阿基米德原理

　　设计理念
　　1．从生活走向物理，从物理走向社会
　　创设富于挑战性、贴近学生实际的问题情境，利用生活中常见器材比如：橡皮泥，易拉罐等设计实验，拉近物理与社会、物理与生活的距离，使学生对物理有亲近之感，激发并保持学生的学习兴趣。
　　2．注重科学探究，注重知识的形成过程
　　引导学生运用已有知识和技能，在解决问题的探究过程中获得成功的愉悦，了解科学研究方法，培养学生的科学探索精神、实践能力和创新意识。
　　教学目标
　　一、知识与技能
　　1．理解阿基米德原理，学会一种计算浮力的方法。
　　2．进一步练习使用弹簧秤测力。
　　二、过程与方法
　　1．经历科学探究，培养探究意识，发展科学探究能力。
　　2．培养学生的观察能力和分析概括能力，发展学生收集、处理、交流信息的能力。
　　三、情感、态度与价值观
　　1．增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。
　　2．增进交流与合作的意识。
　　3．保持对科学的求知欲望，勇于、乐于参与科学探究。
　　教学准备
　　空易拉罐（自备，每组2／5个）、小容器（自备，每组至少1个）、弹簧秤2 9只、纸杯9只、固体物块9个、溢水杯9只、橡皮泥9块、钉子若干。
　　教学过程
　　一、新课引入
　　我们已经认识了浮力，并且得到了三种计算浮力的方法，它们分别是（师生共同回忆，教师板书）：
　　1．当物体漂浮在液面上时，其所受浮力f浮 g物；
　　2．用弹簧秤测定物体浮力。把物体挂在弹簧秤上，当物体静止时，弹簧秤的示数为f1，将物体浸入水中，弹簧秤的示数为f2，则物体所受浮力为f浮 f1－f2；
　　3．利用物体上、下表面的压力差求得浮力：f浮 f下－f上。
　　师生讨论：这三种方法都有其局限性，第一种只适用于计算漂浮在液面上的物体所受浮力，第二种不适用于质量过大的物体，第三种不适用于形状不规则的物体。
　　教师；今天我们学习一种既简单又普遍适用的方法，这种方法是2000年前由古希腊学者阿基米德发现的，所以称之为阿基米德原理。（板书：阿基米德原理）。
　　二、进行新课
　　1．创设问题情境
　　教师：首先，我们一起来做两个实验：
　　实验一：
　　每组分发一块大小相等的橡皮泥（当众分发，增加可信度），给大家3－5分钟的时间，利用橡皮泥做一条小船，看哪一组的船装＂货物＂最多＂货物＂是规格相同的钉子。
　　分组实验：
　　（由于问题具有挑战性且贴近学生实际，极大地调动了同学们的积极性，各组成员分工协作，争先恐后，开始行动。有的用手捏，有的先用笔杆轧成＂饼＂，再把四周折起，做成＂船＂，做完后纷纷放入水中，投放＂货物＂。＂……10、11、12……20……＂。在这九个组中，有八个组＂装货＂在十个以上，有两个组在20枚钉子以上。在整个过程中，同学们兴奋不已，继而每个同学却为自己的＂小船＂最终＂沉没＂而惋惜顿足。虽然老师还没有提出做船的目的，但事实上他们在做的过程中都在思考着这样一个问题：＂怎样做，才能装货更多？＂）
　　实验二：
　　请同学们拿出自备的空易拉罐，慢慢地压入水中，感受手掌受力变化。（教师示范表演）
　　2．提出问题
　　教师：通过前面的两个实验，请大家思考这样一个问题：浮力的大小可能与什么因素有关？
　　3．猜想与假设
　　教师：请同学们根据前面的两个实验作出自己的猜想，并说出猜想的根据。
　　（正如课前预料，同学们纷纷作出反应）
　　学生：底面积，因为把船底做大，＂货物＂装的才多；物体密度，有些物体在水中漂浮，有些物体则会沉底；液体密度，因为同一物体在水中可以沉底，在水银中则可以漂浮；浸入液体的深度，因为易拉罐越往下压，越费劲；浸入液体的深度和物体的底面积，因为用粗细不同的易拉罐，压入水中相同的深度，用力大小不同。
　　教师：（把各种猜想结果写在黑板上）我们今天着重研究浮力与浸入液体的深度和物体的底面积是否有关。（并引导学生取得共识）这就是浮力与物体浸入液体的体积，也就是物体排开液体的体积是否有关？有什么关系？但是测量液体体积的量筒，对少量液体而言，误差是比较大的。对某种确定的物质而言，体积和质量、重力是—一对应的。为了测量的方便（从结果出发指导实验），我们研究浮力与物体排开液体的重力之间的关系。
　　4．制定计划（设计实验）
　　教师：我们应该如何设计实验去验证我们的猜想？
　　（经过组内同学之间的交流，大部分同学可以确定研究方案）用弹簧秤测量物体所受浮力，用老师提供的纸杯把物体从溢水杯中排出的水收集起来，用弹簧秤测定其重力。最后寻找并比较两者之间的关系。
　　5．收集证据（进行实验）
　　分组实验
　　（在这个过程中，学生们展现了一些个性化的作法：有些同学在往溢水杯中放物体的同时，测出了物体所受浮力和物体排开液体所受重力；有些同学是先在自备容器中测定物体全都浸入水中时所受浮力，再利用溢水杯测定物体全部浸入水中时排开水所受重力；有些同学在测定物体排开液体所受重力时，因为杯子太轻，事先在杯子里装了适量的水，测出其重力，再把物体排开的水收集起来，测其总重，二者之差即是物体排开水所受的重力……）
　　（在实验过程中，一组5人，他们有的提弹簧秤，有的读数，有的记录，同学们对出现的问题时有讨论与争辩。比如有的同学手持弹簧秤的外壳部位；有的同学用弹簧秤提着物体入水中时太快，造成溢出水的体积与物体体积不等；……通过争论，交流，取长补短，集思广益，使实验过程更加合理。） 　　记录数据　　以下是四级学生的实验数据：第一组：
　　弹簧秤12n1.6n弹簧秤20.1n0.5n第二组：
　　弹簧秤12n1.7n弹簧秤20.5n0.8n第三组：
　　弹簧秤11.4n0.2n弹簧秤20.1n1.2n第四组：
　　弹簧秤11.3n0.2n弹簧秤20.2n1.3n　　6．分析论证分组分析数据　　在得到测量结果后，同学们自发地对数据进行了分析。各组交流：他们发现两只弹簧秤示数变化量是相同的，其中弹簧秤1示数的减少量是物体所受浮力的大小，弹簧秤2示数的增加量是物体排开水所受重力的大小。　　师生共同确认：物体所受浮力大小等于物体排开液体所受重力之大小，即f浮 g排。从而证明同学们前面的猜想是有根据的。　　课堂小结与延伸　　教师：（在得到f浮 g排之后，首尾呼应）这就是今天我们所要学习的第四种计算浮力的方法。它是一种普遍适用的，比较简单的方法。　　现在请同学们对以下问题发表意见。（通过例题，对今天所学进行巩固，同时强化交流与合作及评价意识）　　教师：（投影）例：如图所示：有一个
　　正方体，浸没在液体中，要求出它所受浮力大小，还需要给出哪些条件？
　　（此题打破常规，没有采用根据已知条件求得未知结果的问题模式，而是已知部分条件和结果，要求同学们给出其他条件）这道题同样调动了同学们的积极性。根据所学浮力知识，纷纷发表自己的见解（教师随堂记录在黑板上）：
　　1．液体密度；物体体积
　　2．液体密度；物体边长
　　3．液体密度；物体质量；物体密度
　　学生：（教师提议）对各组条件进行评价。
　　（下课之前，教师提议）同学们自己评出第9组为踊跃发言小组（全班45人，共分成9个小组），然后予以鼓励（掌声）。
　　教师：对于其他猜想因素，课下同学们可以利用教师提供的器材，逐个进行验证，并排除无关因素。