人教版物理八年级下册 第十章 浮力第二节 阿基米德原理教案

人教版物理八年级下册第十章浮力第二节阿基米德原理教案一、教学目标1.知识与技能目标学生能理解阿基米德原理的内容，会用公式\(F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=\rho_{液}gV_{排}\)进行简单的计算。学生通过实验探究，掌握测量浮力大小的方法，能准确测量物体排开液体的重力。2.过程与方法目标经历探究阿基米德原理的实验过程，培养学生观察、分析、归纳总结的能力。通过实验操作，提高学生的动手能力和科学探究能力，让学生体会控制变量法在实验中的应用。3.情感态度与价值观目标培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神，激发学生学习物理的兴趣。通过小组合作实验，增强学生的团队协作意识和交流能力。

二、教学重难点1.教学重点阿基米德原理的探究过程及内容。理解阿基米德原理公式中各物理量的含义，并能运用公式解决实际问题。2.教学难点如何引导学生通过实验探究得出阿基米德原理，理解浮力大小与排开液体重力的关系。实验操作过程中如何准确测量物体排开液体的体积和重力，以及如何减小实验误差。

三、教学方法讲授法、实验探究法、讨论法、演示法

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）1.展示图片展示万吨巨轮在海上航行、潜水艇在水中上浮下沉、热气球在空中飘荡等图片，引导学生观察并思考：这些物体为什么能在液体或气体中漂浮或悬浮？它们受到的浮力大小与哪些因素有关？2.复习提问回顾上节课所学的浮力知识，提问学生：浮力的方向是怎样的？如何用弹簧测力计测量浮力的大小？3.引出课题通过前面的复习和对生活中浮力现象的观察，我们知道浮力与物体排开液体的多少可能有关。那么，浮力大小与物体排开液体的重力之间究竟有怎样的定量关系呢？这就是我们今天要探究的课题阿基米德原理。

（二）新课教学（30分钟）1.阿基米德的故事（3分钟）给学生讲述阿基米德发现浮力原理的故事：相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。但是在做好后，国王疑心工匠做的王冠并非纯金，认为工匠私吞了黄金，但又不能破坏王冠。所以国王请阿基米德来检验皇冠。最初阿基米德也是冥思苦想而无计可施。一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑了出去，大声喊着"尤里卡！尤里卡！"（意思是"我知道了"）。通过这个故事，激发学生的学习兴趣和好奇心，让学生体会到科学探究往往源于生活中的细微观察。2.实验探究：浮力的大小等于什么（22分钟）提出问题引导学生思考：浮力的大小可能与物体排开液体的重力有关，那么它们之间有怎样的数量关系呢？是浮力大于、小于还是等于物体排开液体的重力？猜想与假设让学生分组讨论，根据生活经验和已有的知识对浮力大小与物体排开液体重力的关系进行猜想。学生可能会提出以下几种猜想：浮力大于物体排开液体的重力。浮力小于物体排开液体的重力。浮力等于物体排开液体的重力。设计实验引导学生思考如何设计实验来验证猜想。回顾之前学习的用弹簧测力计测量浮力大小的方法，让学生讨论如何测量物体排开液体的重力。提示学生可以使用溢水杯来收集物体排开的液体，再用弹簧测力计测量排开液体的重力。实验器材：弹簧测力计、溢水杯、小桶、石块、水。实验步骤：1.用弹簧测力计测出石块的重力\(G\)。2.将溢水杯装满水，把石块缓慢浸没在水中，用小桶收集石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数\(F\)。3.用弹簧测力计测出小桶和排开的水的总重力\(G_{总}\)。4.计算石块受到的浮力\(F_{浮}=GF\)，排开的水的重力\(G_{排}=G_{总}G_{桶}\)（\(G_{桶}\)为小桶的重力，实验前先用弹簧测力计测出）。强调实验注意事项：1.溢水杯要装满水，确保物体排开的水全部流入小桶。2.石块要缓慢浸没在水中，避免水溅出。3.测量过程中要注意弹簧测力计的正确使用，读数时视线要与刻度线相平。进行实验与收集证据学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生注意观察实验现象，记录实验数据。实验数据记录表格如下：

|实验次数|石块重力\(G/N\)|弹簧测力计示数\(F/N\)|浮力\(F_{浮}/N\)|小桶和水的总重力\(G_{总}/N\)|小桶重力\(G_{桶}/N\)|排开的水的重力\(G_{排}/N\)||::|::|::|::|::|::|::||1||||||||2||||||||3|||||||

分析与论证各小组汇报实验数据，教师引导学生分析数据，比较浮力大小与排开液体重力的关系。通过对多组数据的分析，学生发现：\(F_{浮}=G_{排}\)，从而验证了"浮力等于物体排开液体的重力"这一猜想。评估与交流引导学生对实验过程进行反思，讨论实验中可能存在的误差及改进方法。例如，溢水杯中的水没有完全装满可能会导致排开的水的重力测量不准确；石块浸没在水中时可能会有少量水溅出，影响实验结果。鼓励学生思考如何进一步优化实验方案，减小实验误差。3.阿基米德原理（5分钟）总结实验结论教师结合学生的实验结果，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。公式表达用公式表示为\(F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=\rho_{液}gV_{排}\)，其中\(F_{浮}\)表示浮力，\(G_{排}\)表示物体排开液体的重力，\(m_{排}\)表示物体排开液体的质量，\(\rho_{液}\)表示液体的密度，\(V_{排}\)表示物体排开液体的体积。深入理解引导学生理解公式中各物理量的含义：\(F_{浮}\)和\(G_{排}\)是相等的，这是阿基米德原理的核心内容。\(m_{排}=\rho_{液}V_{排}\)，说明排开液体的质量与液体的密度和排开液体的体积有关。当物体浸没在液体中时，\(V_{排}=V_{物}\)；当物体部分浸在液体中时，\(V_{排}\ltV_{物}\)。

（三）课堂练习（10分钟）1.基础练习已知一个物体浸在水中，排开了\(500cm^{3}\)的水，求物体受到的浮力大小。（\(\rho_{水}=1.0\times10^{3}kg/m^{3}\)，\(g=10N/kg\)）一个重为\(5N\)的物体，挂在弹簧测力计下，将其浸没在水中时，弹簧测力计的示数为\(3N\)，求物体受到的浮力大小及物体排开液体的重力。2.拓展练习一个体积为\(200cm^{3}\)的物体，漂浮在水面上，有\(\frac{2}{5}\)的体积露出水面，求物体受到的浮力大小及物体排开液体的体积。（\(\rho_{水}=1.0\times10^{3}kg/m^{3}\)，\(g=10N/kg\)）把一个质量为\(0.6kg\)的物体放入装满水的溢水杯中，溢出了\(0.5kg\)的水，求物体受到的浮力大小，并判断物体在水中的浮沉情况。（\(g=10N/kg\)）

学生独立完成练习，教师巡视指导，及时纠正学生在解题过程中出现的错误。完成后，请几位学生上台展示解题过程，教师进行点评和总结，强调解题的思路和方法，以及运用阿基米德原理公式时需要注意的问题。

（四）课堂小结（5分钟）1.引导学生回顾本节课所学内容，包括阿基米德原理的探究过程、阿基米德原理的内容及公式\(F_{浮}=G_{排}=m_{排}g=\rho_{液}gV_{排}\)。2.请学生分享在本节课中的收获和体会，如通过实验探究提高了自己的动手能力和科学思维能力，对浮力有了更深入的理解等。3.教师对学生的表现进行总结评价，肯定学生在课堂上的积极参与和认真思考，鼓励学生在今后的学习中继续保持探索精神，勇于发现问题、解决问题。

（五）布置作业（5分钟）1.书面作业教材课后练习题第1、2、3题。一个边长为\(10cm\)的正方体木块，漂浮在水面上，有\(\frac{3}{5}\)的体积浸入水中，求木块受到的浮力大小及木块的密度。（\(g=10N/kg\)）2.实践作业观察生活中还有哪些现象可以用阿基米德原理来解释，并记录下来，下节课进行分享。利用身边的材料制作一个简易的测量浮力的装置，并测量一个小物体受到的浮力大小。

五、教学反思通过本节课的教学，学生经历了阿基米德原理的探究过程，亲身体验了科学探究的方法和乐趣，较好地掌握了阿基米德原理的内容及应用。在教学过程中，注重引导学生提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证和评估交流，培养了学生的科学探究能力和团队协作精神。

实验探究环节是本节课的重点和难点，学生在实验操作过程中遇到了一些问题，如溢水杯中的水没有装满、石块浸没时水溅出等，导致实验数据存在一定的误差。在今后的教