阿基米德原理单元教学设计

1、 6.4阿基米德原理单元教学设计 金川中学 谢永红一、教材分析阿基米德原理是上海教育出版社九年级物理教材第六章压力与压强的第四节的内容。阿基米德原理是力学中很经典的规律之一，是力学的必要组成部分。这一节的内容不但具有完整独立的知识体系，还与之前所学的很多力学知识有密切的联系，同时浮力知识在生活、工农业生产和国防领域都有着广泛的应用。二、本节教学目标1、知识与技能（1）知道浮力。（2）理解阿基米德原理。（3）知道浮力产生的原因。（4）学会使用弹簧测力计测浮力。2、过程与方法（1）经历浮力大小的观察和实验过程，合理运用猜想。（2）经历“验证阿基米德原理”的过程，认识发现问题、提出假设、设计实验方案

2、、操作实验、收集和分析数据、归纳得出结论的过程和方法。（3）通过轮船、密度计等工作原理的讨论，感受“控制变量”的思想方法。3、态度、情感与价值观（1）通过重温阿基米德研究浮力大小的历史，感悟科学探究的艰辛和乐趣。（2）通过小组实验的过程，懂得团队合作的意义。（3）通过了解浮力知识在工农业生产和国防等领域中的应用，激发学习物理的兴趣。三、本节重点、难点和关键点重点：阿基米德原理。难点：验证阿基米德原理关键点：称重法测浮力四、课时安排本节内容安排3课时。第一课时：感受浮力，学会用称重法测浮力，学生实验“验证阿基米德原理”。第二课时：在第一课时的基础上，学习阿基米德原理的内容，学生实验“验证同样适用

3、于浮在水面的物体”，学生分组“研究液体的密度、深度对浮力的影响”，并进行浮力的简单计算。第三课时：了解浮力的产生原因，应用阿基米德原理解决一些实际问题以及小结巩固，使之初步达到理解的学习要求。五、设计思路阿基米德原理是力学知识的分支，其学习要求达到理解级水平。为了体现教材编排的意图，适应学生认知的特点，根据有意义学习理论和学习支架理论，在学生现有知识水平的基础到阿基米德原理之间，应该增设一级使能目标，即知道阿基米德原理。相对应的，在此过程中应该设置一些使学生容易理解浮力和阿基米德原理的学习支架。按照教学进度安排，第一课时主要让学生初步形成浮力的概念，并会用称重法测浮力，进行学生实验“验证阿基米

4、德原理”，初步得出阿基米德原理。第二课时在第一课时的基础上，梳理和分析上节课的实验，知道阿基米德原理，并通过实验分析影响浮力大小的因素，初步运用阿基米德原理进行简单计算。第三课时了解浮力的产生原因，理解阿基米德原理，并运用阿基米德原理解决一些实际问题。在此基础上进一步拓展学习内容，使学生对阿基米德原理的学习要求初步达到理解的水平。本单元系列教学的三节课就是力图体现从学生原有知识水平到理解阿基米德原理所经历的学习过程，体现每一课时教学要求的阶段性和过程性联系，通过每节课的累积效应，最终达到课程标准所规定的教学要求。6.4 阿基米德原理(1)教学设计一、教学任务分析从知识体系上看，本节是此单元教学

5、的较为关键的一节课，它是本单元学习内容的基础，也是得出阿基米德原理的实验根据。本节的第一阶段的学习是浮力概念的形成。通过创设情境和演示实验，让学生感受到浮力，引出浮力的概念，进而学习浮力的方向。本节的第二阶段的学习是验证阿基米德原理的学生实验。主要采用教师引导、学生实验的方法，学生以小组为单位实验并归纳结论，让学生感受研究浮力大小的基本过程，初步得出阿基米德原理的基本内容。学习本节课学生要有重力、二力平衡、力的合成、密度、体积等相关基础知识，并能够熟练使用弹簧测力计、量筒等，还要具备初步的观察、分析能力。初三学生已经具备了基础的力学知识，也具有一定的实验能力和概括能力。从实际生活出发，他们具有

6、初步的浮沉知识，这非常有利于浮力概念的形成。但是，学生往往凭着自己的生活经验去认识浮力，在这些认识中有些是不科学甚至是错误的，因此在教学中要求既要合理利用学生已有的经验和知识，又要纠正那些错误的认识，为阿基米德原理的学习打下扎实基础。学生对于如何测出浮力的大小没有太多的生活基础，尤其对于F浮与G排的大小关系更是很难想到，需要教师设置一些支架，帮助学生逾越认知障碍。二、教学目标：1知识与技能：（1）知道浮力及浮力的方向。（2）初步学会用弹簧测力计测定浮力的方法。（3）初步学会验证浮力与物体排开液体重力大小之间关系的实验方法。（4）知道阿基米德原理。2过程与方法：（1）通过浮力小实验，明白浮力的存

7、在并感受浮力的方向。（2）通过利用类比的方法，初步学会用称重法测浮力的大小。（2）通过“验证浮力与物体排开液体重力大小之间的关系”的实验，认识发现问题、提出假设、设计实验方案、操作实验、收集和分析数据、归纳得出结论的过程和方法。3情感、态度与价值观：（1）通过“验证浮力与物体排开液体重力大小之间的关系”的实验，体验团队合作的重要性，感悟实事求是的科学态度。（2）通过了解生活中的浮力现象，激发学习物理的兴趣。三、教学重点、难点和关键点重点：浮力的概念验证浮力与物体排开液体重力大小的关系难点：验证浮力与物体排开液体重力大小的关系关键点：称重法测浮力的大小四、教学资源 1、器材：水槽、空雪碧瓶、演示

8、用弹簧测力计、学生实验用弹簧测力计、金属圆柱体（相同体积的铝块或铜块）、烧杯、水、滴管、细线、量筒等。2、课件：自制多媒体课件五、教学设计思路本节课的基本思路是：基于学生的生活实际，通过实验、观察、归纳、总结，逐步形成浮力的概念，体现“从生活走向物理”的基本理念。通过小组验证阿基米德原理的学生实验，注重学生“做、想、讲”的有机统一。本设计强调以学生为主体、教师为主导的科学实验过程。 本设计要突出的重点之一是：浮力的概念。方法是：以生活中常见的几种情景图片来刺激学生的视觉感官，让学生意识到生活中随处可见的浮力。通过小实验，让学生体会到浮力的存在，根据力的基础知识，得出浮力的概念以及方向。本节要突

9、出的重点和突破的难点是：F浮与G排的大小关系。首先以 “在水中上浮的物体受到浮力，那么在水中下沉的物体受到浮力吗？”的问题，过渡到测定浮力的方法。然后通过小组活动，充分引导学生在仔细观察实验现象的基础上，形成浮力大小可能与排开液体重力的相等。最后学生分组实验，探索F浮与G排的大小关系，初步归纳形成阿基米德原理。学生分组实验时，相同体积的铝块或铜块只能任选其一，为下节课的浮力的大小是否与物质的密度有关埋下伏笔。本设计重视培养学生观察实验现象、概括和综合运用旧知识的分析、论证能力。通过学生自主实验活动，激发学习兴趣，充分感受科学方法的应用，并体验合作学习的重要性。完成本设计的内容需1课时。六、教学

10、流程1教学主要环节第一环节，以生活中的浮力现象为情景引出浮力，通过动手做一做感受浮力，进而学习浮力的方向。第二环节，验证阿基米德原理的学生实验。主要采用教师引导、学生实验的方法，学生以小组为单位实验并归纳结论，初步得出阿基米德原理的基本内容。情景II设问活动II演示实验2、教学流程图 浮力活动I学生实验情景I图片“称重法”测浮力活动III实验、猜想活动IV学生实验阿基米德原理3、流程图说明情景I 图片多媒体展示几张图片，反映生活中随处可见的浮力。活动I 学生实验让学生用手将旋紧瓶盖的空雪碧瓶慢慢压入水中直到全部浸没在水槽底部，体验浮力的存在，学习浮力的概念，初步认识浮力的方向。情景II 设问教

11、师设问：在水中上浮的物体受到浮力，那么在水中下沉的物体受到浮力吗？活动II 演示实验 教师演示用弹簧测力计测定浮力大小的方法。活动III 学生实验和猜想让学生再次用手将旋紧瓶盖的空雪碧瓶慢慢压入水中直到全部浸没，通过观察水位变化，体验浮力大小的变化，教师引导学生猜测浸在水中的物体所受的浮力大小与物体排开水的多少之间的关系。活动IV 学生实验学生分组讨论、交流实验方案、分组实验验证猜想、交流实验结果，形成实验结论。七、教学过程（一）引入情景：有关竹排、船、潜水艇和死海图片的展示。（二）新课教学活动：感受浮力（完成活动卡上相关内容）。1、浮力的概念（1）定义：我们把物体浸在液体中受到的向上托的力称

12、为浮力。（2）浮力的方向：总是竖直向上（3）浮力的大小：问题：在液体中，下沉的物体是不是也受到浮力呢？演示实验：首先把重物挂在弹簧称下，测出重力G物，然后用手向上托重物，观察弹簧称示数减小，记下弹簧称示数，并让学生算出这个向上托的力多大，最后再把挂在弹簧称下的重物慢慢浸入水中，学生观察到弹簧称示数也减小了，也记下重物浸入水中时弹簧称的示数F拉。通过前后对比学生得出水对物体的浮力大小。 结论：浮力等于物体在液面外和液体内两次弹簧秤的读数之差。 即：F浮=G物-F拉2、探究浮力与物体排开液体重力大小的关系（）活动：观察和感受浮力与物体排开水的多少之间的关系。（完成活动卡上相关的内容）（）猜想：浮力

13、大小和物体排开水的多少之间存在什么关系？教师引导学生通过单位之间的相等关系，推导到浮力的大小可能与物体排开水的重力G排液的关系。从而形成假设F浮与G排液之间的关系：F浮G排液？F浮>G排液？F浮<G排液？（）设计方案：你能否用老师提供的器材来探究浮力与物体排开水的重力之间的定量关系？ 讨论实验方案。 交流实验设计方案（）验证猜想学生分组实验，验证猜想，并填写实验数据记录表格。（）结论：当物体全部或部分浸在液体中时，它会受到向上的浮力，浮力大小等于它排开这部分液体所受的重力大小。结论：浸在液体里的物体所受的浮力大小等于物体排开液体所受的重力 即：F浮 = G排液（三）作业1一个金属球

14、在空气中称时,弹簧秤的示数为19.6牛，浸没在水中称时, 弹簧秤的示数为49牛，试求：金属球受到水的浮力。2、如图6所示，重力为5牛的小球漂浮在水面上处于静止状态，请用力的图示法画出小球受到的浮力。 6.4 阿基米德原理()教学设计一、教学任务分析从知识体系上看，本节起到承上启下的作用。这节课既是上节内容的巩固、补充和延续，又是下节课内容的基础。通过本节课的梳理，可以帮助学生初步理解和应用阿基米德原理。本节的第一阶段的学习是巩固浮力概念。通过教师设计的演示实验，让学生进一步加深浮力的概念，认识到浸在气体中的物体也受到浮力。本节的第二阶段的学习是阿基米德原理内容的辨析。主要以上节课“验证阿基米德

15、原理”的实验为基础，采用教师引导、学生总结的方法，回顾实验过程，分析实验数据，归纳得到物体在液体中受到浮力的一般规律阿基米德原理。引导学生进一步通过称重法测浮力的实验，验证阿基米德原理同样适用于浮在水面的物体，小组分组实验分析影响浮力大小的因素。根据例题的示范，介绍运用阿基米德原理解题的具体步骤，通过练习巩固所学的知识。学习本节课，学生要有初步的分析、归纳能力。通过上节的验证实验，学生对阿基米德原理有初步的感性认识，但并不太理解浮力的大小只是与液和V排有关，思维还比较混乱。这些都需要教师通过一系列的支架设计，帮助学生理清思绪，建立正确的概念，让学生进一步体会“控制变量”的研究方法，提高学生分析

16、、归纳能力，从而初步了解阿基米德原理的基本解题方法。二、教学目标：1知识与技能：（1）会用弹簧测力计测定浮力的大小。（2）初步理解阿基米德原理及浮力的影响因素。（3）初步会用阿基米德原理讨论和计算简单的问题。2过程与方法：通过研究“验证阿基米德原理”的实验，提高分析、归纳实验数据得出物理规律的能力。3情感态度与价值观：（1）在小组同学交流、探讨、得出结论的过程中，养成从现象向本质深入的习惯，注意团队合作的重要性，感悟实事求是的科学态度。（2）重温阿基米德研究浮力大小的历史，体验科学探究的艰辛和乐趣，感悟科学家刻苦钻研的精神。三、教学重点难点 重点：阿基米德原理 难点：阿基米德原理相关概念辨析四

17、、教学资源 1、器材：气球、学生实验用弹簧测力计、木块、金属圆柱体、烧杯、水、硫酸铜溶液、细线等。2、课件：自制多媒体课件五、教学设计思路本节课的基本思路是：通过物体在气体中受到的浮力实验，进一步巩固浮力概念；基于学生实验，通过归纳、总结，逐步得出阿基米德原理的内容和影响浮力大小的因素，体现“从感性认识上升到理性认识”的基本理念。通过教师点拨，学生分析、归纳和辨析，引导学生初步运用阿基米德原理进行简单计算，注重学生“做、想、讲”的有机统一。本设计要突出的重点和突破的难点是：阿基米德原理。方法是：以上节课的验证阿基米德原理的实验为基础，采用教师引导、学生总结的方法，回顾实验过程，分析实验数据，归

18、纳和识记阿基米德原理内容。通过学生实验，明确阿基米德原理同样适用于浮在水面上的物体，确立影响浮力大小的因素。以例题为基础，通过举隅，初步学会正确运用阿基米德原理分析和计算有关浮力问题。本设计重视科学方法的教育，重视培养学生观察能力、分析实验数据、总结归纳物理规律的能力以及运算能力。完成本设计的内容需1课时。六、教学流程1教学主要环节第一环节，通过教师设计的演示实验，认识到浸在气体中的物体也受到浮力。第二环节，通过学生实验，验证阿基米德原理同样适用于浮在水面的物体。第三环节，通过学生分组实验，得出影响浮力大小的因素。第四环节，通过师生共同分析，辨析阿基米德原理的相关概念。2、教学流程图活动I学生

19、交流、教师点拨活动II学生实验阿基米德原理气体对物体也有浮力 情景I演示实验应用阿基米德原理解题活动III学生交流、教师点拨影响浮力大小的因素3流程图说明：情景I 演示实验气球升空，说明气体对放入其中的物体也有浮力。活动I 学生交流、教师点拨学生交流、分析上节课的实验数据，得出阿基米德原理的内容。活动II 学生实验 学生实验：称重法测木块受到的浮力学生实验：影响浮力大小的因素（物体的密度和浸没的深度），根据学生的基础，同时进行分组实验。活动III 学生交流、教师点拨根据阿基米德原理和影响浮力大小的因素，进行概念辨析，初步学会正确运用阿基米德原理分析和计算有关浮力问题。七、教学过程：（一）情景：

20、放飞充有氢气的气球学生归纳：浸在气体中物体也受到气体对它的浮力，巩固浮力的概念。（二）梳理上节实验，得出阿基米德原理1.教师对上节实验进行简单讲评，学生交流、回顾，归纳得出结论阿基米德原理的内容:浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。2.了解阿基米德的生平简介（三）阿基米德原理同样适用于浮在水面上的物体1.学生用称重法测木块在水中受到的浮力2.结论：阿基米德原理同样适用于浮在水面上的物体（四）影响浮力大小的因素（液体的密度、深度）.分析上节课的不同小组的实验数据（相同体积的铜块和铝块），归纳得出：浮力的大小与物体的密度无关。.分组实验实验1器材：弹簧秤，拴有

21、细线的金属圆柱体A，两个大烧杯内分别装有水和硫酸铜溶液。 用弹簧秤分别测出金属圆柱体A浸没在两种不同密度的液体中各自受到的浮力，把实验测量结果数据记录在表(一)中。实验表明，液体的密度是影响浮力的因素之一，当物体排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。表(一)物体弹簧秤的读数(牛)物体受到水的浮力(牛)物体受到硫酸铜溶液的浮力(牛)物体在液面外物体浸没在水里物体浸没在硫酸铜溶液里金属圆柱体A实验2 把一块金属块挂在弹簧秤上，先用弹簧秤将金属块全部浸没在液体中，然后把金属块浸在液体中不同深度的地方，观察弹簧秤读数有否变化。 实验表明，弹簧秤的读数没有变化，因而金属块受到的浮力跟

22、浸没在液体里的深度无关。 综上所述，影响浮力大小的因素只有两个：液体的密度和物体排开液体的体积。 （五）阿基米德原理的有关概念辨析 1.浸在液体里的“浸”是指物体部分浸入液体或全部浸入液体两种情况，在这两种情况下物体都受到浮力。 2.物体受到的浮力的方向总是竖直向上。3.阿基米德原理，不仅适用于液体，也运用于气体4.根据阿基米德原理计算浮力大小 数学表达式：F浮=G排m排 g=液gV排。5.公式中V排表示物体排开液体的体积，即为物体在液面以下部分的体积，只有物体浸没时，V物V排。（六）阿基米德原理的有关计算1.浮力问题的一般解题思路(1) 判断物体在液体中的位置，得出V物和V排的大小关系(2)

23、 判断物体的浮沉情况(3) 找出等量关系，例如利用力的平衡、体积的关系等，列出等量关系式2例题：一体积为5×10-4米3的实心长方体铝块，浸没在水中。求： （1）铝块排开水的体积。（2）铝块受到水的浮力。（七）作业A组必做：1液体对浸在其中的物体浮力大小的决定因素是 （ ）A、物体的体积和物体浸没的深度 B、物体浸没的深度和液体的密度C、液体的密度和物体排开液体的体积 D、液体的密度和物体的体积 2一体积为2×10-4米3的实心长方体铝块，浸没在水中。求： （1）铝块排开水的体积。（2）铝块受到水的浮力。B组选做： 3用绳子系住铜块，让它分别浸没在距水面1米,2米,3米深的

24、地方，铜块受到的浮力( ) A在1米深处大 B，在2米深处大 C在3米深处大 D一样大 4质量相同的实心铁球和空心铁球同时浸没在同一种液体中，它们受到的浮力是 ( ) A空心铁球大 B实心铁球大 C一样大 D无法比较 6.4 阿基米德原理(3)教学设计一、教学任务分析第3课时是前两节内容的延续，主要包括浮力产生的原因和阿基米德原理知识的应用。通过本节内容，进一步深化理解阿基米德原理，并运用阿基米德原理解决一些实际问题。在此基础上进一步拓展学习内容，使学生对阿基米德原理的学习要求初步达到理解的水平。本节的第一阶段的学习是创设情景引出课题，通过演示实验，运用受力分析的方法，结合压力、液体压强的概念

25、和知识，说明浮力产生的原因。本节的第二阶段的学习是阿基米德原理的应用。主要通过结合生活经验，观察实验、分析实验现象，学习轮船和密度计的原理，了解阿基米德原理在生产、生活中的应用。通过上两节课的学习，学生对阿基米德原理的基本内容有了初步的理解，但对于浮力的产生原因，学生很难联系到前面所学过的液体的压强和压力，所以需要在此设置支架，帮助他们从感性和理性上认识浮力产生的原因。阿基米德原理的应用，对人们的日常生活、生产技术和科学研究有着广泛的现实意义。学生对这样的内容是比较感兴趣的，但往往只是一知半解，并没有和所学知识联系起来，需要教师加以引导。这节课综合应用直观演示实验、讲授和讨论等多种形式的教学方

26、法，培养学生对物理的学习兴趣，激发学生的求知欲望。二、教学目标：1知识与技能： （1）知道浮力产生的原因。（2）会判断水中的物体是否受浮力，能利用浮力产生的原因解释有关现象。 （3）知道轮船、气球、飞艇和密度计的浮沉原理。（4）初步学会用阿基米德原理解释一些简单的问题。2. 过程与方法 （1）利用演示实验法和交流讨论法，明白浮力产生的原因.（2）经历密度计测密度的过程，提高运用物理知识解决实际问题的能力。（3）通过对轮船和密度计浮沉原理的学习，感悟“控制变量”的思想方法。3. 情感、态度与价值观 （1）通过对轮船和密度计的浮沉原理的学习，体会科学、技术、社会的紧密联系。 （2）通过学习“曹冲称

27、象”的故事，增加学生的民族自豪感，增强热爱物理的情感。（3）通过了解阿基米德原理在科学研究和生产实际中的应用，激发勤奋学习、科技强国的思想。三、教学重点难点 重点：阿基米德原理的应用 难点：浮力的产生原因四、教学资源 1、器材：剪底的可乐瓶、乒乓球、水、烧杯、玻璃棒、六面带有橡皮膜的有机玻璃正方体、密度计、酒精2、课件：自制多媒体课件五、教学设计思路本设计的基本思路是：通过创设情景，激发学生的好奇心，神秘感，以液体内部压强规律为基础，采用演绎推理的方法不仅导出浮力产生的原因，同时也导出了计算浮力大小的公式，从理论上验证了阿基米德原理。在此基础上，以二力平衡知识为基础，通过讨论万吨轮的制成原理和

28、密度计工作原理，体会浮力知识的广泛应用。本设计要突出重点是：阿基米德原理的应用。通过学生动手实验，教师展示多媒体图片和视频，在阿基米德原理解决实际问题的过程中，使学生不仅感悟“控制变量”的思想，还能深切体会物理就在我们身边。本设计要突破的难点是：浮力的产生原因。通过情景引入，尤其是通过教师演示实验，帮助学生结合力学已学的知识，了解浮力产生的原因。这也是对力学知识的一个综合应用。分析时可以通过多媒体课件帮助学生理解。六、教学流程1教学主要环节第一环节，浮力产生的原因。创设情景引出课题，通过演示实验，运用受力分析的方法，结合压力、液体压强的概念和知识，说明浮力产生的原因。第二环节，阿基米德原理的应

29、用。主要通过结合生活经验，观察实验、分析实验现象，学习轮船和密度计的原理，了解阿基米德原理在生产、生活中的应用。情景II演示实验活动I学生讨论情景III多媒体fliah动画活动II学生讨论2、教学流程图情景I演示实验浮力产生原因情景IV多媒体图片活动III学生实验轮船的原理密度计的原理3、流程图说明情景I 演示实验 乒乓球放入可乐瓶中，再往里倒水，乒乓球不上浮，用手堵住可乐瓶的瓶口，球立即浮上来 。活动I 学生讨论根据阿基米德原理可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体所受的重力，那么第一次乒乓球排开了液体，为何浮不起来呢？情景II 教师演示将六面带有橡皮膜的有机玻璃正方体浸没到水

30、中，观察橡皮膜的凹陷程度。从而引出浮力产生的原因。活动II 学生讨论 通过阅读教科书，利用阿基米德原理的相关知识，讨论轮船的工作原理。情景III 多媒体fliah动画通过fliah动画，形象地帮助学生了解轮船的制成原理。活动III 学生实验 学生小组实验，用密度计测酒精和水的密度。情景IV 多媒体图片 通过多媒体图片，形象地帮助学生了解密度计的制成原理。七、教学过程：（一）引入演示实验：将乒乓球放入可乐瓶中，再往里倒水，乒乓球不上浮，用手堵住可乐瓶的瓶口，球立即浮上来 。（二）新课1、浮力产生原因（1）问题：根据上述实验现象，你觉得出现的原因可能是什么？（2）学生分组讨论：教师点拨：根据阿基米

31、德原理可知，浸在液体中的物体受到的浮力大小等于物体排开液体所受的重力，那么第一次乒乓球排开了液体，为何浮不起来呢？（3）交流归纳：上述乒乓球不能浮起的原因是因为乒乓球的下表面没有受到液体的压力。说明：阿基米德原理仅说明了浮力大小所遵循的规律，而没有揭示浮力的产生原因。（4）教师演示：将六面带有橡皮膜的有机玻璃正方体浸没到水中，观察橡皮膜的凹陷程度。（5）交流归纳：浸没在液体中的物体，受到液体对它向上的压力和向下的压力差形成了浮力。由浮力产生的原因可知：浸在液体中的物体所受浮力是由上下两底面的压力差产生的。即F浮=F下底-F上底，而F下底的方向竖直向上，F上底的方向竖直向下，且F下底>F上底，故浮力的方向与下底面所受压力的方向一致，竖直向上。浮力大小为F浮=F下底-F上底=p下底S-p上底S =液gsh =液V物浸g=液