阿基米德原理教案示例之三

（安徽省臨泉縣老集一中 236409 邢 秀）

(一)教材：《物理通報》編初中物理第一冊

(二)教學目標 （用小黑板展示）

1 知道阿基米德原理的內容和運用范圍。

2 理解阿基米德原理。

3 會用阿基米德原理計算簡單的浮力問題。

(三)教學過程 

1 診斷性目標測試

1.1 什么叫浮力？它的方向朝哪？

學生：浸在液體或氣體里的物體，都要受到液體或氣體向上托的作用。這種作用力叫浮力。它的方向是豎直向上的。

1.2 浮力產生的原因是什么？

學生：浸沒在液體中的物體受到向上的壓力比向下的壓力大，這個上下的壓力差就是浮力產生的原因。

2 新課教學

2.1 通過實驗觀察、提問、引入新課。

教師將一個癟的空牙膏管放進一個盛水的容器里，則見它沉入水底（課前布置學生帶一個空牙膏管和一只杯子，進行邊教邊讓學生自己動手做實驗）。這時教師提問：這個癟的空牙膏殼為什么沉不下去呢？學生答：因為這個牙膏管比水重。

教師對于學生這樣的回答，即不肯定也不否定。接著將癟的牙膏管整成鼓狀，再放進水里，鼓的牙膏管卻浮于水面并未下沉（圖1）。這時教師提問：為什么同一個牙膏管（其重力不變），癟的就下沉，而鼓的就上浮呢？

學生面對這種“矛盾”的事實，思想活躍，開動腦筋尋找理由來進行解釋。這時教師讓學生進行討論。在討論中有些學生想到：鼓的牙膏管體積變大了，它受到的浮力也變大了，所以上浮了。在這個過程中教師進一步啟發學生思考，提出問題：牙膏管浮在水面時，它受到幾個力的作用？它們之間的關系怎樣？

學生答：受二個力作用，即重力和浮力。接著教師在空牙膏管中加一些細砂粒，并引導學生觀察牙膏管將隨著加進去的重物的增多而逐漸下沉。

這時教師問：一個浸在水中的物體，它受到的浮力的大小，跟什么因素有關呢？讓學生從上述一系列的事實中，通過自己的思考用自己的語言來回答。開始時，學生回答的不準確，不完整，再讓同學們討論補充，然后通過分析、比較得出比較正確的結論：浸在水中的物體受到的浮力的大小跟它浸在水中的體積有關，浸入的體積越大，它受到的浮力越大。

2.2 根據實驗、推理導出阿基米德原理。

通過上述實驗、觀察、分析、討論，學生對浮力的大小有了初步認識，接著教師提出問題：浸在水中的物體受到的浮力究竟有多大呢？讓我們通過下面的兩種方法去研究它。

①實驗法導出阿基米德原理。

根據教科書（物理通報雜志社編北京出版社出版）118頁，演示圖2實驗，讓學生仔細觀察分析。溢水杯中盛水，使水面跟溢水杯管口相平，彈簧秤甲吊著鐵塊，彈簧秤乙吊著一個小容器，并使溢水杯中溢出的水能流入小容器中。

將鐵塊部分浸入水中，讓學生觀察、比較知道：彈簧秤甲減小的示數與彈簧秤乙增大的示數相等。再將鐵塊全部浸入水中，引導學生觀察甲、乙彈簧秤示數的變化。發現甲彈簧秤示數減小的仍等于乙彈簧秤示數增加的。這時教師進行分析：甲彈簧秤示數減小的原因是因為鐵塊在水中受到浮力，浮力大小就是彈簧秤甲的示數減小數值，彈簧秤乙示數增加的原因就是因為溢水杯中流出的水使其重力增大。溢水杯溢出的水就是鐵塊在水中所排開的水。通過實驗、討論、分析得出結論：鐵塊在水中受到的浮力大小總是跟它排開水的重力相等。

然后提出把上述的鐵塊換成石塊和鋁塊等其他物體，把溢水杯中的水換成煤油或鹽水等其他液體，得出的結論仍相同。最后教師進行總結得出阿基米德原理：浸在液體里的物體受到向上的浮力；浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力。

上述通過實驗法已導出了阿基米德原理，為了使學生進一步理解、掌握、應用阿基米德原理。教師對阿基米德原理又做了幾點說明：a.物體在液體中，不論是部分浸入還是全部浸入，均受到浮力作用；b.浮力的大小和排開的液體所受的重力的大小相等；c.本原理不僅適用于液體，也適用于氣體；d.原理的教學表達式為

F浮=G排液

或 F浮=ρ液V排液g

或 F浮=ρ液V物浸g

②推理法導出阿基米德原理

為了使學生加深對阿基米德原理的理解，達到熟練應用。教師又用了另外一種方法——推理法，導出了阿基米德原理。過程如下：

如圖3所示，一圓柱體浸入某液體中，上下底面都為S，高為h，則其體積為V=Sh，設圓柱體上底面的壓強為p0，則液體對上底面的壓力p0S，液體對下底面的壓強為：p0+ρ液gh，則下底面所受液體對它的壓力為：p0S+ρ液ghS。由浮力產生的原因可知：浸在液體中的物體所受浮力是由上下兩底面的壓力差產生的。即F浮=F下底-F上底，而F下的方向豎直向上，F上的方向豎直向下，且F下>F上。故浮力的方向與下底面所受壓力的方向一致，豎直向上。浮力大小為

F浮=F下-F上=p下S-p上S

=p0S+ρ液ghS-p0S=ρ液gsh

=ρ液V物浸g=ρ液V排液g=m排液g

=G排液

③例題：有一邊長為10厘米的正方體，完全浸入水中，它的上表面離水面10厘米，且與水面平行。計算正方體在水中所受的浮力大小。

對上述例題教師采用了計算壓力差和應用阿基米德原理兩種方法講解（過程略）。

3 鞏固新課（略）

4 布置作業 （略）

（四）教學說明

這節課在引入新課時，教師讓學生親自動手做實驗，學生對牙膏皮的沉浮即感到迷惑，又覺得有趣，從而激發了學生的求知欲望。接著教師又用實驗法、推理法兩種不同的方法導出了阿基米德原理。實驗法直觀、簡明、易懂，推理法邏輯思維性強。通過兩種不同的方法導出阿基米德原理，使學生認識由淺入深，由知道到理解，突出了重點，又突破了難點。接著教師又舉了一個例子，用兩種方法解答了它，使學生掌握了運用阿基米德原理解題的思路和方法，達到了理論聯系實際的目的，起到了良好的效果。