《阿基米德原理》教學(xué)案例

教學(xué)目標(biāo)

(1)通過對物體在什么情況下受浮力的探究，認(rèn)識浮力。

(2)經(jīng)歷探究浮力大小以及“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的過程。

（3）知道阿基米德原理。

（4）在探究浮力的過程中學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，體驗科學(xué)探究的樂趣。

教學(xué)方法 實驗探究法

教具 容器、乒乓球（或木塊）、金屬塊、大燒杯、彈簧測力計、細線、雞蛋、食鹽、溢水杯、小燒杯等。

教學(xué)過程

（1）引入新課

播放巨輪遠航、氣球騰空的視頻或展示巨輪遠航、氣球騰空的圖片引入課題。

(板書)四、 阿基米德原理

（2）新課教學(xué)

(板書： 1. 認(rèn)識浮力)

演示圖1，提出問題：在生活中你遇到的哪些物體受到了浮力的作用？你是怎樣知道它受到了浮力的作用？請舉例說明。

［學(xué)生開始可能會以在水中上浮或漂浮的物體為主舉例，逐步地會有學(xué)生意識到在水中下沉的物體也會受到浮力。］

（注：在這里，第2問的提出一是增加學(xué)生對第1問的思考深度，二是為后面用彈簧測力計測浮力做好鋪墊；對學(xué)生舉出的不恰當(dāng)?shù)睦右皶r進行處理）

在水中下沉的物體是否也會受到浮力？怎樣知道它是否受到了浮力？

（注：要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會比較判斷物體是否受浮力的各種方法的特點，認(rèn)識到用彈簧測力計判斷物體是否受浮力有獨到的好處）

浮力是一種什么樣的力？你認(rèn)為物體在什么情況下會受到浮力？

（注：在學(xué)生充分討論、感受的基礎(chǔ)上讓學(xué)生進行總結(jié)、概括）

通過前面的討論我們知道，物體在浸入液體或氣體時，會受到液體或氣體對它向上托的力，這個力在物理上就叫做浮力。在實驗室里，我們可以用彈簧測力計兩次測量求出浮力的大小。

在我們舉過的事例中，物體都受到了浮力的作用。它們受到的浮力大小是否相同？為什么？

［學(xué)生一般會想到在各種不同情況下，物體受到的浮力不相同。］

（注：這一問題的解決要引向用彈簧測力計測出浮力進行比較，使學(xué)生養(yǎng)成通過實驗研究問題的習(xí)慣）

那么，是什么因素影響了浮力的大?。?/p>

(板書：2. 探究浮力)

請你對浮力的大小與哪些因素有關(guān)提出猜想，并說出猜想的依據(jù)。

（注：說出猜想依據(jù)是為了保證猜想的科學(xué)性，避免出現(xiàn)胡猜亂想的現(xiàn)象）

［學(xué)生一般會從浮力的受力物體與施力物體——液體入手進行猜想，浮力大小可能與物體有關(guān)，也可能與液體有關(guān)。學(xué)生可能猜想出的因素一般有：

⑴與受力物體有關(guān)的因素：①物體的體積；②物體的密度；③物體在液體中的深度。

⑵與周圍物體有關(guān)的因素：①液體的密度；②液體的多少；③被排開的液體體積。］

通過分析，我們可以把上述猜想歸結(jié)為以下4個：⑴物體的密度；物體浸沒在液體中的深度；液體的密度；物體排開的液體的體積。

（注：要引導(dǎo)學(xué)生對提出的這些猜想進行分析、歸類，去偽存真，以便實驗探究更加順利）

為了驗證我們的猜想是否正確，我們應(yīng)該怎樣來設(shè)計這一實驗?zāi)兀?/p>

（注：引導(dǎo)學(xué)生注意為保證實驗結(jié)果的可靠性，要控制變量）

將學(xué)生分成若干小組，自主選擇探究以上的一個或幾個猜想，并注意這些因素是怎樣影響浮力的大小的。

（注：因為課堂時間有限，不必每個人都要進行完全的探究，藉此引導(dǎo)學(xué)生意識到合作的重要性）

巡視中對學(xué)生的實驗情況進行指導(dǎo)，兼顧學(xué)生對猜想的選擇情況，進行正確引導(dǎo)，保證每個猜想都有多組學(xué)生來驗證。

（注：要讓學(xué)生感受到大量實驗得出的結(jié)論才可靠，體會團結(jié)起來力量大的道理）

實驗過程、實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論的典型展示。

（注：探究成果共享，使實驗結(jié)論更有說服力；同時，不要忽視錯誤探究過程的展示，犯錯誤并及時改正錯誤是人成長的必經(jīng)之路）

通過大家的合作探究，我們對提出的猜想進行了驗證。大家得出的結(jié)論是：浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，與物體的密度和物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。

請大家思考：物體在密度大的液體中受到的浮力是否一定大？物體排開的液體體積大時，物體受到的浮力是否一定大？在液體的密度和物體排開液體的體積都不同時，物體可否受到相同的浮力？

［學(xué)生在思考的基礎(chǔ)上，不難回答；況且也有學(xué)生在實驗中已發(fā)現(xiàn)在密度小的液體中，物體排開液體的體積大的話浮力也可較大。］

（注：這是一個極具價值的問題，這樣就等于在探究過程中發(fā)現(xiàn)了新的問題，可促使探究進一步的深入）

既然在液體的密度和物體排開液體的體積都不同時，物體受到的浮力的大小可能相同。再說“浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)”是否欠妥？那么，浮力大小到底跟什么因素有關(guān)？又是怎樣的關(guān)系呢?

［學(xué)生可能會猜想浮力與排開液體的質(zhì)量、重力有關(guān)；浮力與排開液體的重力相等或成正比］

（注：根據(jù)液體密度小、排開液體的體積大與液體密度大、排開液體的體積小的物體受到的浮力的大小可能相同，不難猜出排開液體的質(zhì)量，進而猜出排開液體的重力；而浮力的大小更可能與排開液體的重力有關(guān)，因為它們都是力）

為了驗證浮力的大小是否與排開液體的重力大小相等或成正比，又應(yīng)當(dāng)怎樣來設(shè)計實驗?zāi)兀?/p>

（注：要提醒學(xué)生在液體密度不同、排開液體的體積也不同的各種情況下，隨機測出浮力的大小和排開液體的重力，然后進行比較）

［學(xué)生分成若干小組，用不同物體、不同液體定量探究浮力的大小與排開液體的重力大小的關(guān)系。］

（注：因為課堂時間有限，每個人只要隨意測出一組數(shù)據(jù)即可）

巡視中對學(xué)生的實驗情況進行指導(dǎo)，進行正確引導(dǎo)，保證每組學(xué)生都能得出正確結(jié)論。

實驗過程、實驗數(shù)據(jù)和實驗結(jié)論的典型展示。

（注：探究成果共享，使實驗結(jié)論更有說服力；同時，不要忽視錯誤探究過程的展示，犯錯誤并及時改正錯誤是人成長的必經(jīng)之路）

通過大家的合作探究，我們對提出的猜想進行了驗證。大家得出的結(jié)論是：浮力的大小與物體排開的液體所受的重力相等。這就是著名的阿基米德原理。

（注：要對學(xué)生強調(diào)大量實驗得出的結(jié)論才可靠，在全班同學(xué)的努力下，我們一節(jié)課解決了智者阿基米德幾年都沒解決的問題）

(板書： 3. 阿基米德原理)

浸在液體中的物體所受浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力。

講述阿基米德洗澡發(fā)現(xiàn)阿基米德原理的軼事。阿基米德在洗澡時突然意識到浮力的大小與物體排開的液體所受的重力有關(guān)。通過本節(jié)課的探究，對你以后在科學(xué)探究中的猜想有什么啟示？課下與你的同學(xué)一起討論。

（注：這對提高學(xué)生在科學(xué)探究中的猜想能力有重要意義）

知識擴展：我們研究的是物體在液體中受到的浮力，物體在氣體中是否也受到浮力呢?

物體在氣體中也會受到浮力。大量實驗證明，阿基米德原理同樣適用于氣體。

（3）回顧小結(jié)

引導(dǎo)學(xué)生就本次實驗探究過程中在知識與技能、過程與方法以及情感態(tài)度與價值觀方面的收獲進行總結(jié)。

（4）布置作業(yè) (略)。

(欄目編輯趙保鋼)