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人教版八年級下冊物理《阿基米德原理》教案
教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
1.知道什么情況下物體受浮力;知道與浮力大小有關(guān)的因素;理解阿基米德原理。
過程和方法
1.能用已掌握的知識，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，設(shè)計(jì)、完成實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論并歸納出阿基米德原理的內(nèi)容。培養(yǎng)學(xué)生初步的觀察、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，初步的分析、概括能力?BR> 情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，歸納、概括出物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)，探求真理的愿望。
教學(xué)重難點(diǎn)
【教學(xué)重點(diǎn)】浮力的概念，阿基米德原理。
【教學(xué)難點(diǎn)】浮力產(chǎn)生的原因;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，歸納出實(shí)驗(yàn)定律。
教學(xué)工具
彈簧測力計(jì)、溢水杯、水、圓柱形金屬物(鉛塊)、石塊、細(xì)線、小桶、杠桿、籃球、打氣筒、氣針、氣球、長圓柱形玻璃筒、燒杯。
教學(xué)過程
一、引入新課
講述：萬噸巨輪，在水中為什么不下沉?熱氣球?yàn)槭裁茨茯v空而起?這些現(xiàn)象都與浮力有關(guān)。這是一個(gè)有關(guān)浮力的問題。那么什么是浮力?它的大小與哪些因素有關(guān)呢?今天我們就來學(xué)跟浮力有關(guān)的阿基米德原理。
二、進(jìn)行新課
1、 什么是浮力?
設(shè)置情景：如圖1所示。
置疑：為什么金屬塊沉在水底，木塊浮在水面?
充分讓學(xué)生猜想假設(shè)，學(xué)生可能會有如下想法：
① 木塊受到水對它的浮力，所以浮了起來。
② 金屬塊比木塊重，不受浮力。
③ 金屬塊比木塊密度大，不受浮力。
④ 金屬塊沉在水底，所以未受到水的浮力。
圖2彈簧測力計(jì)有示數(shù);圖3木塊放入水中后，彈簧測力計(jì)無示數(shù);
圖4木塊比金屬塊重，卻浮在水面;
圖5金屬塊沉入水底，金屬盒卻浮在水面;
圖6加水前后彈簧的形變不同。
圖2、圖3探究說明猜想①正確，木塊在水中受浮力;
圖4探究說明猜想②錯(cuò)誤;
圖5探究說明猜想③錯(cuò)誤;
圖6探究說明猜想④錯(cuò)誤，金屬塊在水中也受浮力。liuxue86.com
探究表明，無論物體是沉是浮、是輕是重、密度是大是小，在液體中都受到一個(gè)向上的托力。
結(jié)論：物理學(xué)中把液體對浸在其中的物體的向上的托力叫做浮力。
教師及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生歸納出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：
①液體和氣體都會對浸在其中的物體產(chǎn)生豎直向上的浮力;
②稱重法測浮力：浮力=物體重-物體在液體中的彈簧測力計(jì)示數(shù)，即F=G-F’。
再置疑：不同物體受到的浮力大小是否相同，浮力的大小與哪些因素有關(guān)?
2、 浮力的大小與哪些因素有關(guān)
由死海不死及日常經(jīng)驗(yàn)引發(fā)學(xué)生思考，再提出猜想與假設(shè)。
教師在這里要注意學(xué)生發(fā)散性思維，學(xué)生除了提出浮力的大小和液體的密度及排開液體的體積有關(guān)以外，還可能提出浮力和物體的重力、體積等有關(guān)，教師應(yīng)予以鼓勵(lì)。
進(jìn)行課本中P125實(shí)驗(yàn)探究2階段，一定在先使學(xué)生弄清實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头椒?，然后再動手?shí)驗(yàn)。
①對雞蛋加鹽上浮實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生從力和運(yùn)動狀態(tài)變化的關(guān)系來認(rèn)識，雞蛋由靜止到運(yùn)動是浮力增大，而浮力增大又是由于加鹽導(dǎo)致液體密度增大的結(jié)果。
②觀察物體浸在液體中的體積變化時(shí)，浮力是否變化的實(shí)驗(yàn)，教師要向?qū)W生講明什么是物體浸入部分的體積、排開液體的體積。(學(xué)生動手實(shí)驗(yàn))
師生共同歸納結(jié)論：物體在液體中所受的浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān)。
3、 探究浮力的大小
課本中P126實(shí)驗(yàn)探究3是在前面兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，再進(jìn)一步定量分析，從而進(jìn)入更高層次的研究。
在這一過程中，教師更應(yīng)發(fā)揮指導(dǎo)作用，由浮力的大小和液體的密度及排開液體的體積有關(guān)，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到浮力的大小應(yīng)和排開液體的重力有關(guān) ，這樣才能使學(xué)生有目的地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
由于學(xué)生第一次使用溢水杯，教師也應(yīng)作一介紹，并示范使用溢水杯的方法。
為了使學(xué)生真正認(rèn)識到總結(jié)規(guī)律應(yīng)具有普遍意義，課本中安排了石塊和金屬塊的兩組實(shí)驗(yàn)。有條件的還可以用不同的液體及體積相同的不同的金屬塊去進(jìn)行比較實(shí)驗(yàn)。
教師巡視并指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、評估、分析在探究過程中哪一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，并及時(shí)糾正。
在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生完成了實(shí)驗(yàn)探究過程后，由學(xué)生完成自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師要全面準(zhǔn)確地介紹阿基米德原理的內(nèi)容。對學(xué)生實(shí)驗(yàn)及時(shí)進(jìn)行肯定與表揚(yáng)，使學(xué)生充分感受探究的發(fā)現(xiàn)并獲成功的一種愉悅。
課后小結(jié)
引導(dǎo)學(xué)生歸納出本節(jié)課的主要內(nèi)容：
1.什么是浮力
2.阿基米德原理的內(nèi)容及相關(guān)因素
3.求浮力的方法——彈簧測力計(jì)法(稱量法)，阿基米德原理法(公式法)。
阿基米德原理教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo)
1.會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究阿基米德原理;
2.了解阿基米德原理.
教學(xué)重難點(diǎn)
【教學(xué)重點(diǎn)】浮力的概念，阿基米德原理。
【教學(xué)難點(diǎn)】浮力產(chǎn)生的原因;設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，歸納出實(shí)驗(yàn)定律。
教學(xué)過程
學(xué)習(xí)指導(dǎo)： 阿基米德原理
●自主預(yù)習(xí)
閱讀課本53、54、55、56面，完成下列填空：
(1)兩千多年以前，阿基米德發(fā)現(xiàn)：物體浸在液體的體積就是 物體排開液體的體積 ;
(2)排開的液體體積越大、液體的密度越大，則排開的液體的 質(zhì)量 就越大，因此，浮力的大小可能跟排開液體的 質(zhì)量 密切相關(guān)，而液體的 重力大小 跟它的質(zhì)量成正比，因此，浮力的大小可能跟 排開液體所受的重力 密切相關(guān);
(3) 浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力 ，這就是著名的阿基米德原理。用公式表示： F浮=G排。
●小組討論
各小組同學(xué)分工合作，完成下列實(shí)驗(yàn)：
(1)將裝滿水的燒杯放在盤子里，再把易拉罐按入水中，在手感受到浮力的同時(shí)，會看到排開的水溢至盤中。注意觀察比較排開水的多少與手的體驗(yàn)。
(2)實(shí)驗(yàn)探究：物體在液體中受到的浮力與它排開的液體的重力有什么關(guān)系?
實(shí)驗(yàn)器材： 彈簧測力計(jì) 、溢水杯、塑料小桶、水
實(shí)驗(yàn)步驟：
1.測出物體所受到的重力G物;
2.測出空桶重力G桶;
3.把物體浸入液體中，用小桶收集溢出的水讀出此時(shí)測力計(jì)的示數(shù)G′物;
4.測出溢出的水的重力G排.
計(jì)算對比：物體受到的浮力為F浮= .
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：浸在液體中物體受到的浮力，大小等于它排開的液體所受到的重力，用公式表示為F浮=G排=ρ液gV排.
●教師點(diǎn)撥
1.浸在液體中的物體所受的浮力可以用彈簧測力計(jì)測出。先測出物體所受的重力，再讀出物體浸在液體中時(shí)測力計(jì)的讀數(shù)，兩者之差就是浮力的大小;
2.物體排開液體所受的重力可以用溢水杯和測力計(jì)測出。此處，應(yīng)注意物體排開的液體會有丟失，不易全部收集，引起測量的誤差產(chǎn)生;
3.阿基米德原理適用于物體受到的液體或氣體對它的浮力的計(jì)算，浮力大小只與物體排開的液體體積和排開的液體密度有關(guān)，與其它因素(如：物體體積等)沒有關(guān)系.
●跟蹤訓(xùn)練
1.魚缸中裝滿水，在水中輕輕放入一只小船，小船漂浮在水面上，從魚缸中溢出5×10-4m3的水，則小船受到的浮力是 5 N，小船所受的重力與浮力的關(guān)系是平衡力 (g=1O N/kg)。
2.2011年7月26日，我國自主研制的第一臺深海載人潛水器“蛟龍?zhí)?rdquo;成功突破5000米水深大關(guān)，這標(biāo)志著我國的深海載潛技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平.
(1)“蛟龍?zhí)?rdquo;在下潛過程中，所受壓強(qiáng)將增大(填“增大”、“減小”或“不變”);
(2)“蛟龍?zhí)?rdquo;潛水器在下潛過程中，排開水的體積約為23米3，則潛水器受到的浮力為 2.3×105 牛(海水的密度取ρ=1.0×103千克/米3).
3.一同學(xué)在岸上最多只能搬得起質(zhì)量是30kg的鵝卵石.如果鵝卵石的密度是2.5×103kg/m3，則該同學(xué)在水中最多能搬得起質(zhì)量是 50 50
kg的鵝卵石(石頭不露出水面).這時(shí)石頭受到的浮力是 200 200
N(ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg)。
4.小明同學(xué)用一個(gè)彈簧測力計(jì)、一個(gè)金屬塊、兩個(gè)相同的燒杯(分別裝有一定量的水和煤油)，對浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究.下圖表示探究過程及有關(guān)數(shù)據(jù).
(1)分析圖B、C、D，說明浮力大小跟排開的液體體積有關(guān).
(2)分析圖D、E，說明浮力大小跟液體密度有關(guān).
(3)物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是2.4N.
5.某教師在“阿基米德原理”教學(xué)過程中，做了如下演示實(shí)驗(yàn).
(1)在彈簧下端掛上小筒和金屬塊，記下彈簧伸長后指針位置O，如圖甲所示.
(2)溢水杯中裝滿水，把金屬塊全部浸入溢水杯的水中，用燒杯收集排開的水，彈簧縮短，如圖乙所示.
(3)把燒杯中的水全倒入小筒中，彈簧指針又恢復(fù)到原來位置O，如圖丙所示.乙圖的彈簧比甲圖的彈簧縮短了，說明金屬塊受到浮力的作用;丙圖彈?簧指針又恢復(fù)到位置O，說明物體受到浮力的大小等于物體排開水所受的重力.
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