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人教版八年级下册10.2 阿基米德原理教案
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这是一份人教版八年级下册10.2 阿基米德原理教案，共10页。教案主要包含了导入新课，进行新课，学以致用，课堂小结等内容，欢迎下载使用。
首先创设问题情境，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检验这一假设．在教学的各个环节中，教师要促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会．在整个教学过程中，教师还要注意利用学习性评价方法对学生的探究活动进行评价，调动学生的学习兴趣．
阿基米德原理是初中物理知识中的一个重要物理规律，也是初中物理课程的重要教学内容，与技术和社会的发展有着密切的联系．教材首先由阿基米德的故事启发引导学生通过逻辑推理得出猜想(结论)，再进一步用实验验证．教材的编排采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，更深刻地理解这一原理的内涵，并为物体的浮沉条件的探索以及分析浮力知识在工农业国防等各个方面的广泛应用提供了知识基础，同时有利于学生对科学本质的认识．
学生在学习本节内容之前已经学习了二力平衡、质量、密度的知识，在教学中教师要适当复习这部分知识，同时八年级学生数学推导、计算能力较弱，一部分学生学习可能会有困难．
知识与技能
1．知道阿基米德原理，会求浮力的大小；
2．尝试用阿基米德原理解决简单的问题，能解释生活中一些与浮力有关的物理现象．
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；
4．通过课堂实验的观察、讨论，使学生学会尊重和倾听他人的意见和评论．
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．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，真正学以致用；
3．通过课堂的多元化评价，使学生感受到互动课堂的融洽氛围．
重点：阿基米德原理的实验探究及其应用．
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．
1课时
本节课实验较多，实验的成败直接影响学生对结论的归纳总结，所以要使学生对实验的进行有清楚的认识，在教学中要给学生足够的空间进行设计、讨论实验，然后再进行实验．所以本节课用到的教学方法是：探究法、引导发现法、阅读知道法等．
水、水盆、易拉罐、弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、细线、多媒体课件等．
课前3分钟，学生自主阅读课本P53－P56内容，并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识，物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示．
一、导入新课
多媒体展示：轮船漂浮在水面上，潜水艇在水下航行，气球浮在空中，金鱼在水中游动．
船可以浮在水面，潜水艇能潜入水下航行，节日放飞的气球可以升到空中，金鱼可以轻盈地在水中上下游动等等，都是一些有关浮力的问题．本节课我们学习新一课——“浮力”．
(设计意图：激发学生的学习兴趣，增加学生学习的好奇心．)
二、进行新课
(一)阿基米德的灵感
学生讲述“阿基米德与王冠”的故事．
教师提问：阿基米德的故事带给了我们什么启示？
演示实验：
教师出示一个易拉罐放入水中，浮在水面上．
教师提出问题：易拉罐浮在水面上，用什么办法能把它浸入水中呢？
学生讨论，找到使易拉罐浸入水中的方法．
方法1：用手把空易拉罐向下慢慢压入水中．
方法2：将易拉罐灌满水后放入水中下沉．
学生认真观察实验现象思考讨论：
(1)易拉罐沉入水中的过程中，受到的浮力是如何变化的？
(2)易拉罐沉入水中的过程中，排开水的体积是如何变化的？
师生共同归纳总结：
1．物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积．
2．物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，物体所受的浮力就越大．
3．浮力的大小跟排开液体所受的重力有关．
(设计意图：通过分步讨论，加深学生对知识的理解，培养学生的归纳总结能力．)
【对点训练】
下列说法中正确的是( )
A．物体浸没在水中越深，受到的浮力越大
B．密度较大的物体在水中受到的浮力大
C．重的物体受的浮力小
D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
【答案】D
(二)浮力的大小
学生分组实验：浮力的大小跟排开液体所受的重力的关系
【猜想与假设】
引导学生进行猜想，学生交流、讨论．
猜想1：物体的质量越大，浮力越大；
猜想2：物体的密度越大，浮力越大；
猜想3：浮力的大小与物体的体积有关；
猜想4：浮力的大小与浸没时所处的深度有关；
猜想5：浮力的大小与物体排开的液体的密度有关；
猜想6：浮力的大小与物体排开的液体的体积有关．
引导学生进行实验排除错误的猜想．
【设计实验】
教师点拨：引导学生用控制变量的方法设计实验．在学生集体讨论出检验各个猜想的实验方案和器材以后，再把上面不同的检验猜想的实验分给不同的小组进行探究．
组织讨论：
(1)如何测量石块浸在水中的浮力的大小？
(2)如何测出石块排开水所受的重力？
(3)需要记录哪些数据？如何设计表格？
实验器材：石块、溢水杯、小桶、弹簧测力计、水．
【进行实验】学生分组协作进行实验，教师巡回指导．
探究1：称重法测石块在水中的浮力．
先测量石块在空气中的重力G，再将石块浸入水中读出弹簧测力计的示数F，得到石块在水中的浮力F浮．
探究2：测量排开水的重力．
先测量空桶的重力G1，再测量桶和排开水的总重力G2，得到排开水的重力G排．
【分析论证】
以小组为单位将实验数据填入设计好的表格中．
(1)弹簧测力计测量时，应避免因手抖动而造成示数的不稳定，导致读数时产生较大误差．
(2)用细线把石块拴牢，石块浸没在溢水杯中，不要让石块触及杯底或杯壁．接水的小桶要干净，不要有水．
(3)溢水杯加红色的水，增加可见度．溢水杯盛满水时和将石块放入时，速度不要过快防止水溅出，造成测量的错误，而得不到正确结论．
【得出结论】
学生分析数据：运用比较的方法，通过比较F浮和G排得出结论．
实验结论：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，F浮＝G排．
公式推导：对于上面的公式能否做进一步的推导呢？
物体排开水的质量m排＝ρ液V排
物体排开水的重力G排＝m排g
物体浸在液体中受到的浮力F浮＝ρ液gV排
教师强调：
(1)全部浸入(即浸没)和部分浸入都适用．
(2)浮力大小与液体密度和排开水的体积有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及是否运动等因素无关．
(3)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．
教师出示课本例题：
【例题】一个重为7 N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？g取10 N/kg，铁球的密度为7.9×103 kg/m3.
教师引导学生找到思路技巧：
(1)知道铁球的重力和密度，可求出铁球的体积；
(2)由于铁球浸没在水中，可知铁球排开水的体积等于铁球的体积；
(3)利用阿基米德原理计算铁球受到的水的浮力．
学生明确解题过程，做到条理规范清晰．
教师出示规范的解题过程．
解：铁球的质量：m铁＝eq \f(G铁,g)＝eq \f(7 N,10 N/kg)＝0.7 kg，
铁球排开水的体积：V排＝V铁＝eq \f(m铁,ρ铁)＝eq \f(0.7 kg,7.9×103 kg/m3)＝8.9×10－5 m3，
铁球受到的水的浮力：F浮＝G排＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×8.9×10－5 m3＝0.89 N.
(设计意图：培养学生的动手能力和分析归纳能力，强化解题的规范性．)
【对点训练】
小芳同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作，如图所示，a、b、c、d是四个步骤示意图．设四个图中弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3、F4，由四个图中________两个图的弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力；被排开液体的重力为________；如果关系式________成立，就可以得到著名的阿基米德原理．
a b c d
【答案】ac F4－F2 F1－F3＝F4－F2
三、学以致用
1．将一重为80 N的物体，放入一盛满水的杯中，从杯中溢出了30 N的水，则物体受动的浮力是( )
A．80 N B．30 N
C．50 N D．110 N
2．如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是( )
A．两者体积相等，水的质量较小
B．两者体积相等，水的质量较大
C．两者体积不相等，但是质量相等
D．两者体积不相等，质量也不相等
3．如图所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中，以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度关系的图象是( )
A B
C D
【答案】1.B 2.A 3.D
四、课堂小结
通过本节课的学习，你学到了什么？有什么成功的体会和经验？
1．通过实验探究推导出阿基米德原理．
2．知道浸在液体或气体里的物体会受到液体或气体对它向上的浮力作用．
3．浮力的大小等于物体排开的液体或气体所受的重力．
第2节 阿基米德原理
一、阿基米德的灵感
1．物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，物体所受的浮力就越大
2．浮力的大小跟排开液体所受的重力有关
二、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，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力
2．公式及推论：F浮＝G排，F浮＝ρ液gV排
完成《红对勾·45分钟作业与单元评估》或《红对勾·练吧》的相关练习．
1．本节课以探究浮力的大小与什么因素有关这一主题为线索，合理安排教学内容，无论是教学环节的安排还是问题的设计、教学策略的选择，都将学生主体作用的发挥放在首要考虑的位置，教师充分体现出作为学习活动的组织者、引导者和参与者的作用，基本完成了预定的教学目标．
2．在用实验验证浮力跟物体排开液体的重力是否相等的过程中，学生展现了一些个性化的做法：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；有些同学是先在大烧杯中测定物体全部浸入水中所受浮力，然后再利用溢水杯测定物体没入水中时排开的水所受重力．教师对这些做法都给予了赞同．
3．在教学实施过程后，发现教学时间有些不足，个别小组在最后阶段的实验操作部分感觉时间不够用．建议以后考虑将验证假设的学生动手操作环节由教师演示操作，或将最后验证假设的环节安排在下一节课进行．
首先创设问题情境，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检验这一假设．在教学的各个环节中，教师要促进学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会．在整个教学过程中，教师还要注意利用学习性评价方法对学生的探究活动进行评价，调动学生的学习兴趣．
阿基米德原理是初中物理知识中的一个重要物理规律，也是初中物理课程的重要教学内容，与技术和社会的发展有着密切的联系．教材首先由阿基米德的故事启发引导学生通过逻辑推理得出猜想(结论)，再进一步用实验验证．教材的编排采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，更深刻地理解这一原理的内涵，并为物体的浮沉条件的探索以及分析浮力知识在工农业国防等各个方面的广泛应用提供了知识基础，同时有利于学生对科学本质的认识．
学生在学习本节内容之前已经学习了二力平衡、质量、密度的知识，在教学中教师要适当复习这部分知识，同时八年级学生数学推导、计算能力较弱，一部分学生学习可能会有困难．
知识与技能
1．知道阿基米德原理，会求浮力的大小；
2．尝试用阿基米德原理解决简单的问题，能解释生活中一些与浮力有关的物理现象．
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；
4．通过课堂实验的观察、讨论，使学生学会尊重和倾听他人的意见和评论．
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．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，真正学以致用；
3．通过课堂的多元化评价，使学生感受到互动课堂的融洽氛围．
重点：阿基米德原理的实验探究及其应用．
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．
1课时
本节课实验较多，实验的成败直接影响学生对结论的归纳总结，所以要使学生对实验的进行有清楚的认识，在教学中要给学生足够的空间进行设计、讨论实验，然后再进行实验．所以本节课用到的教学方法是：探究法、引导发现法、阅读知道法等．
水、水盆、易拉罐、弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、细线、多媒体课件等．
课前3分钟，学生自主阅读课本P53－P56内容，并用双色笔标出本节课的基本概念、定律和重点知识，物理课代表收集学生在预习过程中遇到的问题并准备在课堂上展示．
一、导入新课
多媒体展示：轮船漂浮在水面上，潜水艇在水下航行，气球浮在空中，金鱼在水中游动．
船可以浮在水面，潜水艇能潜入水下航行，节日放飞的气球可以升到空中，金鱼可以轻盈地在水中上下游动等等，都是一些有关浮力的问题．本节课我们学习新一课——“浮力”．
(设计意图：激发学生的学习兴趣，增加学生学习的好奇心．)
二、进行新课
(一)阿基米德的灵感
学生讲述“阿基米德与王冠”的故事．
教师提问：阿基米德的故事带给了我们什么启示？
演示实验：
教师出示一个易拉罐放入水中，浮在水面上．
教师提出问题：易拉罐浮在水面上，用什么办法能把它浸入水中呢？
学生讨论，找到使易拉罐浸入水中的方法．
方法1：用手把空易拉罐向下慢慢压入水中．
方法2：将易拉罐灌满水后放入水中下沉．
学生认真观察实验现象思考讨论：
(1)易拉罐沉入水中的过程中，受到的浮力是如何变化的？
(2)易拉罐沉入水中的过程中，排开水的体积是如何变化的？
师生共同归纳总结：
1．物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积．
2．物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，物体所受的浮力就越大．
3．浮力的大小跟排开液体所受的重力有关．
(设计意图：通过分步讨论，加深学生对知识的理解，培养学生的归纳总结能力．)
【对点训练】
下列说法中正确的是( )
A．物体浸没在水中越深，受到的浮力越大
B．密度较大的物体在水中受到的浮力大
C．重的物体受的浮力小
D．同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大
【答案】D
(二)浮力的大小
学生分组实验：浮力的大小跟排开液体所受的重力的关系
【猜想与假设】
引导学生进行猜想，学生交流、讨论．
猜想1：物体的质量越大，浮力越大；
猜想2：物体的密度越大，浮力越大；
猜想3：浮力的大小与物体的体积有关；
猜想4：浮力的大小与浸没时所处的深度有关；
猜想5：浮力的大小与物体排开的液体的密度有关；
猜想6：浮力的大小与物体排开的液体的体积有关．
引导学生进行实验排除错误的猜想．
【设计实验】
教师点拨：引导学生用控制变量的方法设计实验．在学生集体讨论出检验各个猜想的实验方案和器材以后，再把上面不同的检验猜想的实验分给不同的小组进行探究．
组织讨论：
(1)如何测量石块浸在水中的浮力的大小？
(2)如何测出石块排开水所受的重力？
(3)需要记录哪些数据？如何设计表格？
实验器材：石块、溢水杯、小桶、弹簧测力计、水．
【进行实验】学生分组协作进行实验，教师巡回指导．
探究1：称重法测石块在水中的浮力．
先测量石块在空气中的重力G，再将石块浸入水中读出弹簧测力计的示数F，得到石块在水中的浮力F浮．
探究2：测量排开水的重力．
先测量空桶的重力G1，再测量桶和排开水的总重力G2，得到排开水的重力G排．
【分析论证】
以小组为单位将实验数据填入设计好的表格中．
(1)弹簧测力计测量时，应避免因手抖动而造成示数的不稳定，导致读数时产生较大误差．
(2)用细线把石块拴牢，石块浸没在溢水杯中，不要让石块触及杯底或杯壁．接水的小桶要干净，不要有水．
(3)溢水杯加红色的水，增加可见度．溢水杯盛满水时和将石块放入时，速度不要过快防止水溅出，造成测量的错误，而得不到正确结论．
【得出结论】
学生分析数据：运用比较的方法，通过比较F浮和G排得出结论．
实验结论：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，F浮＝G排．
公式推导：对于上面的公式能否做进一步的推导呢？
物体排开水的质量m排＝ρ液V排
物体排开水的重力G排＝m排g
物体浸在液体中受到的浮力F浮＝ρ液gV排
教师强调：
(1)全部浸入(即浸没)和部分浸入都适用．
(2)浮力大小与液体密度和排开水的体积有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及是否运动等因素无关．
(3)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．
教师出示课本例题：
【例题】一个重为7 N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？g取10 N/kg，铁球的密度为7.9×103 kg/m3.
教师引导学生找到思路技巧：
(1)知道铁球的重力和密度，可求出铁球的体积；
(2)由于铁球浸没在水中，可知铁球排开水的体积等于铁球的体积；
(3)利用阿基米德原理计算铁球受到的水的浮力．
学生明确解题过程，做到条理规范清晰．
教师出示规范的解题过程．
解：铁球的质量：m铁＝eq \f(G铁,g)＝eq \f(7 N,10 N/kg)＝0.7 kg，
铁球排开水的体积：V排＝V铁＝eq \f(m铁,ρ铁)＝eq \f(0.7 kg,7.9×103 kg/m3)＝8.9×10－5 m3，
铁球受到的水的浮力：F浮＝G排＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×8.9×10－5 m3＝0.89 N.
(设计意图：培养学生的动手能力和分析归纳能力，强化解题的规范性．)
【对点训练】
小芳同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作，如图所示，a、b、c、d是四个步骤示意图．设四个图中弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3、F4，由四个图中________两个图的弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力；被排开液体的重力为________；如果关系式________成立，就可以得到著名的阿基米德原理．
a b c d
【答案】ac F4－F2 F1－F3＝F4－F2
三、学以致用
1．将一重为80 N的物体，放入一盛满水的杯中，从杯中溢出了30 N的水，则物体受动的浮力是( )
A．80 N B．30 N
C．50 N D．110 N
2．如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是( )
A．两者体积相等，水的质量较小
B．两者体积相等，水的质量较大
C．两者体积不相等，但是质量相等
D．两者体积不相等，质量也不相等
3．如图所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中，以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度关系的图象是( )
A B
C D
【答案】1.B 2.A 3.D
四、课堂小结
通过本节课的学习，你学到了什么？有什么成功的体会和经验？
1．通过实验探究推导出阿基米德原理．
2．知道浸在液体或气体里的物体会受到液体或气体对它向上的浮力作用．
3．浮力的大小等于物体排开的液体或气体所受的重力．
第2节 阿基米德原理
一、阿基米德的灵感
1．物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，物体所受的浮力就越大
2．浮力的大小跟排开液体所受的重力有关
二、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，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力
2．公式及推论：F浮＝G排，F浮＝ρ液gV排
完成《红对勾·45分钟作业与单元评估》或《红对勾·练吧》的相关练习．
1．本节课以探究浮力的大小与什么因素有关这一主题为线索，合理安排教学内容，无论是教学环节的安排还是问题的设计、教学策略的选择，都将学生主体作用的发挥放在首要考虑的位置，教师充分体现出作为学习活动的组织者、引导者和参与者的作用，基本完成了预定的教学目标．
2．在用实验验证浮力跟物体排开液体的重力是否相等的过程中，学生展现了一些个性化的做法：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；有些同学是先在大烧杯中测定物体全部浸入水中所受浮力，然后再利用溢水杯测定物体没入水中时排开的水所受重力．教师对这些做法都给予了赞同．
3．在教学实施过程后，发现教学时间有些不足，个别小组在最后阶段的实验操作部分感觉时间不够用．建议以后考虑将验证假设的学生动手操作环节由教师演示操作，或将最后验证假设的环节安排在下一节课进行．
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