《阿基米德原理》重难点突破.docVIP

《阿基米德原理》重难点突破 阿基米德原理是浮力知识的核心内容，也是初中物理中的一个重要规律，是物理教学的重点和难点。本节是对前面一节探究浮力与哪些因素有关实验成果的进一步完善和深化，是进一步研究物体浮沉条件的基础。上一节探究浮力与哪些因素有关的实验已经使学生明确了物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积、液体的密度的定性关系。 本节由“阿基米德的灵感”和“浮力的大小”两部分内容组成。教学的重点是让学生经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，概括、归纳出阿基米德原理。教学中，应该采用实验探究的方式，强化学生建立阿基米德原理的认识过程。阿基米德原理写成公式为F浮=G排或F浮=ρ液gV排，因为公式中涉及前面学过的较多物理量，学生在利用公式计算浮力问题时常出现错误，这是本节内容的难点。 二、重难点突破 1．阿基米德的灵感 突破建议： 通过上一节的探究得到了浸入液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。本节在这个基础上进一步深化，即浮力与这两个因素之间有怎样的数量关系呢？对于液体的密度我们查密度表可以得到，对于物体浸在液体中的体积，我们不容易知道。能不能把它转化成容易测量的东西呢？ 通过阿基米德的故事，引导学生明白将物体浸在液体中的体积用物体排开液体的体积代替，使得决定浮力大小的两个因素可以表述为物体排开液体的体积和液体的密度。进一步引导学生思考这两个因素之间的关系。学生容易想到物体排开液体的体积和液体的密度的乘积就是物体排开液体的质量。物体排开液体的质量跟物体排开液体的重力成正比。从而明确实验要探究的问题就是浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系。 2．浮力的大小 突破建议： 教学中，建议学生通过分组实验进行探究。设计实验方案需要解决的两个问题：（1）如何测量物体受到的浮力？使用弹簧测力计利用“称重法”可以测量浮力大小。（2）如何测量被物体排开的液体的重力？学生能够想到可以采用不同的方法：一种方法是让排开的液体流进小桶，用弹簧测力计测出小桶和液体的总重力，减去空桶的重力就是被物体排开的液体的重力。另一种方法是让排开的液体流进量筒中，利用公式计算出排开液体的质量，再根据求出排开液体的重力。还有一种方法是利用重力可以忽略的塑料袋。让排开的液体流进塑料袋，用弹簧测力计测出塑料袋中液体的重力，其数值约等于被物体排开的液体所受的重力。 方案一：用弹簧测力计直接测量排开水的重力 实验所需的器材：弹簧测力计、大小不同石块若干、水、溢水杯、小桶等。 实验步骤： （1）弹簧测力计调零，用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶。 （2）用弹簧测力计测出小石块的重力G物。 （3）将石块体浸没在盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F拉。 （4）用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G桶+水。 （5）计算出小石块受到水的浮力F浮和排出水的重力G排，实验数据记录在表格中。 （6）换用不同的石块，重复上述步骤进行实验。 次数 物体所受重力G物/N 物体在水中弹簧测力计读数F拉/N 浮力F浮/N 小桶和排开的水受到的重力G桶+水/N 小桶的重力G桶/N 排开水所受到的重力G排/N 1 ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 方案二：用量筒测量排开水的体积，再计算排开水的重力 实验器材：弹簧测力计、圆柱形金属块、装有适量的水的量筒、细线。 实验步骤： （1）弹簧测力计调零，用细线系好圆柱形金属块。 （2）用弹簧测力计测出将圆柱形金属块所受重力G1，将数据记录在下面的表格中。 （3）沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱形金属块，使金属块的大约三分之一的体积浸入量筒的水中，读出金属块排开水的体积V排，读出此时弹簧测力计的示数F记录在下面的表格中。 （4）沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱形金属块，使金属块的大约三分之二的体积浸入量筒的水中，读出金属块排开水的体积V排，读出此时弹簧测力计的示数F记录在下面的表格中。 （5）沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱形金属块，使金属块完全浸没在水中，读出金属块排开水的体积V排，读出此时弹簧测力计的示数F记录在下面的表格中。 （6）利用F浮=G-F，分别计算出两次的浮力F浮，记录在表格1中。 实验次数 物体重力 ?G1/N 浸入水中弹簧测力计示数 F/N 浮力F浮/N 物体排开水的体积V排/cm3 物体排开水的重力 G2/N 浮力 F浮与物体排开水的重力G2的关系 1 ? ? ? ? ? ? 2 ? ? ? ? ? ? 3 ? ? ? ? ? ? 分析论证： 分析实验数据可知，F浮=G排，说明浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于它排开液体所受重力的大小，这就是阿基米德原理。 表达式：F浮=G排 导出式：F浮= G排= m排g= ρ液gV排 利用阿基米德原理解决浮力问题时需要注意以下几点：（