§9.2 阿基米德原理（第2課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)

摘 要：本教學(xué)設(shè)計(jì)通過實(shí)驗(yàn)探究浮力與物體排開液體的重力的大小關(guān)系，從而得出阿基米德原理，學(xué)生經(jīng)歷了化抽象為形象的過程，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)探究；阿基米德原理目標(biāo)

一、 教材分析

阿基米德原理是力學(xué)中較為重要的原理之一，學(xué)好該原理不僅有利于理解壓力、二力合成、二力平衡、液體壓強(qiáng)的概念，也為今后高中受力分析的學(xué)習(xí)做了鋪墊。本節(jié)課是第二課時(shí)，主要讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)探究，經(jīng)歷阿基米德原理的形成過程，培養(yǎng)實(shí)事求是的探究精神。

二、 教學(xué)目標(biāo)

1. 知識(shí)和技能

理解阿基米德原理。

2. 過程和方法

（1）通過實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生觀察和猜想的能力；

（2）通過制訂計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。

3. 情感、態(tài)度和價(jià)值觀

通過分析、歸納得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生合作精神。

三、 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

教學(xué)重點(diǎn)：探究阿基米德原理的過程。

教學(xué)難點(diǎn)：提出猜想浸入液體中的物體所受的浮力可能等于排開液體的重力。

四、 教學(xué)準(zhǔn)備

演示實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)（2個(gè)）、水、圓筒測力計(jì)2把、升降臺(tái)、阿基米德原理實(shí)驗(yàn)器、圓柱體木塊、正方體木塊、鹽水、盛液桶、燒杯。

五、 教學(xué)過程

（一） 導(dǎo)入新課

前面我們學(xué)習(xí)了浮力的大小與液體的密度、排開液體的體積有關(guān)，而且從定性的角度分析，當(dāng)V排一定時(shí)，ρ液越大，浮力就越大；同種液體，V排越大，浮力也越大。又因?yàn)閙排液=ρ液V排，而G排液=m排液g，那么浮力和物體排開液體的重力有什么關(guān)系呢？我們這節(jié)課將從定量的角度來研究。

（二） 新課教學(xué)

1. 提出問題：浮力與物體排開液體的重力的大小有什么關(guān)系？

2. 猜想與假設(shè)：浮力的大小可能等于物體排開液體的重力的大小。

3. 制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：學(xué)生討論如何測量物體受到的浮力、如何收集溢出的液體、如何測量排開的液體的重力等。

4. 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)：

（1）如圖所示，將溢水杯置于升降臺(tái)上，并將水裝至溢水口。在鐵架臺(tái)上掛上分別鉤著物塊及盛液桶的彈簧測力計(jì)，并分別記下它們的示數(shù)

G、G桶。

下面我們分四組不同的情況，分別來探究：

①圓柱體木塊部分浸入水中。

②圓柱體木塊浸沒在水中。

③圓柱體木塊浸沒在濃鹽水中。

④正方體木塊部分浸入水中。

（2）上升升降臺(tái)，將物塊浸入液體中，觀察兩把彈簧測力計(jì)的示數(shù)變化。當(dāng)溢水口中的水溢完時(shí)，分別記錄兩把彈簧測力計(jì)示數(shù)，算出浮力大小和排開液體的重力。

重復(fù)步驟（2），分別完成四組不同情況的實(shí)驗(yàn)探究。

收集證據(jù)：

圓柱體木塊的重G= N、正方體木塊的重G′= N、盛液桶的重G桶= N。

5. 分析與論證

第一組結(jié)論：圓柱體木塊部分浸入水中所受的浮力等于

它排開水的重力；

第二組結(jié)論：圓柱體木塊浸沒在水中所受的浮力等于它排開水的重力；

第三組結(jié)論：圓柱體木塊浸沒在濃鹽水中所受的浮力等于它排開濃鹽水的重力；

第四組結(jié)論：正方體木塊部分浸入水中所受的浮力等于它排開水的重力。

由于每一組的實(shí)驗(yàn)都存在局限性，但如果把第一、二組和第四組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論綜合起來，可以得出浸入水中的物體所受浮力的大小等于物體排開水的重力。

將以上結(jié)論與第三組的實(shí)驗(yàn)結(jié)論歸納起來，我們可以得出：“浸入液體中的物體所受浮力大小等于物體排開的液體所受的重力大小。”這結(jié)論是兩千多年前古希臘學(xué)者阿基米德發(fā)現(xiàn)的，為了紀(jì)念他，我們把它稱為阿基米德原理，即F浮=G排液。

6. 評(píng)估

分析存在誤差的原因：讀數(shù)誤差；溢水杯滴水問題等。

7. 交流與合作

引導(dǎo)學(xué)生對(duì)公式進(jìn)行展開：F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排，根據(jù)公式進(jìn)行討論：

（1）阿基米德原理也適用于氣體，但公式中ρ液改為ρ氣。

（2）F浮與ρ液、V排有關(guān)，與浸沒深度、物體的密度、體積、質(zhì)量等有關(guān)嗎？

（3）物體浸在液體中有兩種可能：

a. 全部浸入V浸=V排=V物。

b. 部分浸入V浸=V排

（三） 練習(xí)鞏固

六、 板書設(shè)計(jì)

§9.2阿基米德原理

一、 探究：浮力的大小與物體排開液體的重力的大小關(guān)系

1. 阿基米德原理：課本P174

2. 數(shù)學(xué)表達(dá)式：F浮=G排液=m排g=ρ液gV排（也適用于氣體，但公式中ρ液改為ρ氣）

七、 教學(xué)流程圖

參考文獻(xiàn)：

[1]義務(wù)教育教科書物理教學(xué)參考書[S].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社2017年第6次印刷.

[2]義務(wù)教育物理課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].

作者簡介：連偉平，福建省泉州市，福建省泉州市泉港區(qū)泉港二中。