第十章第2节阿基米德原理 教学详案 --2023-2024学年人教版物理八年级下学期

第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 设计说明 本节由阿基米德的灵感和浮力的大小两部分内容构成。本节教学的重点是让学生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。概括归纳出阿基米德原理。教学中应该采用实验探究的方式强化学生经历阿基米德原理的认知过程。 关于阿基米德的灵感，教师应通过阿基米德的故事，引导学生将物体浸到液体中的体积用物体排开液体的体积代替。使得决定液体浮力大小的两个因素可以表述为：物体排开液体的体积和液体的密度。而排开液体的体积与液体密度的乘积等于排开液体的质量，液体的重力跟质量成正比，从而进一步引导学生探究浮力的大小跟物体排开液体所受的重力的关系。 关于浮力的大小，教学中建议开展学生分组实验。为了使实验的论证更充分，在分组实验过程中，可要求学生分别对物体全部浸在水中和部分浸在水中两种情况开展探究。最后归纳出阿基米德原理：F浮=G排。此时结合氢气球脱手后飞上天空的例子，引导学生进一步理解阿基米德原理，并强调阿基米德原理不仅适用于液体也适用于气体。 教学目标 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。做到会操作、会记录、会分析、会论证。 2.通过探究实验能理解复述阿基米德原理并书写其数学表达式。 3.能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排计算简单的浮力问题。 教学重点难点 1.重点：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，概括、归纳出阿基米德原理；会用阿基米德原理计算简单的浮力问题。 2.难点：理解阿基米德原理。 教具 学生用：脸盆、水桶、空饮料罐、鸡蛋、细盐、搅拌棒、盛水（盐水） 烧杯，重物，弹簧测力计，溢水杯，小烧杯，铁架台，有关视频等。 教师用：脸盆、水桶、空饮料罐、鸡蛋、细盐、搅拌棒、盛水（盐水） 烧杯，重物，弹簧测力计，溢水杯，小烧杯，铁架台，有关视频等。另有电化教学器材、教学光盘。 教学过程 回顾思考 1.称重法计算浮力的公式为________，浮力的方向为________。 2.浮力产生的原因是 。 3.浮力的大小与________、物体浸入液体中的________有关。 导入新课 1.复习导入 教师：我们已经认识了浮力，并且学习了利用“称重法”和“压力差法”计算浮力，它们的具体内容各是什么？（师生共同回忆，教师板书） 师生讨论：这两种方法有什么局限性？第一种不适用于质量过大的物体，第二种不适用于形状不规则的物体。 今天我们来学习一种既简单又普遍适用的计算浮力的方法，这种方法是两千多年前由阿基米德发现的，所以称为阿基米德原理。（板书课题） 2.故事导入 （1）皇冠掺假之谜 教师结合阿基米德洗澡时浴缸溢水的画面（如图）讲阿基米德的故事，引导学生思考：阿基米德是怎样解开皇冠掺假之谜的？这节课我们就来一起动手探究答案吧。（板书课题） （2）曹冲称象 我们都知道曹冲称象的故事，那么曹冲究竟是怎样利用船和石头测出了大象有多重呢？学完了这节课同学们就会知道他的方法了。 进行新课 探究点一　猜想影响浮力大小的因素 1.分组实验：请各学习小组将空饮料罐慢慢按入水中，并观察空饮料罐浸入水中的体积与排开水的体积的关系，同时感受浮力的大小。 引导学生得出：物体浸入水中的体积就是物体排开水的体积。 2.分组实验：请各学习小组将桌面上的鸡蛋轻轻放在烧杯的水中，观察鸡蛋的浮沉情况。然后向水中不断加入食盐并轻轻搅拌，观察鸡蛋在水中的情况。 引导学生得出：浮力的大小还与液体的密度有关。 3.请同学们阅读教材第53页“阿基米德的灵感”第一、二自然段的内容，并思考下面的问题。 思考：你认为物体在液体中受到的浮力的大小跟物体排开液体所受的什么力有关？ 教师引导：通过上面的实验和猜想，我们可以看出物体受到的浮力的大小，跟它排开的液体的体积和液体的密度有关。液体的密度和物体排开液体的体积相乘等于液体的质量，而液体的质量决定着液体受到的重力。由此可见，物体在液体中受到的浮力的大小与物体排开的液体所受的重力有关。 教师：今天，我们通过实验来探究“物体受到的浮力与物体排开的液体受到的重力”是否有关？它们之间到底存在着什么样的关系？ 探究点二　阿基米德原理 教师：测量液体体积的量筒，对少量液体而言，误差是比较大的。对某种确定的物质而言，体积和质量、重力有什么关系？ 引导学生由公式G=mg=ρgV推出是一一对应的。 教师：为了测量方便（从结果出发指导实验），我们研究浮力与物体排开液体的重力之间的关系。我们应该如何设计实验去验证我们的猜想？ 学生思考、交流、回答 分析归纳设计方案 设计方案 1.如何测量物体受到的浮力？ 使用弹簧测力计可以测量浮力的大小（前面已学习）。 2.如何测量物体排开的液体的重力？ （1）先用弹簧测力计测出桶和物体排开的液体所受的总重力，然后测出小空桶所受的重力，两者相减即得G排。 （2）将