《阿基米德原理》教学设计
张瑞祥
武汉市江夏区庙山长城中学
430200
教材内容：
人教版八年级物理下册第十章第二节《阿基米德原理》 教材分析：
阿基米德原理是初中物理教学的重要内容，在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用。学好这部分内容既有利于深入理解液体压强、压力、二力平衡和二力合成等知识，又为进一步学习机械效率打好了基础。由于这部分内容涉及到的计算公式比较多，内容又有一定的难度，学生学起来总有种望而生畏的感觉。因此，教学过程中我注重学生对知识的理解，通过实验、推理等方法，努力激发使这一部分教学不枯燥，争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。
教学目标：
知识与技能
1．通过探究学习，理解浮力的大小等于什么 2．知道阿基米德原理 过程与方法
通过几个连续的探究活动，让学生理解什么是浮力，学会探究物理问题的基本方法──实验法、推导法，熟练应用控制变量法、转换法、对比法、排除法解决不同的物理问题。
情感态度与价值观
通过探究活动的开展，让学生体会物理研究方法的多样性 教学重点：阿基米德原理的探究 教学难点：阿基米德原理的探究方法设计
学情分析：学生对于日常生活中所积累的浮力知识非常多，有些探究活动完全可以放手给学生，以解决课时紧张的问题。
方法运用：运用运用实验法对浮力的存在、阿基米德原理进行探究；运用排除法、推导法确立与浮力大小相关的因素。
教具：（每组学生都有） 弹簧秤、木块、石块、水槽、矿泉水瓶多个、体积相等的铜块和铝块、溢水杯、小筒、牙膏皮、塑料袋多个、烧杯大小各一个、量筒、剪刀等，课件。
教学过程：
一、情境导入，问题驱动
1．教师出示两个等大的小球：一个为白色乒乓球，一个为黑色铁球。 设问1．1 把两个小球浸没在水中，会看到什么现象？（学生回答） 实验一实验演示，验证学生的回答。
设问1．2 为什么乒乓球会浮上来，铁球会沉下去？ 学生猜想1．1 乒乓球更轻，铁球更重。
学生猜想1．2 轻的物体都会浮上来，重的物体都会沉下去！ 教师将学生的猜想稍作整理后写在黑板上。
还总结出了“轻的物体都会浮上来，重的物体都会沉下去”这一“规律”。
设问1．3 是不是“重的物体一定会沉下去，轻的物体一定会浮上来？” 2．学生实验
教师：下面注意你们桌上的小铁块和木块，你们用弹簧秤分别称一下它们的重量后都浸在水中，可以得出什么结论？
实验二学生实验后笑着否定了猜想1．1和猜想1．2。
教师：同学们通过实验否定了上述自己的猜想。物体“浮起来”还是“沉下去”与物体的重量无关。实际上，一个完全不会游泳的人跳到深水里会怎样（学生笑着回答）？但根据你们语文课本上的“死海不死”知识，他跳到“死海”里却是另一番情景了。（后记：学生对语文这一不同学科的知识迁移很有兴趣）。
出示课件“死海不死”，引导学生观看课本插图。
教师：为什么人在“死海”中“不死”及“为什么乒乓球会浮上来，铁球会沉下去？”这就是我们本章所要讨论的话题──“阿基米德原理”。
二、引导学生定性研究浮力 指导学生做“称重法测浮力”实验。
实验三学生做“称重法测浮力”实验，教师指导。
设问2．1 刚才同学们实验时有两种不同的测试步骤：先在空气中测铁球重量和先在水中测铁球重量。这两种做法有什么不同，有什么后果？
引导学生思考，解决学生实验中存在的错误。
设问2．2 铁球在空气中和水中时，弹簧秤的示数变化说明了什么？你能试着得出什么结论？ 学生猜想2．1 在水中的铁球受到了一个向上的力。 学生猜想2．2 在水中的铁球变轻了。
引导学生由G＝mg＝ρgV证明猜想2．2的不正确性；请出支持猜想2．1的同学来说明理由。 用受力分析来引导归纳浮力的定义，再由此引导出F浮＝G－F′。用平衡力的知识，明确浮力的作用点和方向。教师由F浮＝G－F′引出的实验是用弹簧秤两次称重量法求浮力，给出“称重法”求浮力的定义。
三、对影响浮力大小因素的探讨
教师：我们现在来研究浮力的另一因素：浮力的大小，看看浮力的大小与哪些因素有关？
实验四（溢水杯盛满水，水面上有一空金属盆，溢水口处下方置一烧杯）往空盆中逐渐加入小石块，可看到溢出的水越来越多。
学生（看到石块越多，物体越重却未下沉，则说明浮力越大）交流、讨论。 猜想3．1 物体的重量（质量）越大，浮力越大； 猜想3．2 浮力的大小与浸没的体积有关； 猜想3．3 浮力的大小与物体排开的水的体积有关。
教师：这个实验是历史上“曹冲称象”的简单模型（讲述“曹冲称象的启示”）。刚才同学们的猜想3．1的浮力的大小与物重有关，是不是这样呢？不同猜想的支持者相互讨论一下，然后自己动手做一下实验。
（1）逐渐用手向下按木块，观察溢水量，同时体会这只手的感觉（如图2所示）。
（2）两个一样大小的小球（一个为铁球，一个为橡皮泥球），“称重法”比较两者浸在水中所受的浮力的大小。
引导学生归纳（否定学生猜想3．1）浮力的大小与物体的质量无关，而与排开的水的多少有关。
四、浮力大小定量分析
教师：我们已经知道，浮力的大小与排开的水的多少有关，到底是什么关系呢？下一个实验要研究这一问题的，有两个小问题：（1）浮力的大小；（2）排开水的多少（如何衡量多少？）。
设问4．1 请同学们看看，①需要哪些实验器材？②实验步骤如何设计？
学生交流讨论，教师提示：①称重法测浮力实验的步骤可不可以颠倒？②如何测水的多少？ 在教师的引导、启发下学生选定器材，制定实验方案。
学生的选用不同的器材方案：①选用了量筒；②选用了天平；③系好了绳子的小烧杯。
两种略有不同的实验方案：一种为以m排水、G排水来衡量水的多少，另一种为V排水来衡量水的多少。 实验六浮力的大小与排开的水的多少的关系研究。
学生实验，教师在旁指导。（后记：大部分学生是用Ｇ排水来衡量水的多少，且他们是用量筒测体积，利用了公式G排水＝ρ水gV水）实验结果：
①浮力F的大小与V排水成正比； ②浮力F的大小与m排水成正比； ③浮力F＝G排。
引导学生从浮力的方向、大小对前面的实验结果进行归纳、小结： A．浸在水（液体）中的物体受到竖直向上的浮力；
B．浮力的大小等于被物体排开的水（液体）受到的重力的大小。（即阿基米德原理）
五、气体的浮力（略）
六、小结（逐一回顾学生的各猜想）
1．小结：在本节课，我们学到了什么？可以解释什么问题？
2．根据本节课探讨的内容，你对我们黑板上的哪些猜想能得到证实或明确排除？ 3．本节课中老师的哪些问题用本节课的内容还无法解决？
教师：对于“为什么乒乓球会浮上来，铁球会沉下去？”。我们现在无法解答，这将是我们后面所要讨论的话题──物体的沉浮条件。请同学们课后自己去交流、讨论、预习一下。
七、作业（课件、实物同时出示）一个两端开口的矿泉水瓶倒立，置一乒乓球（如图3）。一手悬空拿住瓶子，一手往里面快速注入水，乒乓球会怎样？如果用手托住（堵住）瓶口，乒乓球又怎样？自己回去之后反复多做几次，把你的观察到的现象记录下来，同时再查资料试着用自己的语言去解释一下，写一篇小论文。
结束语 这次作业的内容将是我们下节课讨论的问题：“浮力产生的原因”。
板书 设计 1．内容：
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。 2．表达式： F浮=G排
3．导出式： F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 4．适用范围：液体和气体
作者：张瑞祥
性别：男
年龄： 42岁
职务：教务主任
职称：中学物理高级教师
工作单位：武汉市江夏区庙山长城中学
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