第1课时 探究阿基米德原理教案

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3.科学探究：浮力的大小第1课时 探究阿基米德原理【教学目标】 一、知识与技能1.知道浮力的大小与哪些因素有关.2.知道阿基米德原理及表达式，会用阿基米德原理计算浮力.二、过程与方法经历探索阿基米德原理的过程，培养学生的分析概括能力、动手操作能力.三、情感态度与价值观通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度.【教学重点】 阿基米德原理的探究【教学难点】 阿基米德原理及表达式的理解【教具准备】 多媒体课件、饮料瓶、橡皮泥、水、盐水、酒精、弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶等.【教学课时】 1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师 同学们认识了浮力，那么物体在什么情况下受到的浮力比较大，什么情况下受到的浮力较小，浮力的大小和什么因素有关呢？【进行新课】教学探究点1 浮力大小与什么因素有关师 下面我们来进行一个造船比赛：用大小相同的橡皮泥做船，用砂石作货物，看一看，谁做的船装载的货物多？并思考：浮力的大小可能跟什么因素有关？（1）快乐游戏：造“船”比赛.（学生分组用一块大小相同的橡皮泥设计造船，并观察、交流船的差异）（2）快乐体验：将饮料瓶慢慢压入水桶，体会浮力的变化，观察水位变化情况，物体浸入液体中的体积变化情况.（3）快乐体验：将同一只橡皮泥小船放入相同体积的水和盐水中（要求盐水密度比水大得多），学生观察小船浸入液体中的深度.学生猜想：浮力可能与液体的密度、浸入液体的深度、物体排开液体的体积、物体的密度、物体的形状等因素有关.教师引导学生分组探索：（1）利用测力计探究浮力与液体密度的关系；（2）利用测力计探究浮力与深度的关系；（3）利用测力计探究浮力与物体排开液体体积的关系；（4）利用测力计探究浮力与物体密度的关系；（5）利用测力计、橡皮泥探究浮力与物体形状的关系.各小组根据所研究的课题，设计实验，教师指导完善，引导学生设计记录实验数据表格，并进行探究实验.参考示例：（多媒体课件）实验1：探究浮力的大小与液体密度的关系控制变量：物体浸在液体中的体积（物体排开液体的体积）相同，同一物体.现象：乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同.分析：根据F浮＝Ｇ－F拉，物体在水中和酒精中所受浮力不同，说明物体受到的浮力与液体的密度有关.实验2：探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系.控制变量：液体的密度相同，同一物体.现象：两种情况下弹簧测力计的示数不同.分析：根据F浮＝Ｇ－F拉，两种情况所受浮力不同，说明物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关.实验3：探究浮力的大小与物体的密度的关系.控制变量：物体的体积相同，浸没在液体中的体积相同，液体的密度相同.现象：两种情况下弹簧测力计的示数变化差相同.分析：物体所受的浮力与物体的密度无关.（其它探究可仿照示例进行.）教师引导学生分析实验数据，归纳总结，得出结论.浸在液体中的物体所受的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，与物体浸没在液体中的深度、物体的密度、质量、体积、物体的形状等无关.教学探究点2 阿基米德原理师 浮力的大小和液体的密度、排开液体的体积有关，液体的重力和液体的密度、液体的体积有关，那我们试着再想想浮力的大小和排开液体的重力又有怎样的关系呢？学生讨论，并产生疑问.师 大家别着急，我们下面就来探究浮力的大小和排开液体的重力的关系.教师演示实验用弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶来探究阿基米德原理.（称重法） 步骤： A.先测出小桶在空气中的重力G1；B.再测量出小石块在空气中的重力G2；C.将溢水杯的水正好接到刚好要溢出的位置，然后将小桶放在溢水杯的溢水口处； D.将弹簧测力计挂着的小石块浸入水中，同时它排开的水通过溢水口进入小桶，这时读出弹簧测力计的读数G3；E.然后用弹簧测力计测出这个时候盛水的小桶的重力G4.即F浮=G2-G3，排开的水的重力G排=G4-G1，比较浮力F浮及排开水的重力大小，发现F浮＝Ｇ排.实验结论：浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开的水重相等.学生分组实验：第一组：分别将石块浸没在水和酒精中进行实验（步骤同上），虽然在酒精和水中受到的浮力不同，但在水中、在酒精中受到的浮力分别和排开水的重力、排开酒精的重力相等.第二组：用木块进行实验.先称出木块的重力Ｇ木；然后将木块放在溢水杯中，木块浮在水面上，测算出木块排开的水的重力Ｇ排，发现木块的重力Ｇ木和木块排开水的重力Ｇ排相等，即Ｇ木＝Ｇ排.因为木块浮在水面上，所以木块受到的浮力和重力相等.因此，木块所受到的浮力大小也等于木块排开的水的重力.师 归纳我们的实验结果，能得出的结论是什么？生：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力.（F浮＝Ｇ排）师 这就是著名的“阿基米德原理”，如果用Ｖ排表示物体排开液体的体积，用ρ液表示这种液体的密度，那么物体排开液体的重力Ｇ排＝ρ液Ｖ排ｇ.所以阿基米德原理可以用公式：F浮＝Ｇ排＝ρ液Ｖ排ｇ表示.1.阿基米德原理：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体所受的重力.2.阿基米德表达式：F浮＝Ｇ排＝ρ液ｇＶ排，在表达式中，ρ液——液体的密度，单位为kg／m3；g是常数，g＝9.8N／kg；V排——物体排开液体的体积，单位为m3.3.阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于各种气体.注意：飞机在空中飞行靠的是升力而不是浮力，飞机的升力是飞机机翼上、下表面空气流速不同，而造成机翼上、下表面所受压强不同形成的；而飞机在空中受到的浮力是由飞机上、下表面所处大气层的位置不同，而造成上、下表面压强不同而形成的，故飞机受到的升力和浮力成因不同，不是同一个力.例题1（福建福州中考）将重6N的物体浸没在装满水的杯中，溢出了4N的水，物体受到的浮力是（）A.10N B.6N C.4N D.2N 解析：把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中，排开的水重：G排=4N，根据阿基米德原理可知，物体受到的水的浮力：F浮=G排=4N.答案：C例题2（山东东营中考）如图，鱼缸中小金鱼吐出的气泡，在水中上升的过程体积逐渐变大，则气泡所受压强和浮力的变化情况是（）A.压强变小，浮力变小 B.压强变小，浮力变大 C.压强变大，浮力不变 D.压强不变，浮力不变 解析：气泡在上升过程中，体积会逐渐变大，所处的深度变小，∵p=ρgh，∴气泡受到的压强在不断减小；∵F浮=ρgV排，气泡排开液体的体积变大，∴气泡受到的浮力在不断变大.答案：B【教师结束语】通过这节课的学习，我们知道了影响浮力大小的因素，知道了阿基米德原理，以及计算浮力大小的常用的一种方法：阿基米德公式法.好，谢谢大家！【课后作业】完成练习册中本课时对应练习1.在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中，让学生从现有的知识水平出发，通过“造船”比赛和把饮料瓶压入水中的体验，放手让学生去猜想、思考，充分发挥学生的创造性思维，鼓励学生大胆猜测可能影响浮力大小的因素.教师为了便于引导学生探究，合理安排实验，对猜想的因素进行归类，分成各个独立的可能因素让各个小组进行探究.通过学生团队间的协作方式，进行合理的方案设计，并对设计的方案从理论上的正确性、操作上的可行性进行交流讨论、质疑和完善.教师最后进行归纳，得出结论，这样既节约了时间，同时又锻炼了学生动手实验的能力.2.在“知识点2”的教学中，首先引导学生思考物体受到的浮力与排开液体受到的重力之间的关系，然后用实验得出结论F浮＝Ｇ排，进一步推导出阿基米德原理和表达式F浮＝ρ液ｇＶ排.通过提出假设，进行实验验证，得出结论的过程，加深了学生对阿基米德原理的理解.这样学生不仅学到了知识，还学会了解决物理问题的方法，体现学生的主体地位.