初中物理五、学生实验：探究——影响浮力大小因素教学设计

课题：浮力——探究影响浮力大小的因素(二)

【学习目标】

1.会用称重法求解物体受到的浮力.

2.经历“浮力大小跟排开液体所受重力大小有关”的实验探究过程，培养学生描述现象，归纳规律的能力.

3.会用阿基米德原理计算物体受到的浮力.

重点：

(1)浮力的概念及其实质．

(2)物体的浮沉条件．

难点：正确运用“压力差”和物体的浮沉条件求浮力．

教学设计

教师活动

学生活动

设计意图

引入新课：

问卷调查：那些同学会游泳或者游过泳？

教师提问:如果把一个不会游泳的人掉进海里会发生什么情况？

展示幻灯片：死海不“死”！引入新课。

大部分同学会游泳，或者有游泳的经历。

学生思考并回答：沉到水底。

学生

通过学生的体验激发学生的学习兴趣。

新课教学：

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＝F1－F2；

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：

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2000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.阿基米德的灵感

创设情境：指着漂浮在水面上的空易拉罐提出问题，易拉罐浮在水面上，用什么办法能把它浸入水中呢？

方法1：用手把空易拉罐瓶向下慢慢压入水桶中。

问题：（1）你的手有什么感觉？

（2）易拉罐受到的重力变化了吗？受到的浮力变化了吗？

（3）水面高度有什么变化？

（4）这些都说明了什么问题？

    方法2：将易拉罐踩扁放入水中下沉。

    问题：（1）易拉罐为什么会沉下去？它受到的重力变化了吗？受到的浮力变化了吗？

         （2）易拉罐踩扁后放入水中，什么变了？

         （3）这些都说明了什么问题？

方法3：将易拉罐灌满水后放入水中下沉。

问题：易拉罐灌满水后受到的重力变了吗？受的浮力变了吗？

思考问题：浮力的大小和排开液体多少是否存在定量的关系呢？

教师引导学生统一说法：把物体浸入液体的体积称为物体排开液体的体积。液体的密度、排开液体的体积是不是和排开液体的质量有一定的联系呢？排开液体的质量是不是和排开液体所受的重力有一定的联系呢？浮力的大小会不会和排开液体所受的重力有一定的关系呢？

    由于物体的体积与密度的乘积等于物体的质量，可以进一步推想，浮力的大小跟排开液体所受的重力也密切相关。

浮力的大小

    猜想与假设：

    [教师点拨学生猜想]：由前面实验我们知道，物体浸入液体的体积越大（即物体排开液体的体积越大），液体的密度越大，物体所受的浮力越大。也就是说浮力的大小与物体排开液体的重量是有关的，它们之间有什么数量关系呢？

    制定计划与设计实验：

    实验探究：探究浮力的大小与排开液体的重力的关系

 1、实验器材：弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。

思考问题：a如何测出石块排开的水所受的重力呢？

b水杯中的水应为多少？

c先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？

    小组讨论，汇报方案，教师点评。学生分组实验，把数据记录在表格中。

 2、实验步骤

a测出石块所受的重力G和小桶所受的重力

b将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流人小桶中，读出此时弹簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水。

c用弹簧测力计测出小桶和水的总重力，则为排开水的重力

3、实验数据记录表格

4、分析与讨论：

运用比较的方法，通过比较 得出结论。

结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力 的大小等于被它排开的液体所受的重力 这个结论叫做阿基米德原理。用公式表示为：F浮＝G排

    [讲述]：上述结论是阿基米德早在两千多年前就已发现，称为阿基米德原理。实验证明，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。

    特别提醒（对阿基米德原理的说明）：

①阿基米德原理的表达式：F浮＝G排

②物体浸在液体中有一种可能：物体排开液体的体积等于物体浸入液体中的那部分的体积。

浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，与其他任何因素都无关。

浮力的大小与物体全部进入液体后的深度无关。

教师：我们进一步讨论阿基米德原理导出公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g

学生讨论得出：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。

：通过实验发现将易拉罐压入水桶的过程中，易拉罐所受的浮力越来越大，排开的水越来越多。说明浮力的大小和排开液体多少有关系。

   思考讨论。易拉罐的重力没有变，之所以会下沉，是因为它受到的浮力减小了。

易拉罐踩扁后，体积变小，放入水中，排开水的体积也变小了。说明浮力的大小跟易拉罐排开水的体积有关，体积越小，受到的浮力越小

交流分析：根据上一节课我们知道，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。现在根据阿基米德的故事，如果我们用“物体排开液体的体积”取代“浸没在液体中物体的体积”来陈述这个结论，可以得到，物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它所受的浮力就越大。

[学生讨论]：经过讨论，设计出实验的方案。教师评价。

   思考交流：浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用弹簧测力计测出。物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出。

小组讨论，汇报方案，教师点评。学生设计实验，把数据记录在表格中。

思考交流：浸没在液体中的物体都会受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用弹簧测力

计测出。物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出。

学生分析实验数据得出：

F浮=G排，即浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。即阿基米德原理。

回顾旧知，发现不足，引入新课。

让学生大胆猜想，自由发表意见，培养学生的想象能力和语言表达能力。

（步步引导、层层过渡。）

各小组设计实验，培养学生的团结合作能力。

总结实验结论，得出阿基米德原理。

小结

作业