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阿基米德原理教案
四川省威远县自强中学校   2012-03-09 11:06:56 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]

阿基米德原理教案

(一)教材 人教版九年义务教育初中物理第一册

(二)教学要求

  1.知道浮力的大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关,与物体浸入液体中的深度、物体的形状等因素无关。进一步理解阿基米德原理。

  2.应用阿基米德原理,计算和解答有关浮力的简单问题。

(三)教具:弹簧秤、玻璃水槽、水、细线、石块、体积相同的铜块、铝块、木块、橡皮泥、烧杯。

(四)教学过程

一、复习提问

  1.学生笔答课本章后的“学到了什么”问题1和2。然后由一学生说出自己填写的答案。教师讲评。

  2.270克的铝块体积多大?浸没在水中受到的浮力多大?

  要求学生在笔记本上演算,一名学生板演。教师巡回指导,并对在黑板上的计算进行讲评。

二、进行新课

  1.浮力的大小只跟液体的密度和排开的液体的体积有关,与物体浸入液体中的深度,物体的形状等因素无关。

  ①浮力的大小与物体浸入液体中的深度无关。

  提问:物体浸没在液体中,在不同深度受到的浮力是否相等?

  学生回答并说出分析结果和道理。

  教师演示实验:把铁块用较长一些的细线拴好,挂在弹簧秤上。先称出铁块重(可由学生读值)。将铁块浸没在水中,弹簧秤的示数减小,问:这是什么原因?由学生读出弹簧秤的示数,计算出铁块受到的浮力。将铁块浸没在水中的深度加大,静止后,由学生读出此时弹簧秤的示数,求出浮力的大小。比较两次浮力的大小,得出:浮力的大小跟物体浸没在水中的深度没有关系。换用其他液体进行实验,可得出同样的结果。

  教师从理论上分析:浸没在液体中的物体受到的浮力等于物体排开的液体受到的重力。当物体浸没在液体中时,无论物体位于液体中的哪一深度,由于液体的密度和它排开的液体的体积不变,所以它排开的液体受到的重力大小不改变。因此,这个物体无论处于液体中的哪一深度,它受到的浮力都是相等的。

  ②浮力的大小与物体的形状无关。

  提问:浸没在同一种液体中的物体体积相同,它们受到的浮力大小是否相同?

  演示实验:取一块橡皮泥,将它捏成立方体,用细线拴好,用弹簧秤称出橡皮泥重。将它浸没在水中,读取此时弹簧秤的示数。求出它浸没在水中受到的浮力。(以上读值和计算由学生完成)将橡皮泥捏成球形,按上述实验步骤,求出它浸没在水中时,它受到的浮力。

  总结:比较两次实验测得的浮力大小,得出:浮力的大小与物体的形状无关。

  提问:由学生用阿基米德原理解释上述实验结果。教师总结。

  ③浮力的大小与物体的密度无关。

  提问:将体积相同的铜块和铝块浸没在水中,哪个受的浮力大?

  演示:将体积相同的铜块和铝块用细线拴好,用弹簧秤测出它们浸没在水中受到的浮力。比较它们受到的浮力大小。

  总结:比较两次实验结果得出:浮力的大小跟物体的密度无关。

  提问:由学生用阿基米德原理解释上述实验结论。教师总结,并结合复习提问2的分析指出,有的同学认为“较轻的物体受的浮力一定大”的看法是错误的。

  ④浮力的大小与物体在液体中是否运动无关。

  提问:体积相同的铁块和木块放入水中后放手,铁球下沉,木块上浮,哪个受的浮力大?

  学生讨论,教师用阿基米德原理分析它们受到的浮力一样大。总结出:浮力的大小与物体在液体中是否运动无关。

  通过以上的实验和分析,教师总结并板书:“浮力的大小只跟液体的密度和物体排开的液体的体积有关,而跟物体浸入液体中的深度、物体的形状、密度、物体在液体中是否运动等因素无关。”

  2.例题:(出示小黑板)

  ①如图12-4所示,甲、乙两球体积相同,浸在水中静止不动哪个球受到的浮力大?为什么?哪个球较重?为什么?
学生讨论,教师总结。
解:甲球受到的浮力较大。根据阿基米德原理。甲球浸没在水中,乙球是部分浸没在水中,故,甲球排开水的体积大于乙球排开水的体积。因此,甲球排开的水重大于乙球所排开的水重。所以,甲球受到水的浮力较大。板书:“F甲浮>F乙浮”

  浸在水中的甲、乙两球,甲球较重。分析并板书:“甲球悬浮于水中,G甲=F甲浮

  乙球漂浮于水面,G乙=F乙浮

  因为:F甲浮>F乙浮

  所以:G甲>G乙”

  小结:解答浮力问题要学会用阿基米德原理进行分析。对于漂浮和悬浮要弄清它们的区别。对浸在液体中的物体进行受力分析是解答浮力问题的重要方法。

  例题:有一个空心铝球,重4.5牛,体积是0.5分米3。如果把这个铝球浸没在水中,它受到的浮力是多大?它是上浮还是下沉?它静止时受到的浮力是多大?

  要求全体学生在自己的笔记本上演算,由一个学生到黑板上板演,教师针对演算过程中的问题进行讲评。

  要求学生答出:

  由于铝球全部浸没在水中,所以V排= V球= 0.5分米3= 0.5×10-3

  米3。

  F浮=G排水=ρ水·g·V排=1.0×103千克/米3×10牛/千克×0.5×10-3米3=5牛。

  因为:F浮>G球,所以铝球上浮。

  铝球在水中上浮,一直到露出水面,当F浮=G球=4.5牛时,铝球静止在水面上。此时铝球受到的浮力大小等于铝球的重。

  小结:解答此类问题,要明确铝球是研究对象。判断上浮还是下沉以及最后的状态要对研究对象进行受力分析,应用公式计算求解。

  3.总结计算浮力大小的四种方法:

  应用弹簧秤进行测量:F浮=G-F。G为物体在空气中的重,F为物体浸入液体中时弹簧秤的示数。

  根据浮力产生的原因,求规则固体受到的浮力。F浮=F向上-F向下。

  根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液·g·V排。此式可计算浸在液体中任意行体受到的浮力大小。

  根据物体漂浮在液面或悬浮在液体中的条件F浮=G物,应用二力平衡的知识求物体受到的浮力。

三、布置作业:本章课文后的习题6、7、9。

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