阿基米德原理实验教案|阿基米德原理教案示例之二

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(二)教学要求

1．知道浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关，与物体浸入液体中的深度、物体的形状等因素无关。进一步理解阿基米德原理。

2．应用阿基米德原理，计算和解答有关浮力的简单问题。

(三)教具：弹簧秤、玻璃水槽、水、细线、石块、体积相同的铜块、铝块、木块、橡皮泥、烧杯。

(四)教学过程 

一、复习提问

1．学生笔答课本章后的“学到了什么”问题1和2。然后由一学生说出自己填写的答案。教师讲评。

2．270克的铝块体积多大？浸没在水中受到的浮力多大？

要求学生在笔记本上演算，一名学生板演。教师巡回指导，并对在黑板上的计算进行讲评。

二、进行新课

1．浮力的大小只跟液体的密度和排开的液体的体积有关，与物体浸入液体中的深度，物体的形状等因素无关。

①浮力的大小与物体浸入液体中的深度无关。

提问：物体浸没在液体中，在不同深度受到的浮力是否相等？

学生回答并说出分析结果和道理。

教师演示实验：把铁块用较长一些的细线拴好，挂在弹簧秤上。先称出铁块重（可由学生读值）。将铁块浸没在水中，弹簧秤的示数减小，问：这是什么原因？由学生读出弹簧秤的示数，计算出铁块受到的浮力。将铁块浸没在水中的深度加大，静止后，由学生读出此时弹簧秤的示数，求出浮力的大小。比较两次浮力的大小，得出：浮力的大小跟物体浸没在水中的深度没有关系。换用其他液体进行实验，可得出同样的结果。

教师从理论上分析：浸没在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力。当物体浸没在液体中时，无论物体位于液体中的哪一深度，由于液体的密度和它排开的液体的体积不变，所以它排开的液体受到的重力大小不改变。因此，这个物体无论处于液体中的哪一深度，它受到的浮力都是相等的。

②浮力的大小与物体的形状无关。

提问：浸没在同一种液体中的物体体积相同，它们受到的浮力大小是否相同？

演示实验：取一块橡皮泥，将它捏成立方体，用细线拴好，用弹簧秤称出橡皮泥重。将它浸没在水中，读取此时弹簧秤的示数。求出它浸没在水中受到的浮力。（以上读值和计算由学生完成）将橡皮泥捏成球形，按上述实验步骤，求出它浸没在水中时，它受到的浮力。

总结：比较两次实验测得的浮力大小，得出：浮力的大小与物体的形状无关。

提问：由学生用阿基米德原理解释上述实验结果。教师总结。

③浮力的大小与物体的密度无关。

提问：将体积相同的铜块和铝块浸没在水中，哪个受的浮力大？

演示：将体积相同的铜块和铝块用细线拴好，用弹簧秤测出它们浸没在水中受到的浮力。比较它们受到的浮力大小。

总结：比较两次实验结果得出：浮力的大小跟物体的密度无关。

提问：由学生用阿基米德原理解释上述实验结论。教师总结，并结合复习提问2的分析指出，有的同学认为“较轻的物体受的浮力一定大”的看法是错误的。

④浮力的大小与物体在液体中是否运动无关。

提问：体积相同的铁块和木块放入水中后放手，铁球下沉，木块上浮，哪个受的浮力大？

学生讨论，教师用阿基米德原理分析它们受到的浮力一样大。总结出：浮力的大小与物体在液体中是否运动无关。

通过以上的实验和分析，教师总结并板书：“浮力的大小只跟液体的密度和物体排开的液体的体积有关，而跟物体浸入液体中的深度、物体的形状、密度、物体在液体中是否运动等因素无关。”

2．例题：（出示小黑板）

①如图12-4所示，甲、乙两球体积相同，浸在水中静止不动哪个球受到的浮力大？为什么？哪个球较重？为什么？
学生讨论，教师总结。
解：甲球受到的浮力较大。根据阿基米德原理。甲球浸没在水中，乙球是部分浸没在水中，故，甲球排开水的体积大于乙球排开水的体积。因此，甲球排开的水重大于乙球所排开的水重。所以，甲球受到水的浮力较大。板书：“F甲浮>F乙浮”

浸在水中的甲、乙两球，甲球较重。分析并板书：“甲球悬浮于水中，G甲=F甲浮

乙球漂浮于水面，G乙=F乙浮

因为：F甲浮>F乙浮

所以：G甲>G乙”

小结：解答浮力问题要学会用阿基米德原理进行分析。对于漂浮和悬浮要弄清它们的区别。对浸在液体中的物体进行受力分析是解答浮力问题的重要方法。

例题：有一个空心铝球，重4.5牛，体积是0.5分米3。如果把这个铝球浸没在水中，它受到的浮力是多大？它是上浮还是下沉？它静止时受到的浮力是多大？

要求全体学生在自己的笔记本上演算，由一个学生到黑板上板演，教师针对演算过程中的问题进行讲评。

要求学生答出：

由于铝球全部浸没在水中，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。

因为：F浮>G球，所以铝球上浮。

铝球在水中上浮，一直到露出水面，当F浮=G球=4.5牛时，铝球静止在水面上。此时铝球受到的浮力大小等于铝球的重。

小结：解答此类问题，要明确铝球是研究对象。判断上浮还是下沉以及最后的状态要对研究对象进行受力分析，应用公式计算求解。

3．总结计算浮力大小的四种方法：

应用弹簧秤进行测量：F浮=G-F。G为物体在空气中的重，F为物体浸入液体中时弹簧秤的示数。

根据浮力产生的原因，求规则固体受到的浮力。F浮=F向上-F向下。

根据阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液·g·V排。此式可计算浸在液体中任意行体受到的浮力大小。

根据物体漂浮在液面或悬浮在液体中的条件F浮=G物，应用二力平衡的知识求物体受到的浮力。

三、布置作业 ：本章课文后的习题6、7、9。

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