阿基米德原理教案

阿基米德原理教案
教学目标：
1．知道浮力大小跟哪些因素有关．
2．知道用实验研究阿基米德原理的基本方法和步骤．
3．理解阿基米德原理的内容、公式和适用条件．
4．能用浮力产生的原因推导阿基米德原理．
5．能应用阿基米德原理计算浮力和解决简单问题．
教具：
量筒、弹簧秤、金属块、装有水的烧杯、橡皮泥、体积相同的实心铁块和铝块
教学过程：
一、教师演示实验，复习旧知识，引入新课
提出问题：
（a）用这些器材怎样测量金属块浸入水中的浮力？
用称量法求浮力的公式F浮=G－G＇（G代表金属块在空气中的重力，G＇代表金属块在水中的视重）
（b）怎样知道金属块浸入水的体积（即金属块排开水的体积）？
金属块排开水的体积公式：V排=V2－V1(V1代表没浸金属块时量筒中水的体积，V2代表浸入金属块时水面到达的刻度)
（c）怎样计算金属块排开水的重力？
金属块排开水的重力的计算公式：G排液=p液Gv排
学生讨论回答后教师强调：注意测浮力时金属块不能与容器底、壁接触．
请学生根据自己的生活经验谈谈物体受到浮力的大小和哪些因素有关．
例如：学生根据游泳体会到人身体浸入水中体积越大，受到的浮力越大；物体浸在液体中越深受到浮力越大；物体体积越大受到的浮力越大；根据曹冲称象的故事，象或石头越重，船吃水深度越大，船排开的水越多，受到浮力越大等等．
教师乘机导入新课：你们当中到底谁说得对，请自己动手做实验，探索分析得出结论．二、学生通过实验，找出规律，认识新知
先请学生依次做以下几个实验：
(a)用实验桌上的仪器：量筒、弹簧秤、金属块，并根据金属块排开水的体积，算出金属块排开水的重力．
(b)用实验一的器材，测出金属块排开水的重力．
(c)把实验一中量筒里的水倒出改装酒精，把金属块浸没到量筒里的酒精中，测算出此时金属块受到的浮力和它排开酒精的重力，并请学生将实验数据填入预先设计印发的表格里．如下所示：
以上三个实验完成后，提问：“浮力大小和什么因素有关？”（浮力大小等于物体排出液体的重力）
教师讲解：大家通过实验探讨得到的结论，二千多年前古希腊学者阿基米德就研究了这个问题，并总结了一条著名的“阿基米德原理”．
请学生看书上阿基米德原理的内容，引导他们推导出阿基米德原理公式：F浮=G排液=G排=ρ液gV排．
根据这个公式可知浸在液体中的物体受到的浮力大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关．
三、学生做实验，排除生活错觉，加深理解新知
教师留出一定的时间让学生自己思考实验前自己对物体受到浮力的大小和哪些因素有关的认识上有哪些观点是错误的，并根据自己的情况选用桌子上的实验仪器动手做实验验证其错误．
教师根据学生情况启发学生选做了以下的五个实验：
（a）在量筒中多装些水，用一定长度的细线系着金属块挂在弹簧秤钩上，让金属块浸没在水中不同的深度，看弹簧秤的示数是否变化，从而看出金属块受到的浮力是否变化．（b）将体积相同的实心铁块和铝块分别挂在弹簧秤上，浸没到水中，看两金属块受到的浮力有何关系，从而看出浮力的大小和物体的重力及做成物体的物质密度有无关系．（c）将同一橡皮泥做成圆的、方的、扁的、三角形的分别挂在弹簧秤上浸没到量筒里
的水中看弹簧秤的示数是否变化，从而看出浮力的大小和物体的形状是否有关．（d）用体积不同的两金属块分别挂在弹簧秤上，让它们浸入量筒里水中的体积相同，看它们受到的浮力有何关系，从而看出浮力的大小和物体的体积大小是否有关．V排是否一定与V物相等．
（e）在量筒中装少量的水，将一个体积比量筒中水的体积大，直径比量筒直径略小的圆柱体金属块，让它排开的水尽量多，但圆柱体金属块不与量筒底、壁接触，用弹簧秤测出此时圆柱金属块的浮力，看物体排开液体的体积V排同容器中液体的体积V液的关系，从而看出物体受到的浮力能否大于容器中液体的重力．
四、讨论总结，巩固新知
最后，通过师生共同讨论以上实验情况，统一认识到：物体受到的浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，而与物体的密度、重力、体积、形状、浸没在液体中的深度、液体的多少等无关．教师点评阿基米德原理公式使用中应注意的问题：各物理量的单位、含义并指出：物体全部浸在液体中时V排等于V物，而物体部分浸入液体中时V排小于V物．。