人教版新课标九年级物理全一册第13章。
课题《阿基米德原理》教案。
第一课时。(一)教学要求:
1.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论。
2.理解阿基米德原理的内容。
3.会运用阿基米德原理解答和计算有关浮力的简单问题。
(二)教具:
学生分组实验器材:溢水杯、烧杯、水、水桶、弹簧秤、细线、石块。
(三)教学过程(第1课时)
一、复习提问:
1.浮力是怎样产生的?浮力的方向是怎样的?
2.如何用弹簧秤测出浸没在水中的铁块所受浮力的大小。要求学生说出方法,并进行实验,说出结果。
3.物体的浮沉条件是什么?物体浮在液面的条件是什么?
二、进行新课。
1.引言:我们已经学习了浮力产生的原因。下面来研究物体受到的浮力大小跟哪些因素有关系。我们用实验来研究这一问题。
2.阿基米德原理。
学生实验:实验1。
①简介溢水杯的使用:将水倒入溢水杯中,水面到达溢水口。将物体浸入溢水杯的水中,被物体排开的这部分水从溢水口流出。用空小桶接住流出的水,桶中水的体积和浸入水中物体的体积相等。
②按本节课文实验1的说明,参照图12-6进行实验。用溢水杯替代"作溢水杯用的烧杯"。教师简介实验步骤。
说明注意事项:用细线把石块拴牢。石块浸没在溢水杯中,不要使石块触及杯底或杯壁。
接水的小桶要干净,不要有水。
③将所测得的实验数据填在下表中,(课上出示写好的小黑板)并写出实验结论。
石块在空气中重( n)
石块浸没在水中时弹簧秤的示数( n)
石块受到水的浮力( n)
小桶和被石块排开水的总重( n)
小桶重( n)
小桶中的水重( n)
结论。④学生分组实验:教师巡回指导。
⑤总结:由几个实验小组汇报实验记录和结果。
总结得出:浸没在水中的石块受到的浮力跟它排开的水重量相等。
说明:如果换用其他液体来做上述实验,结论也是一样。即使物体不是浸没,而是一部分体积浸入液体中,它所受的浮力的大小也等于它排开的液体受到的重力。
3. 学生实验本节课文中的实验2
①明确实验目的:研究浮在水上的木块受到的浮力跟它排开的水的重量有什么关系?
②实验步骤按课本图12-7进行。
③将实验数据填在下表中,并写出结论。(出示课前写好的小黑板)
木块重( n)
木块漂浮在水面受到的浮力( n)
小桶和木块排开水的总重( n)
小桶重( n)
木块排开的水重( n)
结论。④学生分组实验、教师巡回指导。
⑤总结:几个实验小组分别汇报实验记录和结果。
教师总结得出:漂浮在水上的木块受到的浮力等于它排开的水受到的重力。
说明:实验表明,木块漂浮在其他液体表面上时,它受到的浮力也等于木块排开的液体受到的重力。
4.教师总结以上实验结论,并指出这是由2000多年前希腊学者阿基米德发现的著名的阿基米德原理。
板书:"二、阿基米德原理。
1.浸入液体里的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力"
教师说明:根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式,即:f浮 = g排液 =ρ液·g·v排。
介绍各物理量及单位:并板书:"f浮 = g排液 =ρ液·g·v排"
指出:浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关。强调物体全浸(浸没)在液体中时v排等于物体的体积;部分浸入液体时,v排小于物体的体积。
例1:如图所示(教师板图),a、b两个金属块的体积相等,哪个受到的浮力大?
教师启发学生回答:
由于f浮 = g排液 =ρ液·g·v排 , a、b浸入同一容器中的液体,ρ液相同,但vb排>va排,所以fb浮 >fa浮,b受到的浮力大。
例2:本节课文中的例题。
教师板演示范。
提醒学生注意:
(1)认真审题、弄清已知条件和所求的物理量。
(2)确定使用的物理公式,理解公式中每个符号所代表的物理量。在相同的物理量符号右下角写清角标,以示区分。
(3)解题过程要规范。
5.教师讲述:阿基米德原理也适用于气体。体积是1米3的氢气球,在空气中受到的浮力等于这个气球排开的空气受到的重力。
板书:"2.阿基米德定律也适用于气体。
浸在气体里的物体受到的浮力等于它排开的气体受到的重力。"
三、小结本节重点知识:阿基米德原理的内容。计算浮力大小的公式。
四、布置作业:本节课文后的练习1~5各题。
阿基米德原理(第2课时)
一)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。
二)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。
三)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(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:由学生用阿基米德定律解释上述实验结论。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,教师用阿基米德定律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、物体的形状与密度、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?放平后,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排液 =ρ液·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物体受到的浮力大小。
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
初三物理教案 人教版新课标九年级全一册物理第
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