五、浮力教学设计思路

第2节

阿基米德原理

知识与技能

1．经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。

2．能表述阿基米德原理并书写其数学表达式。

3．能运用阿基米德原理解决简单的问题。

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。

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．通过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。

教学重点

阿基米德原理的实验探究及其应用。

教学难点

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。

教具准备

水桶、弹簧测力计、水、阿基米德实验器、溢水杯、多媒体课件等。

一、情景引入

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？

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复习巩固：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。

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现在根据上一节知识，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。

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？(m排＝ρ液V排)。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？(m排g＝G排)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？(步步引导、层层过渡) 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。

探究点二：浮力的大小

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：溢水杯、弹簧测力计、小桶、水。

思考问题：①如何测出石块排开的水所受的重力呢？②溢水杯中的水应为多少？③先测空桶的重力呢，还是先测桶和排开水的总重力呢？

2．实验步骤：

(1)如图所示，测出石块所受的重力G。

(2)将溢水杯中注满水，把石块浸入溢水杯中，让排出的水全部流入小桶中，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。

(3)用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G桶，

（4）小桶所受的重力G桶

则排开水的重力G排＝G总－G桶。

(5)根据F浮＝G－F弹，算出浮力，与G排比较大小。

3．实验数据记录表格

石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N 1.6

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序号

石块重G/N 小桶重

G桶/N 小桶和水总重G总/N 浮力的大小F浮/N 排开水所受重力G排/N 1.4

1 2 3

3

0.6

2

1.4

4.分析与讨论：

通过比较F浮和G排，得出结论。

结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮)，浮力(F浮)的大小等于被它排开的液体所受的重力(G排)。用公式表示为F浮＝G排。

讲述：上述结论早在两千多年前就已经被发现，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。

5.

练一练

问题：在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.5N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,测力计的示数是6.6N,金属的体积有多大? 解：

零件所受的浮力:F浮=G-F示=7.5N-6.6N=0.9N,

由F浮=ρ油gV排得,V排=F浮/ρ油g=0.9N/0.8×103kg/m3×10N/kg=1.125×10-4m3, 把零件浸没在油中,金属零件的体积:V=V排=1.125×10-4m3。

三、板书设计

第2节

阿基米德原理

1．阿基米德的灵感

液体的密度ρ液影响浮力的因素

物体排开液体的体积V排2．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，浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力

(2)用公式表示为F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排

本节课采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，从而更深刻地理解这一原理的内涵，同时有利于学生对科学本质的认识。学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想，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验证这一假设。在教学的各个环节中，有意识地引导学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。

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