初中人教版10.2 阿基米德原理第1课时教案设计

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第2节　阿基米德原理第一课时　阿基米德原理教学目标【知识与技能】1．知道浮力大小与物体排开液体的重力的关系．2．会用阿基米德原理计算浮力大小．【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.重点难点【重点】阿基米德原理的实验探究及其应用．【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．教学过程知识点一　阿基米德的灵感【自主学习】阅读课本P53，完成以下问题：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.【合作探究】演示一　关于阿基米德的故事阿基米德出生在古希腊的贵族家庭，他从小热爱学习，善于思考，喜欢辩论．有一次，国王要金匠给他做一顶金王冠，做王冠用的金子事先称过重量．王冠做好了，国王听说工匠在王冠中掺进了白银，偷走了一些金子．可是，王冠的重量，并没有减少；从外表看，也看不出来．没有证据，就不能定金匠的罪．国王把阿基米德找来，要他判断这顶王冠有没有掺进白银，如果掺了，掺进去多少．据说，阿基米德是从洗澡得到启发，才解决了这个难题．这天，他去澡堂洗澡，心里还想着王冠问题．当他慢慢坐进澡盆的时候，水从盆边溢了出来．他望着溢出来的水发呆，忽然，高兴地站了起来：“找到了！找到了！”阿基米德连衣服都来不及穿好，就从澡堂跑回家里．原来，阿基米德已经想出了一个简便方法，可以判断王冠是不是纯金做的．他把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢了出来．他取出金冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢了出来．他把两次溢出的水加以比较，发现第一次溢出来的多．于是他断定王冠中掺了白银．然后，他又经过一番试验，算出了白银的重量．当他宣布这个结果的时候，金匠们一个个惊得目瞪口呆．他们怎么也弄不清楚，为什么阿基米德会知道他们的秘密．当然，说阿基米德是从洗澡中得到启发，并没有多大根据．但是，他用来揭开王冠秘密的原理流传下来，就叫做阿基米德原理．直到现在，人们还在利用这个原理测定船舶载重量．演示二　阿基米德的故事给我们的启发1．阿基米德的故事给了我们很大的启示．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．现在我们用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中物体的体积”来陈述这个结论，就是：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.2．想想做做将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系．3．物体的体积与密度的乘积等于物体的质量．浮力大小跟它排开的液体的体积和液体的密度有关．排开液体的体积越大、液体的密度越大，排开的液体的质量也越大，而液体的重力大小跟它的质量成正比．因此，我们可以猜想：浮力的大小跟排开液体的重力有关.【教师点拨】物体的体积与排开液体的体积是不同的.当物体浸没在液体中时，物体的体积等于它排开的液体的体积；当物体没有浸没时，物体的体积大于它排开的液体的体积．知识点二　浮力的大小【自主学习】阅读课本P54－55，完成以下问题：浮力的大小可以用弹簧测力计测出：先测出物体所受的重力，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数，两者之差就是浮力的大小．【合作探究】实验　探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系1．实验目的：探究浮力与物体排开液体重力的定量关系.2．实验方法：排液法.3．实验器材：弹簧测力计，溢水杯，小桶，大小不同的物体，细线等.4．进行实验测量数据填入实验数据表格：次数物体的重力G物/N物体在液体中测力计示数F′/N浮力F浮/N小桶和排液的总重G总/N小桶的重力G桶/N排开液体的重力G排/N12.151.350.801.100.30.8022.151.600.550.850.30.5532.151.800.350.650.30.35注意：用不同物体、不同液体多做几次实验.5．整理实验器材．6．分析数据得出结论：浮力的大小等于物体排开液体的重力.【教师点拨】1．用同一个物体进行实验时，多测量几次的目的是减小误差.2．本实验要更换物体或液体，进行多次测量，目的是使实验结论更具有普遍性.3．若溢水杯没有装满水，会导致排到小桶内的水的质量小于物体排开的水的质量，最终得到物体受到的浮力大于溢出的水所受的重力的错误结论．【跟进训练】如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，最终沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是(　C　)A．两者体积相等，小烧杯中水的质量较小B．两者体积相等，小烧杯中水的质量较大C．金属球受到的浮力等于小烧杯中水的重力D．金属球受到的浮力大于小烧杯中水的重力知识点三　阿基米德原理【自主学习】阅读课本P55－56，完成以下问题：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力.用公式表示就是F浮＝ G排.【合作探究】1．关于阿基米德原理的讨论．(1)物理公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排.G排是指物体排开液体所受的重力；ρ液是指液体的密度；V排是指物体排开的液体的体积.(2)公式F浮＝ρ液gV排表明，浮力大小只和ρ液、V排有关，浮力大小与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关.2．对阿基米德原理的理解．(1)如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况．不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力．对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小.(2)①浸没时：V排＝V浸＝V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮＝G液＝ρ液gV排＝ρ液gV浸＝ρ液gV物．②部分浸入时：V排＝V浸<V物，F浮＝ρ液gV排＝ρ液gV浸<ρ液gV物．(3)同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同.根据公式F浮＝ρ液gV排，浸没时，V排＝V物，当ρ液不同时，浮力也随之变化．例题　一个体积为300 cm3的物体浮在水面上，它的体积露出水面，它受的浮力是多少？(g取10 N/kg)解答　根据阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排．据题意V排＝V，F浮＝ρ液gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10－4 m3＝1 N.【教师点拨】阿基米德原理的公式适用于求液体和气体中物体所受浮力的情况．【跟进训练】1．铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开水的体积是100 cm3，排开的水重是1 N，受到的浮力是0.8 N．如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是1 N．(g取10 N/kg)2．在空气中用弹簧测力计测得某石块重5 N；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为2 N，求该石块的密度．(g取10 N/kg)解：浮力F浮＝G－F＝5 N－2 N＝3 N，石块的体积V石＝V排＝＝＝3×10－4 m3，石块的密度ρ石＝＝＝≈1.67×103 kg/m3.课堂小结1．阿基米德的灵感影响浮力的因素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．练习设计完成本课对应训练．温馨提示：实验视频见课件．