阿基米德原理教學(xué)案例

阿基米德原理教學(xué)案例

　　(二)教學(xué)要求

　　1．知道浮力的大小只跟液體的密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān)，與物體浸入液體中的深度、物體的形狀等因素?zé)o關(guān)，阿基米德原理教案示例之二。進(jìn)一步理解阿基米德原理。

　　2．應(yīng)用阿基米德原理，計(jì)算和解答有關(guān)浮力的簡(jiǎn)單問(wèn)題。

　　(三)教具：彈簧秤、玻璃水槽、水、細(xì)線、石塊、體積相同的銅塊、鋁塊、木塊、橡皮泥、燒杯。

　　(四)教學(xué)過(guò)程

　　一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

　　1．學(xué)生筆答課本章后的“學(xué)到了什么”問(wèn)題1和2。然后由一學(xué)生說(shuō)出自己填寫的答案。教師講評(píng)。

　　2．270克的鋁塊體積多大？浸沒(méi)在水中受到的浮力多大？

　　要求學(xué)生在筆記本上演算，一名學(xué)生板演。教師巡回指導(dǎo)，并對(duì)在黑板上的計(jì)算進(jìn)行講評(píng)。

　　二、進(jìn)行新課

　　1．浮力的大小只跟液體的密度和排開(kāi)的液體的體積有關(guān)，與物體浸入液體中的深度，物體的形狀等因素?zé)o關(guān)。

　　①浮力的大小與物體浸入液體中的深度無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：物體浸沒(méi)在液體中，在不同深度受到的浮力是否相等？

　　學(xué)生回答并說(shuō)出分析結(jié)果和道理。

　　教師演示實(shí)驗(yàn)：把鐵塊用較長(zhǎng)一些的細(xì)線拴好，掛在彈簧秤上。先稱出鐵塊重（可由學(xué)生讀值）。將鐵塊浸沒(méi)在水中，彈簧秤的示數(shù)減小，問(wèn)：這是什么原因？由學(xué)生讀出彈簧秤的示數(shù)，計(jì)算出鐵塊受到的浮力。將鐵塊浸沒(méi)在水中的深度加大，靜止后，由學(xué)生讀出此時(shí)彈簧秤的示數(shù)，求出浮力的大小。比較兩次浮力的大小，得出：浮力的大小跟物體浸沒(méi)在水中的深度沒(méi)有關(guān)系。換用其他液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可得出同樣的結(jié)果。

　　教師從理論上分析：浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力等于物體排開(kāi)的液體受到的重力。當(dāng)物體浸沒(méi)在液體中時(shí)，無(wú)論物體位于液體中的哪一深度，由于液體的密度和它排開(kāi)的液體的體積不變，所以它排開(kāi)的液體受到的重力大小不改變。因此，這個(gè)物體無(wú)論處于液體中的哪一深度，它受到的浮力都是相等的。

　　②浮力的大小與物體的形狀無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：浸沒(méi)在同一種液體中的物體體積相同，它們受到的浮力大小是否相同？

　　演示實(shí)驗(yàn)：取一塊橡皮泥，將它捏成立方體，用細(xì)線拴好，用彈簧秤稱出橡皮泥重。將它浸沒(méi)在水中，讀取此時(shí)彈簧秤的示數(shù)。求出它浸沒(méi)在水中受到的浮力。（以上讀值和計(jì)算由學(xué)生完成）將橡皮泥捏成球形，按上述實(shí)驗(yàn)步驟，求出它浸沒(méi)在水中時(shí)，它受到的浮力。

　　總結(jié)：比較兩次實(shí)驗(yàn)測(cè)得的浮力大小，得出：浮力的大小與物體的形狀無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：由學(xué)生用阿基米德原理解釋上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師總結(jié)。

　　③浮力的大小與物體的密度無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：將體積相同的銅塊和鋁塊浸沒(méi)在水中，哪個(gè)受的浮力大？

　　演示：將體積相同的銅塊和鋁塊用細(xì)線拴好，用彈簧秤測(cè)出它們浸沒(méi)在水中受到的浮力，物理教案《阿基米德原理教案示例之二》。比較它們受到的浮力大小。

　　總結(jié)：比較兩次實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出：浮力的大小跟物體的密度無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：由學(xué)生用阿基米德原理解釋上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師總結(jié)，并結(jié)合復(fù)習(xí)提問(wèn)2的分析指出，有的同學(xué)認(rèn)為“較輕的物體受的浮力一定大”的看法是錯(cuò)誤的。

　　④浮力的大小與物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。

　　提問(wèn)：體積相同的鐵塊和木塊放入水中后放手，鐵球下沉，木塊上浮，哪個(gè)受的浮力大？

　　學(xué)生討論，教師用阿基米德原理分析它們受到的浮力一樣大。總結(jié)出：浮力的大小與物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)。

　　通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)和分析，教師總結(jié)并板書(shū)：“浮力的大小只跟液體的密度和物體排開(kāi)的液體的體積有關(guān)，而跟物體浸入液體中的深度、物體的形狀、密度、物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o關(guān)。”

　　2．例題：（出示小黑板）

　　①如圖12-4所示，甲、乙兩球體積相同，浸在水中靜止不動(dòng)哪個(gè)球受到的浮力大？為什么？哪個(gè)球較重？為什么？

　　學(xué)生討論，教師總結(jié)。

　　解：甲球受到的浮力較大。根據(jù)阿基米德原理。甲球浸沒(méi)在水中，乙球是部分浸沒(méi)在水中，故，甲球排開(kāi)水的體積大于乙球排開(kāi)水的體積。因此，甲球排開(kāi)的水重大于乙球所排開(kāi)的水重。所以，甲球受到水的浮力較大。板書(shū)：“F甲浮>F乙浮”

　　浸在水中的甲、乙兩球，甲球較重。分析并板書(shū)：“甲球懸浮于水中，G甲=F甲浮

　　乙球漂浮于水面，G乙=F乙浮

　　因?yàn)椋?/strong>F甲浮>F乙浮

　　所以：G甲>G乙”

　　小結(jié)：解答浮力問(wèn)題要學(xué)會(huì)用阿基米德原理進(jìn)行分析。對(duì)于漂浮和懸浮要弄清它們的區(qū)別。對(duì)浸在液體中的物體進(jìn)行受力分析是解答浮力問(wèn)題的重要方法。

　　例題：有一個(gè)空心鋁球，重4.5牛，體積是0.5分米3。如果把這個(gè)鋁球浸沒(méi)在水中，它受到的浮力是多大？它是上浮還是下沉？它靜止時(shí)受到的浮力是多大？

　　要求全體學(xué)生在自己的筆記本上演算，由一個(gè)學(xué)生到黑板上板演，教師針對(duì)演算過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行講評(píng)。

　　要求學(xué)生答出：

　　由于鋁球全部浸沒(méi)在水中，所以V排=V球=0.5分米3=0.5×10-3

　　米3。

　　F浮=G排水=ρ水·g·V排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×0.5×10-3米3=5牛。

　　因?yàn)椋?/strong>F浮>G球，所以鋁球上浮。

　　鋁球在水中上浮，一直到露出水面，當(dāng)F浮=G球=4.5牛時(shí)，鋁球靜止在水面上。此時(shí)鋁球受到的浮力大小等于鋁球的重。

　　小結(jié)：解答此類問(wèn)題，要明確鋁球是研究對(duì)象。判斷上浮還是下沉以及最后的狀態(tài)要對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，應(yīng)用公式計(jì)算求解。

　　3．總結(jié)計(jì)算浮力大小的四種方法：

　　應(yīng)用彈簧秤進(jìn)行測(cè)量：F浮=G-F。G為物體在空氣中的重，F(xiàn)為物體浸入液體中時(shí)彈簧秤的示數(shù)。

　　根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因，求規(guī)則固體受到的浮力。F浮=F向上-F向下。

　　根據(jù)阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液·g·V排。此式可計(jì)算浸在液體中任意行體受到的浮力大小。

　　根據(jù)物體漂浮在液面或懸浮在液體中的條件F浮=G物，應(yīng)用二力平衡的知識(shí)求物體受到的浮力。

　　三、布置作業(yè)：本章課文后的習(xí)題6、7、9。