102阿基米德原理

1、10.2阿基米德原理一、教學目標1知道阿基米德原理的內(nèi)容和運用范圍。2 理解阿基米德原理。3 會用阿基米德原理計算簡單的浮力問題。二、教學過程1.1什么叫浮力？它的方向朝哪？學生：浸在液體或氣體里的物體，都要受到液體或氣體向上托的作用。這種作用力叫浮力。它的方向是豎直向上的。1.2浮力產(chǎn)生的原因是什么？學生：浸沒在液體中的物體受到向上的壓力比向下的壓力大，這個上下的壓力差就是浮力產(chǎn)生的原因。2新課教學2.1通過實驗觀察、提問、引入新課。教師將一個癟的空牙膏管放進一個盛水的容器里，則見它沉入水底（課前布置學生帶一個空牙膏管和一只杯子，進行邊教邊讓學生自己動手做實驗）。這時教師提問：這個癟的空牙膏

2、殼為什么沉不下去呢？學生答：因為這個牙膏管比水重。教師對于學生這樣的回答，即不肯定也不否定。接著將癟的牙膏管整成鼓狀，再放進水里，鼓的牙膏管卻浮于水面并未下沉（圖1）。這時教師提問：為什么同一個牙膏管（其重力不變），癟的就下沉，而鼓的就上浮呢？這時教師問：一個浸在水中的物體，它受到的浮力的大小，跟什么因素有關(guān)呢？讓學生從上述一系列的事實中，通過自己的思考用自己的語言來回答。開始時，學生回答的不準確，不完整，再讓同學們討論補充，然后通過分析、比較得出比較正確的結(jié)論：浸在水中的物體受到的浮力的大小跟它浸在水中的體積有關(guān)，浸入的體積越大，它受到的浮力越大。2.2根據(jù)實驗、推理導出阿基米德原理。通過上

3、述實驗、觀察、分析、討論，學生對浮力的大小有了初步認識，接著教師提出問題：浸在水中的物體受到的浮力究竟有多大呢？讓我們通過下面的兩種方法去研究它。 實驗法導出阿基米德原理根據(jù)教科書（物理通報雜志社編北京出版社出版）118頁，演示圖2實驗，讓學生仔細觀察分析。溢水杯中盛水，使水面跟溢水杯管口相平，彈簧秤甲吊著鐵塊，彈簧秤乙吊著一個小容器，并使溢水杯中溢出的水能流入小容器中。將鐵塊部分浸入水中，讓學生觀察、比較知道：彈簧秤甲減小的示數(shù)與彈簧秤乙增大的示數(shù)相等。再將鐵塊全部浸入水中，引導學生觀察甲、乙彈簧秤示數(shù)的變化。發(fā)現(xiàn)甲彈簧秤示數(shù)減小的仍等于乙彈簧秤示數(shù)增加的。這時教師進行分析：甲彈簧秤示數(shù)減小

4、的原因是因為鐵塊在水中受到浮力，浮力大小就是彈簧秤甲的示數(shù)減小數(shù)值，彈簧秤乙示數(shù)增加的原因就是因為溢水杯中流出的水使其重力增大。溢水杯溢出的水就是鐵塊在水中所排開的水。通過實驗、討論、分析得出結(jié)論：鐵塊在水中受到的浮力大小總是跟它排開水的重力相等。然后提出把上述的鐵塊換成石塊和鋁塊等其他物體，把溢水杯中的水換成煤油或鹽水等其他液體，得出的結(jié)論仍相同。最后教師進行總結(jié)得出阿基米德原理：浸在液體里的物體受到向上的浮力；浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。上述通過實驗法已導出了阿基米德原理，為了使學生進一步理解、掌握、應用阿基米德原理。教師對阿基米德原理又做了幾點說明：a.物體在液體中，不論是部

5、分浸入還是全部浸入，均受到浮力作用；b.浮力的大小和排開的液體所受的重力的大小相等；c.本原理不僅適用于液體，也適用于氣體；d.原理的教學表達式為F浮=0排液或F浮=p液V排液g或F浮=p液V物浸g 推理法導出阿基米德原理為了使學生加深對阿基米德原理的理解，達到熟練應用。教師又用了另外一種方法一一推理法，導出了阿基米德原理。過程如下：如圖3所示，一圓柱體浸入某液體中，上下底面都為S,高為h,則其體積為V=Sh設(shè)圓柱體上底面的壓強為pO,則液體對上底面的壓力pOS,液體對下底面的壓強為：po+p液gh，則下底面所受液體對它的壓力為：pOS+p液ghS。由浮力產(chǎn)生的原因可知：浸在液體中的物體所受浮

6、力是由上下兩底面的壓力差產(chǎn)生的。即F浮=F下底-F上底，而F下的方向豎直向上，F(xiàn)上的方向豎直向下，且F下F上。故浮力的方向與下底面所受壓力的方向一致，豎直向上。浮力大小為F浮=F下-F上=p下S-p上S=pOS+p液ghS-pOS=p液gsh=p液V物浸g=p液V排液g=m排液g=G排液10 例題：有一邊長為10厘米的正方體，完全浸入水中，它的上表面離水面厘米，且與水面平行。計算正方體在水中所受的浮力大小。對上述例題教師采用了計算壓力差和應用阿基米德原理兩種方法講解（過程略）。3鞏固新課（略）4布置作業(yè)（略）三、教學說明這節(jié)課在引入新課時，教師讓學生親自動手做實驗，學生對牙膏皮的沉浮即感到迷惑，又覺得有趣，從而激發(fā)了學生的求知欲望。接著教師又用實驗法、推理法兩種不同的方法導出了阿基米德原理。實驗法直觀、簡明、易懂，推理法邏輯思維性強。通過兩種不同的方法導出阿基米德原