§9.2 阿基米德原理（第2課時）教學設計

摘 要：本教學設計通過實驗探究浮力與物體排開液體的重力的大小關系，從而得出阿基米德原理，學生經歷了化抽象為形象的過程，培養了學生的科學探究精神。

關鍵詞：實驗探究；阿基米德原理目標

一、 教材分析

阿基米德原理是力學中較為重要的原理之一，學好該原理不僅有利于理解壓力、二力合成、二力平衡、液體壓強的概念，也為今后高中受力分析的學習做了鋪墊。本節課是第二課時，主要讓學生通過實驗探究，經歷阿基米德原理的形成過程，培養實事求是的探究精神。

二、 教學目標

1. 知識和技能

理解阿基米德原理。

2. 過程和方法

（1）通過實驗，培養學生觀察和猜想的能力；

（2）通過制訂計劃和設計實驗，培養學生自主學習的能力。

3. 情感、態度和價值觀

通過分析、歸納得出結論，培養學生合作精神。

三、 教學重點和難點

教學重點：探究阿基米德原理的過程。

教學難點：提出猜想浸入液體中的物體所受的浮力可能等于排開液體的重力。

四、 教學準備

演示實驗器材：鐵架臺（2個）、水、圓筒測力計2把、升降臺、阿基米德原理實驗器、圓柱體木塊、正方體木塊、鹽水、盛液桶、燒杯。

五、 教學過程

（一） 導入新課

前面我們學習了浮力的大小與液體的密度、排開液體的體積有關，而且從定性的角度分析，當V排一定時，ρ液越大，浮力就越大；同種液體，V排越大，浮力也越大。又因為m排液=ρ液V排，而G排液=m排液g，那么浮力和物體排開液體的重力有什么關系呢？我們這節課將從定量的角度來研究。

（二） 新課教學

1. 提出問題：浮力與物體排開液體的重力的大小有什么關系？

2. 猜想與假設：浮力的大小可能等于物體排開液體的重力的大小。

3. 制訂計劃與設計實驗：學生討論如何測量物體受到的浮力、如何收集溢出的液體、如何測量排開的液體的重力等。

4. 進行實驗與收集證據：

（1）如圖所示，將溢水杯置于升降臺上，并將水裝至溢水口。在鐵架臺上掛上分別鉤著物塊及盛液桶的彈簧測力計，并分別記下它們的示數

G、G桶。

下面我們分四組不同的情況，分別來探究：

①圓柱體木塊部分浸入水中。

②圓柱體木塊浸沒在水中。

③圓柱體木塊浸沒在濃鹽水中。

④正方體木塊部分浸入水中。

（2）上升升降臺，將物塊浸入液體中，觀察兩把彈簧測力計的示數變化。當溢水口中的水溢完時，分別記錄兩把彈簧測力計示數，算出浮力大小和排開液體的重力。

重復步驟（2），分別完成四組不同情況的實驗探究。

收集證據：

圓柱體木塊的重G= N、正方體木塊的重G′= N、盛液桶的重G桶= N。

5. 分析與論證

第一組結論：圓柱體木塊部分浸入水中所受的浮力等于

它排開水的重力；

第二組結論：圓柱體木塊浸沒在水中所受的浮力等于它排開水的重力；

第三組結論：圓柱體木塊浸沒在濃鹽水中所受的浮力等于它排開濃鹽水的重力；

第四組結論：正方體木塊部分浸入水中所受的浮力等于它排開水的重力。

由于每一組的實驗都存在局限性，但如果把第一、二組和第四組的實驗結論綜合起來，可以得出浸入水中的物體所受浮力的大小等于物體排開水的重力。

將以上結論與第三組的實驗結論歸納起來，我們可以得出：“浸入液體中的物體所受浮力大小等于物體排開的液體所受的重力大小。”這結論是兩千多年前古希臘學者阿基米德發現的，為了紀念他，我們把它稱為阿基米德原理，即F浮=G排液。

6. 評估

分析存在誤差的原因：讀數誤差；溢水杯滴水問題等。

7. 交流與合作

引導學生對公式進行展開：F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排，根據公式進行討論：

（1）阿基米德原理也適用于氣體，但公式中ρ液改為ρ氣。

（2）F浮與ρ液、V排有關，與浸沒深度、物體的密度、體積、質量等有關嗎？

（3）物體浸在液體中有兩種可能：

a. 全部浸入V浸=V排=V物。

b. 部分浸入V浸=V排

（三） 練習鞏固

六、 板書設計

§9.2阿基米德原理

一、 探究：浮力的大小與物體排開液體的重力的大小關系

1. 阿基米德原理：課本P174

2. 數學表達式：F浮=G排液=m排g=ρ液gV排（也適用于氣體，但公式中ρ液改為ρ氣）

七、 教學流程圖

參考文獻：

[1]義務教育教科書物理教學參考書[S].上海科學技術出版社2017年第6次印刷.

[2]義務教育物理課程標準（2011年版）[S].

作者簡介：連偉平，福建省泉州市，福建省泉州市泉港區泉港二中。