阿基米德原理

《阿基米德原理》是初中物理学中较为重要的原理之一，本设计是《阿基米德原理》这节内容的第2 课时，主要是让学生通过科学探索经历《阿基米德原理》形成的过程。

在学习本节课的内容前，学生已经具备的基础知识是： (1) 浸在液体或者气体中的物体味受到液体或者气体对它的浮力作用； (2)浮力的方向是竖直向上的；已经具备的基本技能是：会正确使用弹簧秤来测量浮力大小。

(1)理解阿基米德原理；
(2)能正确使用溢杯。

(1)通过情景观察体验，培养学生实验观察和科学猜想的能力；
(2)通过交流讨论、实验设计，培养学生自主探索的能力；
(3)通过小组和大组的讨论，培养学生实验归纳能力。

(1)以学生自身体验，猜想的引入，激发学生分析研究物理问题的强烈兴趣，促进学生积极参预和主动探索；
(2)通过对实验数据分析、归纳得出结论的过程，培养学生合作精神和实事求是的科学精神。

重点：阿基米德原理及其探索过程。

难点：提出猜想浸在液体中的物体所受的浮力可能等于排开液体的重力。

本节课的难点是如何让学生提出浮力大小与排开液体的多少有关的猜测，并进一步提出浮力大小等于排开液体的重力的猜想。

因此课一开始先让学生体验阿基米德浸入浴缸的摹拟实验，根据手的感受和观察到的现象提出猜想，层层引导，让学生感受猜想、设计方案、实验验证、分析归纳等研究物理问题的方法，让学生体验阿基米德原理知识
的发生、发展过程，提供学生活动空间、思维空间、表现空间，进行合作学习，提高学生的 科学素质、培养学生科学精神。

1．学生实验器材：水槽、烧杯(两个)、溢杯、系有细绳的玻璃瓶、泡沫块、弹簧秤、钩码、 铝块、铜块、适量的水和盐水、 2．幻灯片课件
教 学 过 程 点 评
动画(阿基米德在浴缸中思量皇冠之谜)
在学习《密度》这节课的时候，我们知道了阿基米德在洗
澡的时候找到了用溢水法测量不规则物体体积的方法，并最终解决
王冠之谜， 其实在这个过程中， 他还注意到了另一个现象， 并通过 研究得出了一个重要原理。

教 学 过 程 点 评
活动 2 讨论交流 确定方案
活动 5 学生小结
学生实验
学习收获
情境 3 设问 2 进一步提出
猜测
活动 4 分析归纳 得出结论
情境 2 设问 1
提出猜测
活动 1 观察、 体验
阿基米德 原理
情境 1 动画
活动 3
通 过 学 生 亲 身 体 验，
激发学生的学习兴 趣，促进学生主动参 与。

让学生子细观察实 验现象，一方面培养学
生的实验观察能力；另 一方面也为学生猜测 浮力大小可能和哪些 因素有关提供依据。

这个力有变化吗？
在变大。

这又说明了什么？
在泡沫块浸入水中的过程中，受到的浮力在增大。

你还观察到什么现象？
溢出来的水越来越多。

根据刚才实验中你的感受结合观察到的实验现象，你觉得
浮力的大小可能和什么有关？
浮力大小可能与溢出来水的多少有关？
这个“多少”指的是什么呢？
溢出来水的体积。

溢出来水的质量。

溢出来水的重力。

同学们猜测了那末多，那末浮力大小是否就等于排开液体
的体积、排开液体的质量……
不等于，因为它们是不同的物理量，它们的单位不同。

那末浮力大小可能等于……
浮力大小可能等于溢出水的重力。

教 学 过 程 点 评
这 个设 问相 当 关 键，让学生把感受和实 验现象联系起来，较为 顺利地提出浮力大小 可 能 与 排 开 液 体 的 “…… ”有关。

这 个设 问的作 用 是把研究方向 明确地 指 向定量 关 系，起到 突破教学难点的作用。

今天我们也来做一次“小小阿基米德”，请你把泡沫块慢慢 按入水槽中装满水的烧杯里， 体验一下手的感受， 并子细观察实验 现象。

你的手有什么感受？
感觉手受到一个向上顶的力。

这说明什么？
在泡沫块浸入水中的过程中，受到浮力。

F
水为什么会溢出来？
物体浸在水中占领了这部份水的位置。

正如同学们所说的：当容器中装满水时，物体浸在水中，溢出的水就是被物体所排开的水。

我们的猜测可以写成浮力的大小可能等于排开水的重力。

那末如果物体浸在其它液体中，它受到的浮力可能等于什么呢？
浮力大小可能等于物体排开液体的重力。

事实是否如此呢？下面我们用实验来验证刚才的猜测是否正确。

验证“浮力大小是否等于排开液体的重力。

”
本实验中需要测量哪些物理量？
浮力大小和排开液体的重力。

如何测量浮力呢？又如何采集排开的液体并测出排开液体的重力？请同学们讨论一下。

(请学生上台演示并说明)
用弹簧秤先在空气中测出物体的重力G，然后将物体浸入液体中测得弹簧秤的读书F，F 浮＝G－F。

同学回答的很好。

如何采集排开的液体并测排开液体的重力？
(请学生上台演示并说明)
在溢杯中装满水，直到它再也不滴水为止，在溢杯口下放上
系有细绳的玻璃瓶，然后将物体慢慢浸入，等到再也不从溢杯中滴水
后，用弹簧秤测得水和玻璃瓶的总重力G ，前面要先测一下空玻
2
璃瓶的重力G ，排开水的重力G＝G －G 。

1 1 2
同学们的设计非常好，在整个过程中有多次用到弹簧秤，每次使用弹簧秤之前应该……
让学生明白，“猜测”必需要经过实验验证，培养学生的科学精神。

这部份讨论可以让学生明确实验器材的使用方法和具体的实验操作过程，为实验的顺利开展奠定基础。

调零
非常好。

下面我们分四组不同的情况，分别来进行验证。

第一大组：钩码浸没在水中。

第二大组：钩码浸没在浓盐水中。

第三大组：铝块或者铜块浸没在水中。

第四大组：钩码部份浸在水中。

(给第四组同学准备铁架台，方便控制部份钩码浸入水中)
两位同学一个小组进行实验，实验完成后，同一大组中的各小组交流你们的实验数据，并归纳出你们大组的结论。

学生实验。

大组交流讨论。

教师巡视。

第一大组：浸没在水中的钩码所受的浮力等于它排开水的重力；
第二大组：浸没在浓盐水中的钩码所受的浮力等于它所排开浓盐水的重力；
第三大组：浸没在水中的铝块或者铜块所受的浮力等于排开水的
重力；
第四大组：部份浸没在水中的钩码所受的浮力等于排开水的重力。

其实我们每一大组同学的实验都存在一定的局限性。

我们把第一组与第二组的实验结论综合起来，又可以得出怎样的结论呢？
结论1：浸没在液体中的钩码所受的浮力等于它所排开液体的重力
将结论 1 与第三组同学的结论归纳起来，我们可以知道……
结论2：浸没在液体中的物体所受的浮力等于它所排开液体的重力。

让学生明确实验任务。

培养学生以适当方式表达自己的见解，并与他人进行交流
在归纳实验结论的过程中，各组学生往往会直接得出一个普遍结论，此时教师要适时的引导学生根据本组的实际情况来得出相应的结论，培养学生实事求是的科学态度。

1．本节课以学生活动为主线，从观看阿基米德浸入浴缸的动画，到体验摹拟实验，而后在 猜想、设计、实验、分析归纳得到阿基米德原理，让学生充分体验了研究物理问题的过程， 同时也落实了三维目标。

2．本节课的难点是如何让学生提出猜想，最初设想将泡沫块浸入装满水的烧杯中，泡沫块 受到的浮力会增大， 同时会看到排开的水越来越多。

希翼学生通过体验提出浮力有大小， 浮
组内老师讨论后，就教师的启示提问作了调整。

第一次课堂实施时问， (1) “你把物体慢慢 浸入水中时，你有什么感受？观察到什么现象 ”。

；(2) “你觉得浮力的大小可能与什么有 关？ ” 。

第二次课堂实施时， (1) “请你把泡沫块慢慢按入水中，体验你手的感受，并子细观
F
将结论 2 与第四组同学的结论归纳起来，我们可以知道……
结论 3：浸在液体中的物体所受的浮力等于它所排开液体
的重力。

这个结论是两千多年前古希腊学者阿基米德发现的，我们 把它称之为阿基米德原理，即： “当物体全部或者部份浸没在液体中
时，浮力的大小等于它所排开这部份液体所受的重力大小。

”虽然， 我们没有切当的史料记载阿基米德是如何探索浮力大小的过程，但
有记载的史料表明， 任何一个科学的发现都要经过无数次实验论证
和反复的推敲，而不是一蹴而就的。

今天我们通过实验观察，猜测，设计实验、实验验证，最 让 学生明白 学 习
后在各小组、 大组的交流讨论后， 归纳得出了阿基米德原理。

同学 的收获不仅仅在于知 们在获得物理知识的同时还有那些收获呢？ 识和技能。

通过对各 大组 实
验结论的综合，归纳得
出阿基米德原理。

让学
生感悟“合作”的重要
性，经历彻底归纳的科
学过程。

这里可适 当加 强
对学生人文精神的熏 陶。

力大小与排开液体的多少有关的猜测， 并进一步提出浮力大小等于排开
液体的重力的假设。

在第一次试讲后，学生提出的猜想，却是我没想到 的。

有学生提出跟泡沫块浸入的深度有关；有提出跟烧杯中的水有关；
也有提出跟泡沫块的体积有关……就是没有提出我希翼的猜测。

后来和
察实验现象。

”；(2) “请描述一下你手的感受。

”“这说明了什么”“手受到的力有什么变化”“这又说明了什么？”；(3) “通过刚才实验中你的感受和观察到的实验现象，你觉得浮力的大小可能和什么有关？”在层层深入的问题中，学生最后顺利的提出了猜测。

一个好的提问，能使全班学生个个都处于思量问题、回答问题、参预讨论问题的积极状态，取得最佳教学效果。

一个不恰当的提问，会使学生思想分散、蒙头转向、无所适从、甚至打乱教学过程，无法完成本节课的教学任务。

因此，在以后的课堂教学中我还要加强对课堂提问的设计。