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阿基米德原理

文件大小:0.09 MB 文件类型:.doc 运行环境:Win2003/XP/2000/9X 推荐等级:★★★★☆ 发布时间:2014-02-17 官方网址:http://jc.sstp.cn 下载次数:
课件介绍

【课    型】新授课  

【课    时】一课时
 
【教材分析】
 阿基米德原理是初中物理知识中的一个重要物理规律,属于课程中理解级的重点内容。同时,它也是初中物理的一个学习难点。
从教材的编排看,本节内容在 “浮力”这一章中占据核心地位,在结构上起到了承上启下的重要作用。在上一节学生感知浮力存在的基础上,先定性探究影响浮力大小的因素,进而经历阿基米德原理的形成过程,定量研究浮力与排开的液体所受重力的大小关系。已学过的质量、密度、重力及称重法测浮力等知识技能为本课的学习作了很好的铺垫。通过本课的学习,也对原有知识起到巩固和提高的作用,并为物体浮沉条件的探索提供知识基础。
教材在对阿基米德原理这一部分教学内容的设计上突出探究过程,体现了让学生探究性学习的教学思想,与《物理课程标准》的要求也是一致的。因此,该节教学应采用探究教学方法,让学生亲身经历阿基米德原理的生成过程,通过实验去认识现象、发现规律,这对激发学习兴趣,培养观察实验能力、科学思维能力,形成科学素养都十分有益。
 
【学情分析】
学生在上一节学习中已经初步了解了浮力的简单知识,但对浮力到底受到哪些因素的影响仍是相当模糊的。他们对浮力的感性认识,有些是片面不科学的,如看到木头浮在水面上而铁块沉入水底的现象后,会产生浮力大小与物体密度有关的错误认识。但也有些经验会促进新知识的学习,例如,许多学生有过游泳时从浅水区走向深水区的体验,又如“曹冲称象”的故事,这些经验知识会有利于学生提出浮力大小跟物体排开液体体积有关的猜想。教师应给学生提出问题或猜想的机会,暴露学生自己原来的观念,并给予学生验证猜想的机会。
    本节课里,对浮力的认识要从感性提高到理性,这中间还要进行一些抽象思维活动。而本阶段学生的思维大多以具体形象思维为主,还离不开具体事物的支持,要依靠实物和能观察到的现象来进行。因此在教学中应注意建立合理的教学支架,借助实验加强学习内容的直观性和形象性,积极引导学生应用已掌握的基础知识,对实验现象及数据进行科学的分析、推理和归纳,来获取知识结论。
丰富学生的感性认识,增强过程体验,恰当地处理教材内容并选择合适的教学方法,降低难度台阶,使之与学生的思维水平相对应,是本课有效教学的关键。
 
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道浮力大小与哪些因素有关;会用这些因素解释一些相关现象。
(2)理解阿基米德原理,能用阿基米德原理简单计算浮力。
2.过程与方法
(1)经历探究浮力大小与什么因素有关的过程,知道使用控制变量法来研究问题。
(2)经历探究阿基米德原理的过程,学习通过分析和推理来预测研究目标和探究方向。
3.情感、态度与价值观
(1)培养严谨的科学态度和协作精神。
(2)培养学生敢于依据客观事实提出自己的见解,能听取与分析不同的意见,初步养成善于与人交流、分享与协作的习惯,并能够根据科学事实修正自己的观点。
 
【教学重点】探究浮力的大小与哪些因素有关;探究浮力与排开液体重力的大小关系。
【教学难点】阿基米德原理的形成过程
【教学器材】弹簧测力计、石块、细线、溢水杯、大烧杯、小桶、塑料瓶、水、盐水。
 
【教学过程】
一、知识铺垫
回顾怎样用弹簧测计力计浮力。
二、新课教学
(一)浮力的大小与哪些因素有关
1.情景导入
 (1)播放视频:
新建船舶竣工后,沿轨道缓缓驶入水中,到达一定深度时,脱离轨道,漂浮在水面上。
问:是什么力量使万吨巨轮离开轨道,漂在水面上?
船从入水到漂起的过程中,受到浮力的大小有何变化?
(2)演示实验:
把鸡蛋放入清水中,鸡蛋下沉。
问:鸡蛋受浮力吗?为什么还会下沉?
生答案有:鸡蛋太重,或浮力太小。
向水中放盐,搅拌,鸡蛋浮起。
问:鸡蛋能上浮,是因为它变轻了呢,还是浮力变大了?
2.提出问题
通过以上两个事例,我们可以发现:即使是同一物体,在不同的条件下,其所受浮力的大小也可能是不同的。根据你的观察并联系生活中的相关体验,你认为浮力的大小可能与哪些因素有关?
3.猜想假设
学生可能猜想出的因素一般集中在以下几点: 
物体在液体中所处深度
物体没入液面下的多少、物体浸入液体中的体积,归类、规范为“排开液体的体积”
液体密度
还有可能出现以下猜想,虽然不多,但反映了学生在此处容易产生的认识误区。如:
物体密度 (猜想依据:木块在水中上浮,而石块下沉。) 
物体质量、重力 (猜想依据:船越大,装载的货物越多,浮力越大。)
要充分发挥学生主动性,培养其发散思维,教师对这些猜想及时给予肯定、鼓励,既然是猜想,就没有对错,还需要经过实验来验证,并说明由于时间关系,后两个猜想放在课下完成,本节先来研究液体密度、排开液体体积、深度的影响。
4.设计实验
引导学生根据猜想来设计实验方法,要有控制变量的意识,明确需改变什么物理量,又要保持哪些物理量,具体怎样做。
展示交流设计方案,优化方法步骤……
a.利用“称重法”测量浸没于水中不同深度的石块所受浮力大小,验证浮力的大小与浸没时所处的深度是否有关。
b.利用“称重法”测量石块浸入水中的体积不同时所受浮力的大小,验证浮力的大小是否与排开水的体积大小有关。
c.利用“称重法”分别测量同一个石块浸没水中和浸没盐水中所受浮力大小,验证浮力大小与物体所排开液体的密度是否有关。
5.进行实验
将学生分成若干小组,自主选择探究一个或几个猜想,并注意这些因素是怎样影响浮力大小的。课堂时间有限,不必每个人都要进行全部的探究,也使学生意识到合作的重要性。
教师巡视各组,进行正确引导;兼顾学生对猜想的选择情况,保证每个猜想都有多组学生来验证。
6.分析论证
实验过程、实验数据和实验结论进行典型展示。
询问其他组同学是否有相同的发现。
探究成果共享,一起归纳,使实验结论更具可信力。
通过大家的合作探究,我们对提出的猜想进行了验证。得出的结论是:浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关,与物体的密度和物体浸没在液体中的深度无关。(板书)
7.试一试
1.出示如右图所示模拟打捞沉船的器材,气球代替了大型气囊,注射器代替了高压气泵。请同学亲自动手试一试,怎样才能把沉船打捞上来,应用了什么知识?
2.用纸叠一艘小船,放入盐水中,在纸船上放大头钉,直放到船即将进水为止,再把纸船连同大头钉取出,轻轻放入清水中,观察有什么现象发生?为什么会这样?若一艘货轮在海中航行时最多可以装载3000t的货物,它能否载着这些货物驶入长江?
(二)阿基米德原理
1.创设情景
把水桶放在水盆里,水桶中加满水,水面上漂浮一皮球。请一名同学用手向下压皮球。
2.发现问题
问:手部用力有什么变化?
这说明皮球受到的浮力发生了怎样的变化?
浮力为什么会有这种变化?    (V排→F浮)
问:在皮球的向下的同时,大家还看到了什么?
排出水的体积在变大,那这些水的质量呢?重力呢?(V排→G排)
初步分析:浮力与排开液体的重力同时变大。
板书:
 
问:如果把桶中换成盐水再来做这个实验,在排开液体体积相同的条件下,皮球所受浮  力会怎样变化?排开液体的质量和重力又会怎样变化?
再次分析:浮力与排开液体的重力还是同时变大。
3.确定研究方向
综合以上分析,我们发现:同属于力,浮力与排开液体的重力在大小上有着密切的联系,它们之间说不定还有个神秘的约定呢!要想把这个神秘的约定一探究竟,最紧要的是什么?
测出物体所受浮力和排开液体的重力。(把浮力的大小由定性分析转向定量研究)
 4.设计实验
浮力可以用测力计来测量,想一想,排开液体的重力应怎样来测量呢?
教师出示溢水杯,简介使用方法。学生设计测量方法,确定操作步骤。
要提醒学生在液体密度不同、排开液体的体积也不同的各种情况下,随机测出浮力的大小和排开液体的重力,然后进行比较。
5.进行实验,收集数据
 学生分成若干小组,用不同物体、不同液体定量探究浮力的大小与排开液体的重力大小的关系。每个人只要随意测出一组数据即可。
 教师巡视,指导学生并根据自己的实验方案,进行实验,记录实验数据。提醒学生注意物体不能碰溢水杯的底或壁,并在实验操作时要保证物体排开的水没要全部进入小桶中。
6.分析论证
 实验过程、实验数据的典型展示;汇集各组数据。
 仔细观察,虽然各组数值不尽现同,但都存在一个共同特点,是什么呢?
 浮力的大小与物体排开的液体所受的重力相等。这就是那个神秘的约定!这一秘密最早由阿基米德发现,称之为阿基米德原理。(板书:阿基米德原理的内容)
大量实验证明,阿基米德原理同样适用于气体。
简介阿基米德洗澡发现阿基米德原理的轶事,渗透科学精神教育。
7.试一试
教材175页课后作业第1题
 
三、课堂小结
1.本节课,我们学到了哪些知识?
2.这些知识是怎样得到的?
3.回顾获取知识的过程,你有什么体会?
 
四、自我评价
1. 浮力的大小是由                               决定的,与物体在液体中的深度______关;浮力的大小等于                                  .
2. “蛟龙”号潜水艇从海面下潜直到完全没入水中过程中,受到的浮力是        的;在继续下潜的过程中, 受到的浮力是        的. (填“变大”、“变小”或“不变”)
3. 对于现代生活给人们带来的紧张感,可以用漂浮疗法减轻。漂浮池内有一定深度的水,水中加有大量的__________填(“盐”或“酒精”),任何人进入池内都会漂浮起来.
4.将一重为80N的物体,放入盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了30N的水,则物体受到的浮力是       N.
5.一个重5N的石块,挂在弹簧测力计上,将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是3N,则石块受到的浮力是       N,溢出水的重力是        N.
6.某同学在“探究浮力大小跟什么因素有关系”时,做了下图所示的实验。
(1)请将表格内容填写完整。
(2)由实验数据可以得出:浸在液体中的物体所受的浮力与            有 关系。
(3)实验中他采用了              的研究方法。
 
【板书设计】
科学探究:阿基米德原理
 一、浮力的大小与哪些因素有关
        液体密度   排开液体的体积
二、阿基米德原理
                         V排    
                 F浮 ←           → m排 → G排
                       ρ液
                     F浮           G排
        浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。 
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