【物理】《阿基米德原理》（教学设计）-2024-2025学年人教版（2024）初中物理八年级下册

《阿基米德原理》（教学设计）-2024-2025学年人教版（2024）初中物理八年级下册教材分析《阿基米德原理》是新教材人教版（2024）初中物理八年级下册第十章《浮力》中的第2节。它是在学生学习了压强、液体压强、气体压强、流体压强和流速的关系以及浮力的基本概念之后的重要内容。浮力知识是力学知识的进一步延伸和拓展，是初中力学部分的重点内容之一。阿基米德原理不仅是学习物体浮沉条件及应用的基础，而且在日常生活、生产技术（如船舶制造、潜水艇等）、科学研究（如海洋探测设备等）中有着广泛的应用。通过对阿基米德原理的学习，学生能够从定量的角度深入理解浮力，体会物理知识与实际生活的紧密联系，培养学生的科学思维和探究能力。同时，本节内容中的实验探究过程，有助于学生掌握科学探究的方法，提高学生的实践操作能力和创新意识。学情分析在学习本节内容之前，学生已经学习了压强、液体压强、气体压强、流体压强和流速的关系，对压力、压强等概念有了一定的理解，也掌握了力的测量、重力、二力平衡等基础知识。在本章第一节浮力的学习中，学生了解了浮力的概念，学会了用称重法测量浮力的大小，并且探究了影响浮力大小的因素，知道浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。这些知识储备为学生学习阿基米德原理奠定了良好的基础。然而，八年级的学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，对于一些抽象的物理概念和复杂的实验探究过程，理解起来可能存在一定的困难。此外，在实验操作方面，学生的动手能力和实验技能还有待进一步提高，在实验数据的处理和分析方面也需要教师的引导和帮助。教学目标知识与技能：1.学生能够通过实验探究，准确表述阿基米德原理的内容，即浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力，并能正确书写其数学表达式F浮=G排。2.能够熟练运用阿基米德原理公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排进行简单的浮力计算，解决相关的实际问题。过程与方法：1.通过参与探究浮力大小与排开液体所受重力关系的实验过程，学会选择合适的实验器材，设计合理的实验步骤，掌握实验操作技能，提高动手能力和实验探究能力。2.学会记录实验数据，对实验数据进行分析、归纳和总结，培养学生的数据处理能力和逻辑思维能力，尝试从实验中归纳出科学规律。3.在实验探究过程中，培养学生提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析论证、评估交流等科学探究能力，提高学生的综合科学素养。情感态度与价值观：1.通过实验探究活动，激发学生对物理学科的浓厚兴趣，培养学生乐于探究科学奥秘的精神，保持对科学的求知欲望。2.在小组合作实验中，增强学生的团队合作意识和交流合作能力，学会倾听他人的意见和建议，培养学生实事求是的科学态度和勇于创新的精神。3.体会物理知识与日常生活、生产技术的紧密联系，认识到物理知识对社会发展的重要作用，增强学生将物理知识应用于生活实际的意识。教学重难点教学重点：1.探究阿基米德原理的实验过程，通过实验得出阿基米德原理的内容。2.理解阿基米德原理，并能熟练运用其公式进行简单的浮力计算。教学难点：1.设计并完成探究浮力大小与排开液体所受重力关系的实验，实验过程中准确测量浮力和排开液体的重力，减小实验误差。2.深入理解阿基米德原理中“浸在”“排开”“浮力大小等于排开液体所受重力”等关键词的含义，正确应用原理解决实际问题。教学策略1.实验探究法：将学生分组，让学生亲自参与实验探究，在实验中观察、思考、分析，培养学生的动手能力和探究精神。2.启发式教学法：通过提问、引导、启发等方式，激发学生的思维，引导学生主动思考问题，培养学生的自主学习能力。3.多媒体辅助教学法：利用多媒体展示实验视频、动画、图片等，直观形象地展示物理现象和实验过程，帮助学生更好地理解物理知识。4.小组合作学习法：组织学生进行小组合作学习，共同完成实验探究和问题讨论，培养学生的团队合作精神和交流合作能力。教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入新课1.播放一段关于“曹冲称象”的动画视频，提问：曹冲为什么能称出大象的重量？他利用了什么原理？2.展示一个空易拉罐，将其慢慢按入水中，让学生观察易拉罐浸入水中的体积变化以及手的感受，提问：为什么把易拉罐按入水中会感觉越来越费力？

3.引出本节课的主题——阿基米德原理，介绍阿基米德的生平以及他发现阿基米德原理的故事。1.观看动画视频，思考并回答问题，可能会提到曹冲利用了船的浮力以及物体的重力等知识。

2.观察教师的演示实验，感受手的受力变化，回答问题，意识到易拉罐浸入水中越深，受到的浮力越大。

3.认真聆听阿基米德的故事，对阿基米德原理产生好奇和探究欲望。1.通过播放“曹冲称象”的动画视频，激发学生的学习兴趣，引导学生回顾已有的知识，同时为后面学习阿基米德原理做好铺垫。

2.利用简单的演示实验，让学生直观地感受浮力的变化，引出本节课的主题，培养学生的观察能力和思考能力。

3.讲述阿基米德的故事，增加课堂的趣味性，激发学生的探究热情，让学生了解科学发现的过程，培养学生的科学精神。新课教学：影响浮力大小的因素回顾1.提问：在第一节浮力的学习中，我们探究了影响浮力大小的因素，谁能说一说浮力的大小与哪些因素有关？

2.展示一些图片，如不同体积的物体浸在相同液体中、相同体积的物体浸在不同密度的液体中等，引导学生回顾影响浮力大小的因素。1.学生回顾所学知识，回答浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关，浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。

2.观察图片，结合图片内容进一步理解影响浮力大小的因素。1.复习影响浮力大小的因素，巩固已有的知识，为学习阿基米德原理做好知识准备。

2.通过展示图片，帮助学生更直观地理解影响浮力大小的因素，加深学生的记忆。新课教学：阿基米德原理的猜想1.引导学生思考：既然浮力的大小与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关，那么浮力的大小与物体排开液体的重力之间是否存在某种关系呢？

2.让学生进行小组讨论，鼓励学生大胆提出自己的猜想，并说明猜想的依据。

3.请各小组代表发言，分享小组的猜想和依据。1.学生进行小组讨论，积极思考，提出自己的猜想，如浮力的大小可能等于物体排开液体的重力，或者浮力的大小与物体排开液体的重力成正比等。

2.各小组代表发言，阐述小组的猜想和依据，可能会根据之前的实验现象、生活经验等进行猜想。1.引导学生进行猜想，培养学生的科学思维能力和创新意识。

2.通过小组讨论和发言，激发学生的学习积极性，培养学生的团队合作精神和交流表达能力。新课教学：实验探究阿基米德原理1.引导学生思考：如何设计实验来验证我们的猜想呢？需要测量哪些物理量？需要用到哪些实验器材？

2.组织学生进行小组讨论，设计实验方案，教师巡视各小组，参与讨论并给予指导。

3.请各小组展示自己的实验方案，其他小组进行评价和补充，教师进行总结和完善，确定最终的实验方案。

4.实验器材：弹簧测力计、石块、溢水杯、小桶、水、细线。

5.实验步骤：

（1）用弹簧测力计测出小桶的重力G桶。

（2）用弹簧测力计测出石块的重力G物。

（3）将溢水杯装满水，把石块用细线系好，缓慢浸没在溢水杯中，用小桶收集溢出的水，同时读出此时弹簧测力计的示数F拉。

（4）用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力G总。

（5）计算石块受到的浮力F浮=G物-F拉，排开液体的重力G排=G总-G桶。

（6）将实验数据记录在表格中，多次改变石块的体积或液体的密度，重复上述实验步骤，记录多组数据。

6.强调实验注意事项：如溢水杯要装满水，石块浸没时不要碰到溢水杯壁和底部，弹簧测力计的使用方法等。

7.学生分组进行实验，教师巡视各小组，观察学生的实验操作过程，及时纠正学生的错误操作，解答学生的疑问。1.学生进行小组讨论，思考实验设计，讨论需要测量的物理量和实验器材，如需要测量浮力、排开液体的重力，需要用到弹簧测力计、溢水杯、小桶等。

2.各小组展示实验方案，认真倾听其他小组的评价和建议，对自己小组的实验方案进行修改和完善。

3.学生明确实验步骤和注意事项后，分组进行实验，按照实验步骤进行操作，认真记录实验数据。

4.在实验过程中，积极与小组成员合作，互相帮助，共同完成实验任务。1.通过引导学生设计实验方案，培养学生的实验设计能力和创新思维能力。

2.组织学生进行小组讨论和展示，培养学生的团队合作精神和交流表达能力，让学生在交流中互相学习，完善自己的实验方案。

3.详细讲解实验步骤和注意事项，确保学生能够正确进行实验操作，减小实验误差。

4.让学生亲自参与实验探究，培养学生的动手能力和实践操作能力，让学生在实验中体验科学探究的过程，增强学生对物理知识的感性认识。新课教学：实验数据处理与分析1.实验结束后，组织学生整理实验数据，各小组汇报自己的实验数据。

2.引导学生对实验数据进行分析，比较石块受到的浮力F浮和排开液体的重力G排的大小关系。

3.提问：从实验数据中，你能得出什么结论？1.学生整理实验数据，将各小组的实验数据填写在黑板上的表格中。

2.观察实验数据，分析浮力和排开液体重力的大小关系，发现浮力的大小近似等于排开液体的重力。

3.学生思考并回答问题，得出初步结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力。1.培养学生的数据处理能力和分析归纳能力，让学生学会从实验数据中总结规律。

2.通过对实验数据的分析，引导学生得出阿基米德原理的内容，培养学生的逻辑思维能力。新课教学：阿基米德原理的得出与理解1.根据学生的实验数据分析结果，总结得出阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体所受的重力。用公式表示为F浮=G排。

2.深入讲解阿基米德原理中“浸在”“排开”“浮力大小等于排开液体所受重力”等关键词的含义。

（1）“浸在”包括物体全部浸没在液体中（V排=V物）和部分浸没在液体中（V排＜V物）两种情况。

（2）“排开”强调物体排开液体的体积，而不是物体本身的体积。

（3）通过举例说明，如将一个木块放入装满水的溢水杯中，木块漂浮，此时木块排开的水的体积小于木块的体积，但是木块受到的浮力仍然等于它排开的水的重力。

3.引导学生思考：阿基米德原理不仅适用于液体，是否也适用于气体呢？通过举例，如氢气球在空气中受到浮力上升，说明阿基米德原理同样适用于气体。1.认真聆听教师对阿基米德原理的讲解，理解原理的内容和公式的含义。

2.思考教师提出的问题，结合实例理解“浸在”“排开”等关键词的含义。

3.思考阿基米德原理是否适用于气体，通过教师的举例，理解阿基米德原理在气体中的应用。1.帮助学生准确理解阿基米德原理的内容和含义，突破教学难点。

2.通过举例说明，让学生更加直观地理解阿基米德原理，加深学生的记忆。

3.引导学生思考阿基米德原理在气体中的应用，拓展学生的思维，培养学生的知识迁移能力。新课教学：阿基米德原理的应用1.展示一些与阿基米德原理应用相关的图片和实例，如船舶的制造、潜水艇的浮沉、密度计的工作原理等。

2.结合实例，讲解如何运用阿基米德原理解决实际问题。例如，对于一艘漂浮在水面上的轮船，它受到的浮力等于它自身的重力，根据阿基米德原理F浮=G排，我们可以通过测量轮船排开水的体积，计算出轮船受到的浮力。

3.给出一些简单的练习题，让学生运用阿基米德原理进行计算，如已知物体排开液体的体积和液体的密度，求物体受到的浮力；已知物体受到的浮力和液体的密度，求物体排开液体的体积等。

4.请学生上台板演解题过程，其他学生进行评价，教师进行点评和总结，强调解题的思路和方法。1.观察图片和实例，思考阿基米德原理在实际生活中的应用。

2.认真聆听教师的讲解，理解如何运用阿基米德原理解决实际问题。

3.独立完成练习题，运用阿基米德原理进行计算。

4.认真观看学生的板演过程，积极参与评价，学习他人的解题方法和思路。1.让学生了解阿基米德原理在日常生活和生产中的广泛应用，体会物理知识与实际生活的紧密联系，提高学生学习物理的兴趣。

2.通过实例讲解和练习题，让学生掌握运用阿基米德原理解决实际问题的方法，提高学生的应用能力和解题能力。

3.通过学生板演和评价，培养学生的交流表达能力和批判性思维能力。课堂小结1.引导学生回顾本节课的主要内容，包括阿基米德原理的内容、公式、实验探究过程以及阿基米德原理的应用等。

2.请学生发言，分享自己在本节课中的收获和体会。

3.教师对学生的发言进行总结和评价，强调重点知识，鼓励学生在课后继续探究与浮力相关的问题。1.学生回顾本节课的内容，思考并回答教师的问题。

2.学生发言，分享自己在本节课中的收获和体会，如学会了阿基米德原理，掌握了实验探究的方法，感受到了物理知识的实用性等。1.通过课堂小结，帮助学生梳理本节课的知识脉络，加深学生对重点知识的理解和记忆。

2.让学生分享收获和体会，培养学生的总结归纳能力和交流表达能力。布置作业1.书面作业：教材课后练习题，巩固阿基米德原理的知识和应用。

2.实践作业：自制一个简易的密度计，并用它测量不