿好，就从澡堂跑回家里。 原来，阿基米德已经想出了一个简便方法，可以判断王冠是不是纯金做的。他把金王冠放进一个装满 水的缸中，一些水溢了出来。他取出金冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些 水溢了出来。他把两次溢出的水加以比较，发现第一次溢出来的多。于是他断定王冠中掺了白银。然后， 他又经过一番试验，算出了白银的重量。当他宣布这个结果的时候，金匠们一个个惊得目瞪口呆。他们怎 么也弄不清楚，为什么阿基米德会知道他们的秘密。 当然，说阿基米德是从洗澡中得到启发，并没有多大根据。但是，他用来揭开王冠秘密的原理流传下 来，就叫作阿基米德原理。直到现在，人们还在利用这个原理测定船舶载重量。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 你知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗？你想知道这个原理的内容吗？今天我们就来学习这个原理。 二、新课教学 探究点一：阿基米德的灵感 创设情境：指着漂浮在水面上的空易拉罐提出问题，易拉罐浮在水面上，用什么办法能让它浸没在水 中呢？ 方法 1：用手把空易拉罐向下慢慢压入水桶中，如图所示。 问题：(1)你的手有什么感觉？ (2)易拉罐受到的重力变化了吗？受到的浮力变化了吗？ (3)水面高度有什么变化？ (4)这些都说明了什么问题？ 学生活动：通过实验发现将易拉罐压入水桶的过程中，易拉罐所受的浮力越来越大，排开的水越来越 多。说明浮力的大小和排开液体多少有关系。 方法 2：将易拉罐踩扁后放入水中下沉。 问题：(1)易拉罐为什么会沉下去？它受到的重力变化了吗？受到的浮力变化了吗？ (2)易拉罐踩扁后放入水中，什么变了？ (3)这些都说明了什么问题？ 学生活动：思考讨论：易拉罐的重力没有变，之所以会下沉，是因为它受到的浮力减小了。易拉罐踩 扁后，体积变小，放入水中，排开水的体积也变小了。说明浮力的大小跟易拉罐排开水的体积有关，体积 越小，受到的浮力越小。 方法 3：将易拉罐灌满水后放入水中下沉。 问题：易拉罐灌满水后受到的重力变了吗？受到的浮力变了吗？ 学生活动：思考讨论：易拉罐灌满水后，受到的重力变大了，受到的浮力怎么变化不清楚。 思考问题：浮力的大小和排开液体多少是否存在定量的关系呢？ 交流分析：根据上一节课我们知道，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就 越大。现在根据阿基米德的故事，如果我们用“物体排开液体的体积”取代“浸没在液体中物体的体积” 来陈述这个结论，可以得到：物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它所受的浮力就越大。 教师引导学生统一说法，把物体浸入液体的体积称为物体排开液体的体积。液体的密度、排开液体的 体积是不是和排开液体的质量有一定的联系呢？(m 排＝ρ 液 V 排)。排开液体的质量是不是和排开液体所受的 重力有一定的联系呢？(m 排 g＝G 排)浮力的大小会不会和排开液体所受的重力有一定的关系呢？(步步引导、 层层过渡) 由于物体的体积与密度的乘积等于物体的质量，可以进一步推想，浮力的大小跟排开液体所受的重力 也密切相关。天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 探究点二：浮力的大小 实验探究：探究浮力的大小与排开液体的重力的关系。 1．实验器材：溢水杯、弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。 思考问题：①如何测出石块排开的水所受的重力呢？②溢水杯中的水应为多少？③先测空桶的重力呢， 还是先测桶和排开水的总重力呢？ 2．实验步骤： (1)如图所示，测出石块所受的重力 G 和小桶所受的重力 G 桶。 (2)将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流入小桶中，读出此时弹簧测力计的示 数 F，同时用小桶收集物体排开的水。 (3)用弹簧测力计测出小桶和水的总重力 G 桶， 则排开水的重力 G 排＝G 总－G 桶。 (4)根据 F 浮＝G－F 弹，算出浮力，与 G 排比较大小。 3．实验数据记录表格 石块重 G/N 小桶重 G 桶/N 石块浸没在 水中时弹簧 测力计的示 数 F/N 小桶和水总 重 G 总/N 浮力的大小 F 浮/N 排开水所受 重力 G 排/N 3 0.6 1.6 2 1.4 1.4 　　4.分析与讨论： 通过比较 F 浮和 G 排，得出结论。 结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力(F 浮)，浮力(F 浮)的大小等于被它排开的液体所受的重力(G 排)。用公式表示为 F 浮＝G 排。 讲述：上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。实验证明，这个结论对气体同样 适用。例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。 三、板书设计 第 2 节　阿基米德原理 1．阿基米德的灵感 影响浮力的因素{液体的密度 ρ 液 物体排开液体的体积 V 排天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 天添资源网 http://www.ttzyw.com/ 2．浮力的大小 (1)阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力 (2)用公式表示为 F 浮＝G 排＝m 排 g＝ρ 液 gV 排 本节课采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，从而更深刻地理解这一原 理的内涵，同时有利于学生对科学本质的认识。学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想，然后引 导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体的重力相等的假设。最后让学生分组进 行实验设计和实验操作去验证这一假设。在教学的各个环节中，有意识地引导学生主动地思考并给学生讨 论、交流的机会。