1、第二节 阿基米德原理 教学目标 一、知识与技能 1理解阿基米德原理,学会一种计算浮力的方法。 2进一步练习使用弹簧秤测力。 二、过程与方法 1经历科学探究,培养探究意识,发展科学探究能力。 2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。 三、情感、态度与价值观 1增加对物理学的亲近感,保持对物理和生活的兴趣。 2增进交流与合作的意识。 3保持对科学的求知欲望,勇于、乐于参与科学探究。 教学准备 空易拉罐(自备,每组 25 个) 、小容器(自备,每组至少 1 个) 、弹簧秤 29 只、 纸杯 9 只、固体物块 9 个、溢水杯 9 只、橡皮泥 9 块、钉子若干。 教学过程
2、 一、新课引入 我们已经认识了浮力,并且得到了三种计算浮力的方法,它们分别是(师生共同回忆, 教师板书): 1当物体漂浮在液面上时,其所受浮力 F 浮 G 物 ; 2用弹簧秤测定物体浮力。把物体挂在弹簧秤上,当物体静止时,弹簧秤的示数为 F1,将物体浸入水中,弹簧秤的示数为 F2,则物体所受浮力为 F 浮 F 1F 2; 3利用物体上、下表面的压力差求得浮力:F 浮 F 下 F 上 。 师生讨论:这三种方法都有其局限性,第一种只适用于计算漂浮在液面上的物体所受 浮力,第二种不适用于质量过大的物体,第三种不适用于形状不规则的物体。 教师;今天我们学习一种既简单又普遍适用的方法,这种方法是 200
3、0 年前由古希腊学 者阿基米德发现的,所以称之为阿基米德原理。 (板书:阿基米德原理) 。 二、进行新课 1创设问题情境 教师:首先,我们一起来做两个实验: 实验一: 每组分发一块大小相等的橡皮泥(当众分发,增加可信度) ,给大家 35 分钟的时间, 利用橡皮泥做一条小船,看哪一组的船装“货物”最多“ 货物 ”是规格相同的钉子。 分组实验: (由于问题具有挑战性且贴近学生实际,极大地调动了同学们的积极性,各组成员分 工协作,争先恐后,开始行动。有的用手捏,有的先用笔杆轧成“饼”,再把四周折起,做 成“船”,做完后纷纷放入水中,投放“ 货物”。 “10、11、1220”。在这九个组中, 有八个组
4、“装货” 在十个以上,有两个组在 20 枚钉子以上。在整个过程中,同学们兴奋不已, 继而每个同学却为自己的“小船”最终“ 沉没”而惋惜顿足。虽然老师还没有提出做船的目的, 但事实上他们在做的过程中都在思考着这样一个问题:“怎样做,才能装货更多?”) 实验二: 请同学们拿出自备的空易拉罐,慢慢地压入水中,感受手掌受力变化。 (教师示范表演) 2提出问题 教师:通过前面的两个实验,请大家思考这样一个问题:浮力的大小可能与什么因素 有关? 3猜想与假设 教师:请同学们根据前面的两个实验作出自己的猜想,并说出猜想的根据。 (正如课前预料,同学们纷纷作出反应) 学生:底面积,因为把船底做大, “货物”装
5、的才多;物体密度,有些物体在水中漂浮, 有些物体则会沉底;液体密度,因为同一物体在水中可以沉底,在水银中则可以漂浮;浸 入液体的深度,因为易拉罐越往下压,越费劲;浸入液体的深度和物体的底面积,因为用 粗细不同的易拉罐,压入水中相同的深度,用力大小不同。 教师:(把各种猜想结果写在黑板上)我们今天着重研究浮力与浸入液体的深度和物 体的底面积是否有关。 (并引导学生取得共识)这就是浮力与物体浸入液体的体积,也就是 物体排开液体的体积是否有关?有什么关系?但是测量液体体积的量筒,对少量液体而言, 误差是比较大的。对某种确定的物质而言,体积和质量、重力是一对应的。为了测量的 方便(从结果出发指导实验)
6、 ,我们研究浮力与物体排开液体的重力之间的关系。 4制定计划(设计实验) 教师:我们应该如何设计实验去验证我们的猜想? (经过组内同学之间的交流,大部分同学可以确定研究方案)用弹簧秤测量物体所受 浮力,用老师提供的纸杯把物体从溢水杯中排出的水收集起来,用弹簧秤测定其重力。最 后寻找并比较两者之间的关系。 5收集证据(进行实验) 分组实验 (在这个过程中,学生们展现了一些个性化的作法:有些同学在往溢水杯中放物体的 同时,测出了物体所受浮力和物体排开液体所受重力;有些同学是先在自备容器中测定物 体全都浸入水中时所受浮力,再利用溢水杯测定物体全部浸入水中时排开水所受重力;有 些同学在测定物体排开液体
7、所受重力时,因为杯子太轻,事先在杯子里装了适量的水,测 出其重力,再把物体排开的水收集起来,测其总重,二者之差即是物体排开水所受的重 力) (在实验过程中,一组 5 人,他们有的提弹簧秤,有的读数,有的记录,同学们对出 现的问题时有讨论与争辩。比如有的同学手持弹簧秤的外壳部位;有的同学用弹簧秤提着 物体入水中时太快,造成溢出水的体积与物体体积不等;通过争论,交流,取长补短, 集思广益,使实验过程更加合理。 ) 6分析论证分组分析数据 在得到测量结果后,同学们自发地对数据进行了分析。各组交流:他们发现两只弹簧 秤示数变化量是相同的,其中弹簧秤 1 示数的减少量是物体所受浮力的大小,弹簧秤 2 示
8、 数的增加量是物体排开水所受重力的大小。 师生共同确认:物体所受浮力大小等于物体排开液体所受重力之大小,即 F 浮 G 排 。 从而证明同学们前面的猜想是有根据的。 课堂小结与延伸 教师:(在得到 F 浮 G 排 之后,首尾呼应)这就是今天我们所要学习的第四种计算浮 力的方法。它是一种普遍适用的,比较简单的方法。 现在请同学们对以下问题发表意见。 (通过例题,对今天所学进行巩固,同时强化交流 与合作及评价意识) 教师:(投影)例:如图所示:有一个正方体,浸没在液体中,要求出它所受浮力大 小,还需要给出哪些条件? (此题打破常规,没有采用根据已知条件求得未知结果的问题模式,而是已知部分条 件和结果,要求同学们给出其他条件)这道题同样调动了同学们的积极性。根据所学浮力 知识,纷纷发表自己的见解(教师随堂记录在黑板上): 1液体密度;物体体积 2液体密度;物体边长 3液体密度;物体质量;物体密度 学生:(教师提议)对各组条件进行评价。 (下课之前,教师提议)同学们自己评出第 9 组为踊跃发言小组(全班 45 人,共分成 9 个小组) ,然后予以鼓励(掌声) 。 教师:对于其他猜想因素,课下同学们可以利用教师提供的器材,逐个进行验证,并 排除无关因素。 作业:P56 第 3,5 题 【教学后记】: