八年级上册第四章第四节《水的浮力》第二课时教案 一、核心概念与跨学科概念 1.核心概念 运动与相互作用：阿基米德原理指出“物体所受浮力等于它排开液体或气体的重力” 科学史与科学方法：通过故事-探究-建模的完整过程，体验“等效替代”的科学思想。 2.跨学科概念 系统与模型（把“物体+液体或气体”视为相互作用系统） 等效替代（用“排开水重”替代“浮力”） 二、教学目标 维度 目标内容 科学观念 复述阿基米德故事；准确表述F浮=G排；知道等效替代含义。 科学思维 能用等效替代思想推导F浮=ρ液gV排；能用实验数据验证G排与F浮差值≤2%。 探究实践 完成“等效替代验证”实验，测V排、G排、F浮三组数据，绘制G排-F浮对应图。 态度责任 认识科学发现源于生活观察；愿意在社区科普“浮力安全”小故事。 教学重难点 重点：F浮=G排的实验得出；等效替代思想的建立。 难点：G排与F浮的同步测量误差控制；等效替代的抽象理解。 四、教学准备 教师：阿基米德故事动画（皇冠→浴缸→Eureka！）、溢水杯、接水桶、弹簧测力计、金属块、铁架台、天平。 学生：任务单、红蓝笔 五、教学过程 1 故事引入 播放动画：皇冠→浴缸→Eureka！→提问：“浴缸水溢出与浮力有何关系？” 帮助学生理解：铝块浸在水中时，它占据了原来由水占据的空间→排开了这个空间中的水 →表述为“铝块排开水的体积”→铝块排开水的体积越大，它受到的浮力就越大。而物体的质量跟体积有关，根据铝块质量与体积的关系推测，铝块浮力大小跟排开水的质量有关，也就是跟排开水所受的重力有关。 设计意图：科学史情境 2 提出假设 板书：F浮与V排关系？与G排关系？学生猜想 设计意图：暴露前概念 3 等效替代实验 任务：a.物体排开水的体积可以用溢水杯和量筒测出：把溢水杯盛满水，将物体浸入水中，让溢出的水流入小烧杯中，小烧杯中的水就是物体排开的水，用量筒测出排开水的体积，再计算出排开水所受的重力。→接溢水→称G排→结论：G排=m排g=ρ液gV排 b.用图所示器材，定性研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。→结论：排开水越多，物体受到的浮力越大 c.定量研究水的浮力大小与物体排开水所受的重力的关系。实验中需要直接测量些量？→测量数据：G、F、V排；测量次数：至少3次；③数据处理：F浮、G排。 d.完成如下实验记录表的设计。 e.进行实验，并把实验数据记录在表格中 f.分析实验数据，写出实验结论→物体浸入水中所受的浮力等于物体排开水所受的重力，即F浮=G排 设计意图：等效实证 4 数据建模 各组G排———F浮→发现1:1直线→板书F浮=G排 阿基米德公式：如果把水换成别的液体，仍然可以得出相同的关系。这个关系称为阿基米德原理，它可表述为:浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。用公式表示为:F浮=G排=ρ液gV排 （不但液体会产生浮力，气体也会产生浮力。阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算。） 浮力只跟ρ液和V排有关 注意：V排不是液体体积，也不一定等于V物 设计意图：数据→定律 5 等效替代解释 用“排开水重”等效替代“浮力”→等效替换是指用与研究对象特征相同的等效对象，替换原来的对象的研究方法。在研究阿基米德原理时，用溢水杯把溢出的水收集起来，再称出溢出的水所受的重力，得到物体所受的浮力等于物体排开水所受的重力。→省去直接测F浮 用手势比“替代” 设计意图：思想升华 6 生活应用 案例：游泳圈充气量→浮力估算；热气球升力计算 口算：1m 空气Δρ→浮力≈12N 设计意图：迁移应用 7 安全责任 新闻：游泳圈充气不足溺亡→讨论：“怎样判断浮力够？” 写1条“浮力安全”提示 设计意图：责任内化 六、板书设计 4.4.2阿基米德原理 故事：皇冠→浴缸→Eureka！ 定律：F浮 = G排 = ... ...
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