阿基米德原理

   第七章    密度與浮力 

第四節(jié)    阿基米德原理（第一課時） 

一、教學(xué)目標(biāo) ：1、通過實驗探究，認(rèn)識浮力。 

2、經(jīng)歷探究浮力大小的過程，知道阿基米德原理。 

二、課型與課時：科學(xué)探究型課      2課時 

三、重點：在探究浮力的過程中，怎樣引導(dǎo)學(xué)生去猜想。 

難點：設(shè)計探究浮力大小的實驗。 

四、教學(xué)準(zhǔn)備：彈簧測力計、石塊、細(xì)線、溢水杯、燒杯、水。 

五、教學(xué)思路：本節(jié)課的教學(xué)順序沒有按照課本的順序來，因為在“什么是浮力？”后，探究阿基米德原理比較好。從阿基米德洗澡的故事提出問題，再教學(xué)生進行猜想，可以直奔主題，且猜想也能很好的實施。中間可以不要對“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的內(nèi)容進行過渡。但“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的內(nèi)容能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，訓(xùn)練學(xué)生的思維，可以作為第二課時的內(nèi)容進行。 

本節(jié)內(nèi)容分兩課時進行： 

第一課時，內(nèi)容是浮力的概念和探究浮力的大小。關(guān)于浮力的大小要經(jīng)歷提出問題、猜想、、設(shè)計實驗與收集證據(jù)、評估、交流等環(huán)節(jié)。 

第二課時，探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)和無關(guān)。這要經(jīng)歷分析論證、實驗驗證兩個環(huán)節(jié)，主要是訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力   

六、教學(xué)過程 ：1、引入新課 

          師：同學(xué)們平時都喜不喜歡聽故事呀！ 

          生：喜歡。 

          師：今天，在上新課之前先給同學(xué)們講一個故事。相傳，2000多年前古希臘       的亥尼洛國王做了一頂金王冠。但是，這個國王相當(dāng)多疑,t他懷疑工匠用銀子偷換了王冠中的金子。國王便要求阿基米德查出王冠是否是由純金制造的，而且提出要求不能損壞王冠。阿基米德捧著這頂王冠整日苦苦思索卻找不到問題的答案。有一天，阿基米德去浴室洗澡，當(dāng)他跨入盛滿水的浴桶后，隨著身子進入浴桶，他發(fā)現(xiàn)有一部分水從浴桶中溢出，阿基米德看到這個現(xiàn)象頭腦中馬上意識到了什么，便高呼：“我找到了！我找到了！”他忘記了自己還光著身子，便從浴桶中一躍而出奔向王宮。一路上高呼：“我找到了！我找到了！”科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)真理時的喜悅是讓人無法想象的，他這一聲高呼便宣告了阿基米德原理的誕生。同學(xué)們想知道阿基米德原理的具體內(nèi)容是什么嗎？ 

          生：想。 

          師：今天我們就來學(xué)習(xí)阿基米德原理。生活中我們都見過萬噸巨輪能夠載貨遠(yuǎn)航，巨大的熱氣球能夠騰空而起，究竟是什么原因?qū)е铝诉@些現(xiàn)象的發(fā)生呢？哪位同學(xué)能給我們說一下呢？ 

          生：是因為它們都受到了浮力。 

          師：這位同學(xué)解釋的很好！那么究竟什么是浮力呢？這就是我們這節(jié)課要解決的第一個問題。首先，我們要通過實驗來探究一下什么是浮力。在進行實驗探究之前，請同學(xué)們聽清老師的要求，明白自己在實驗中應(yīng)該做些什么： 

第一，    同學(xué)們先測出石塊在空氣中的重力G 

第二，    將石塊完全浸入水中，記下此時彈簧測力計的示數(shù)，將數(shù)據(jù)記錄在125業(yè)藍(lán)筐內(nèi)�？匆豢�，示數(shù)到底是變大了，還是變小了。 

第三，    將鉤碼拿出水中，看看用什么樣的方法能夠達(dá)到與第二步相同的結(jié)果。 

                  （學(xué)生分組實驗，教師巡視指導(dǎo)） 

          師：同學(xué)們，現(xiàn)在你們的實驗都做完了嗎？ 

          生：做完了。 

          師：實驗做完了，哪位同學(xué)能夠告訴我，你用什么方法能夠使空氣中彈簧測力  

              記的示數(shù)與第二步相同。 

          生：用手向上托物體。 

          師：通過這個實驗?zāi)隳軌虻玫揭粋�怎樣的實驗結(jié)論呢？ 

          生：我得到的實驗結(jié)論為：液體對浸在其中的物體有一個豎直向上的托力。 

          師：這位同學(xué)回答得很好。液體對浸在其中的物體有一個豎直向上的托力，那么，    

             氣體對浸在其中的物體是否有托力的作用呢？現(xiàn)在同學(xué)們一起來跟我看一下這個實驗。 

              (教師演示書上124業(yè)實驗7-20) 

          師：在剛才這個實驗中，我們可以看到當(dāng)把氣球的氣針插入籃球后，氣球膨脹，而此時的杠桿為什么不平衡呢？ 

          生：是因為左邊籃球受到的浮力增大的原因。 

          師：通過剛才的這個實驗，同學(xué)們又能夠得到怎樣的一個實驗結(jié)論呢？ 

          生：氣體對浸在其中的物體也有豎直向上的托力。 

          師：這兩個實驗都做完了，通過這兩個實驗同學(xué)們又能夠得到怎樣一個實驗結(jié)論呢？ 

          生：液體和氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的托力。 

          師：這位同學(xué)總結(jié)的很好，液體和氣體對浸在其中的物體都有豎直向上的托力，物理學(xué)中把這個托力叫做浮力（buoyancy force） 

              現(xiàn)在我們?nèi)匀换氐絼偛诺谝粋�實驗中，我們作實驗時可以看到把石塊放入水中時，彈簧測力記的示數(shù)變小了，是因為受到豎直向上的浮力。現(xiàn)在我們就來分析一下浸入水中的石塊到底受到幾個力的作用。 

         生：石塊受到重力G、浮力  和拉力  ， 

         師：很好，這個物體在這三個力的作 

             用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。所以      。 

             這便是我們學(xué)習(xí)測量浮力大小的第一種方法，  

             稱之為用稱量法計算物體的浮力。浮力是否是力的一種呢？ 

         生：是。 

         師：它是否滿足力的三要素呢？ 

         生：滿足。 

         師：因此，浮力也有它的大小、方向和作用點。由力的平衡的知識可知，物體在向上的浮力和拉力，在向下的重力作用下處于平衡狀態(tài)，因此浮力的方向與重力的方向相反，是豎直向上的。而這三個力都作用在物體上，所以浮力的作用點在物體上。 

         師：以上便是我們這堂課所要解決的第一個問題，什么是浮力，以及如何用稱量量法計算物體的浮力大小。 

                  剛才通過實驗得到的稱量法計算浮力的公式： 

              應(yīng)用這個公式計算浮力是相當(dāng)有限的，因為萬噸巨輪的重力是不可能用彈簧測力記來測量的，因此我們有必要進一步探究浮力的大小如何計算。 

          師：上課前，給大家講的故事，就是2000多年前阿基米德發(fā)現(xiàn)計算浮力大小的另一種方法。在阿基米德發(fā)現(xiàn)中，他發(fā)現(xiàn)浸在液體中的物體所受的浮力與它排開液體的重力有一定的關(guān)系。那么，今天我們就要通過實驗來重溫阿基米德的發(fā)現(xiàn)。首先，請同學(xué)們來認(rèn)識一下這個特殊的杯子，它被稱為溢水杯，當(dāng)向溢水杯倒入水后，水高于溢水口時，水便會從溢水口向外流出，等溢凈后。將物體放入溢水杯，用燒杯將水接住，就知道物體放入溢水杯后有多少水被排出。那么，哪位同學(xué)能大膽的猜想一下，物體所受浮力與物體排開液體的重力有什么樣的關(guān)系呢？ 

          生：我的猜想結(jié)果是：浸在液體中的物體所受的浮力等于物體排開液體所受的重力。 

          師：我們的猜想究竟是否正確呢？我們就要通過實驗來驗證一下。在這個實驗中，我們要驗證物體所受浮力與此物體排開液體所受重力的關(guān)系。 

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