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(shí)） 

一、教學(xué)目標(biāo) ：1、通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)浮力。 

2、經(jīng)歷探究浮力大小的過(guò)程，知道阿基米德原理。 

二、課型與課時(shí)：科學(xué)探究型課      2課時(shí) 

三、重點(diǎn)：在探究浮力的過(guò)程中，怎樣引導(dǎo)學(xué)生去猜想。 

難點(diǎn)：設(shè)計(jì)探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)。 

四、教學(xué)準(zhǔn)備：彈簧測(cè)力計(jì)、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(méi)有按照課本的順序來(lái)，因?yàn)樵凇笆裁词歉×�？”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(wèn)題，再教學(xué)生進(jìn)行猜想，可以直奔主題，且猜想也能很好的實(shí)施。中間可以不要對(duì)“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的內(nèi)容進(jìn)行過(guò)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(dòng)手能力，訓(xùn)練學(xué)生的思維，可以作為第二課時(shí)的內(nèi)容進(jìn)行。 

本節(jié)內(nèi)容分兩課時(shí)進(jìn)行： 

第一課時(shí)，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(wèn)題、猜想、、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、評(píng)估、交流等環(huán)節(jié)。 

第二課時(shí)，探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)和無(wú)關(guān)。這要經(jīng)歷分析論證、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證兩個(gè)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(dòng)手能力   

六、教學(xué)過(guò)程 ：1、引入新課 

          師：同學(xué)們平時(shí)都喜不喜歡聽(tīng)故事呀！ 

          生：喜歡。 

          師：今天，在上新課之前先給同學(xué)們講一個(gè)故事。相傳，2000多年前古希臘       的亥尼洛國(guó)王做了一頂金王冠。但是，這個(gè)國(guó)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(guó)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(wèn)題的答案。有一天，阿基米德去浴室洗澡，當(dāng)他跨入盛滿(mǎn)水的浴桶后，隨著身子進(jìn)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(gè)現(xiàn)象頭腦中馬上意識(shí)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(shí)的喜悅是讓人無(wú)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(lái)學(xué)習(xí)阿基米德原理。生活中我們都見(jiàn)過(guò)萬(wàn)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(shuō)一下呢？ 

          生：是因?yàn)樗鼈兌际艿搅烁×Α?nbsp;

          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(gè)問(wèn)題。首先，我們要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究一下什么是浮力。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究之前，請(qǐng)同學(xué)們聽(tīng)清老師的要求，明白自己在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該做些什么： 

第一，    同學(xué)們先測(cè)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(shí)彈簧測(cè)力計(jì)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(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)） 

          師：同學(xué)們，現(xiàn)在你們的實(shí)驗(yàn)都做完了嗎？ 

          生：做完了。 

          師：實(shí)驗(yàn)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(cè)力  

              記的示數(shù)與第二步相同。 

          生：用手向上托物體。 

          師：通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)隳軌虻玫揭粋�(gè)怎樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論呢？ 

          生：我得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為：液體對(duì)浸在其中的物體有一個(gè)豎直向上的托力。 

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

             氣體對(duì)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(lái)跟我看一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)。 

              (教師演示書(shū)上124業(yè)實(shí)驗(yàn)7-20) 

          師：在剛才這個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)的杠桿為什么不平衡呢？ 

          生：是因?yàn)樽筮吇@球受到的浮力增大的原因。 

          師：通過(guò)剛才的這個(gè)實(shí)驗(yàn)，同學(xué)們又能夠得到怎樣的一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論呢？ 

          生：氣體對(duì)浸在其中的物體也有豎直向上的托力。 

          師：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都做完了，通過(guò)這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)同學(xué)們又能夠得到怎樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論呢？ 

          生：液體和氣體對(duì)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(duì)浸在其中的物體都有豎直向上的托力，物理學(xué)中把這個(gè)托力叫做浮力（buoyancy force） 

              現(xiàn)在我們?nèi)匀换氐絼偛诺谝粋�(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們作實(shí)驗(yàn)時(shí)可以看到把石塊放入水中時(shí)，彈簧測(cè)力記的示數(shù)變小了，是因?yàn)槭艿截Q直向上的浮力�，F(xiàn)在我們就來(lái)分析一下浸入水中的石塊到底受到幾個(gè)力的作用。 

         生：石塊受到重力G、浮力  和拉力  ， 

         師：很好，這個(gè)物體在這三個(gè)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(cè)量浮力大小的第一種方法，  

             稱(chēng)之為用稱(chēng)量法計(jì)算物體的浮力。浮力是否是力的一種呢？ 

         生：是。 

         師：它是否滿(mǎn)足力的三要素呢？ 

         生：滿(mǎn)足。 

         師：因此，浮力也有它的大小、方向和作用點(diǎn)。由力的平衡的知識(shí)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(gè)力都作用在物體上，所以浮力的作用點(diǎn)在物體上。 

         師：以上便是我們這堂課所要解決的第一個(gè)問(wèn)題，什么是浮力，以及如何用稱(chēng)量量法計(jì)算物體的浮力大小。 

                  剛才通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到的稱(chēng)量法計(jì)算浮力的公式： 

              應(yīng)用這個(gè)公式計(jì)算浮力是相當(dāng)有限的，因?yàn)槿f(wàn)噸巨輪的重力是不可能用彈簧測(cè)力記來(lái)測(cè)量的，因此我們有必要進(jìn)一步探究浮力的大小如何計(jì)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(jì)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(kāi)液體的重力有一定的關(guān)系。那么，今天我們就要通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)重溫阿基米德的發(fā)現(xiàn)。首先，請(qǐng)同學(xué)們來(lái)認(rèn)識(shí)一下這個(gè)特殊的杯子，它被稱(chēng)為溢水杯，當(dāng)向溢水杯倒入水后，水高于溢水口時(shí)，水便會(huì)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(kāi)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(kāi)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(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證一下。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們要驗(yàn)證物體所受浮力與此物體排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系。 

阿基米德原理