山科版初中物理《阿基米德原理(4)》优质课教案、教学设计

阿基米德原理
一、教学目标
（1）通过经历探究浮力的大小跟哪些因素有关的过程，培养探究意识，发展科学探究能力。

（2）通过探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系，掌握阿基米德原理，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。

（3）会利用阿基米德原理解释相关现象和解决相关问题增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。

二、教学重点、难点
重点：
阿基米德原理。

难点：
（1）探究阿基米德原理的实验设计及操作过程。

（2）对阿基米德原理的理解。

三、教学过程
视频引入，激发兴趣
教师播放视频《泰坦尼克号的浮沉》，通过观看视频提出问题：泰坦尼克号沉没的前后浮力有什么变化呢？那么引起浮力变化的原因是什么呢？这节课我们来探究一下。

探究活动
活动（一）：探究浮力大小与哪些因素有关？
提出问题：浮力的大小与哪些因素有关？
演示实验引发猜想
通过观察鸡蛋分别在盐水和清水中的浮沉情况，引导学生猜想可能与液体的密度有关；通过观察圆柱体缓慢浸入水中时测力计的示数变化引导学生猜想可能与浸入液体的体积或深度有关，通过观察两个体积相同但密度不同的圆柱体引导学生猜想可能与物体的密度有关；通过观察橡皮泥引导学生猜想可能与物体形状有关，我们该怎样去一一验证它们的关系呢？展示实验器材，讨论探究实验方案，依据方案选择实验器材。

学生分组实验（分别有液体密度组，液体深度组，浸入体积组，物体密度组，物体形状组），教师巡视并协助学生实验，然
后展示交流。

1.探究浮力的大小与液体密度的关系
展示学生实验表格数据，让学生叙述实验步骤：（1）用弹簧测力计测出圆柱体在空气中的重力G；（2）.把圆柱体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F1；（3）将圆柱体浸没在浓盐水中，再读出此时弹簧测
力计的示数F2,，记录数据。

学生对实验数据进行分析得出：物体受到的浮力跟液体密度有关，物体排开液体体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。

2.探究浮力的大小与物体浸在液体中的体积的关系
体中的的体积越大，浮力越大。

展示图片，教师归纳：物体在液体中所受浮力的大小，与物体的密度、物体浸没的深度等因素无关。

与它浸在液体中的体积、液体的密度有关。

物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。

观察物体慢慢浸入水中不同部分时的情况，提出问题：
排开水的体积一定等于物体体积吗？
物体浸入部分越多，排开的水怎么变化，拉力怎么变化？
引导学生得出V 浸=V 排，物体所受浮力与ρ液，V 排有关，那么可以想到ρ液，V 排和质量的关系，进而联想到与 G 排的关系，然后提出猜想：物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关，引出本节课重点：阿基米德原理的探究
活动（二）阿基米德原理
探究浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
1.提出问题
物体受到的浮力的大小和物体排开液体的重力是否相等呢？
2.如何利用手边的器材设计实验？引导学生讨论设计方案。

1）.怎样测浮力？
2).怎样收集排开的液体？
3).怎样测出排开液体的重力？
4).物体浸在液体中包含哪两种情况？
学生讨论并分析。

用称重法，先测出物体在空气中的重力G，然后将物体浸没在液体中再测一次，弹簧测力计的示数为F，则F浮=G-F，间接测出浮力的大小。

该怎样测出排开的液体的重力呢？学生讨论并回答。

将排出的液体用小桶接住，先用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G 桶和水，然后再测出空桶的重力G 桶，则排开液体的重力为G 排=G 桶和水-G 桶。

3.进行实验并记录数据
出示实验步骤：
（1）用弹簧测力计测出圆柱体受到的重力G 物；
（2）把石块缓慢地部分浸入盛满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数F，同时，用小桶收集石块排开的水；
（3）用弹簧测力计测出小桶和石块排开的水的总重力G 桶和水；
（4）用弹簧测力计测出空的小桶的重力G 桶。

（5）改变石块浸入水中的体积，重复上述实验步骤。

把测量的实验数据记录在表格中。

4.得出结论
浸在液体中的物体受到的浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。

这就是阿基米德原理（观看阿基米德故事，了解阿基米德）
教师指出，阿基米德原理同样适用于气体。

出示用于计算的推导式，表明推导过程，注意在公式中，液体密度的单位是k g/m3，排开液体的体积单位是m3，在阿基米德原理中，“浸在”包含了两个意思，一个是全部浸入，V 排=V 浸=V 物；另一个是部分浸入，V 排=V 浸<V 物。

不论物体是浸没还是部分浸入液体里，都受到浮力。

公式表明浮力大小只与ρ液、V 排有关，与物体的形状、物体的密度，浸没在液体中的深度等因素无关。

对阿基米德原理的应用：做三个练习题
课堂小结：请同学们谈谈本节课的收获板
书设计
1.探究浮力大小与哪些因素有关
2.阿基米德原理的探究实验
3.阿基米德原理的内容以及数学表达式的计算。