资源简介

9.2 阿基米德原理
教学目标
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。
核心素养
1.通过探究活动的开展，让学生体会物理研究方法的多样性， 保持对科学的求知欲望，勇干、乐干参与科学探究。
2.在探究实验的过程中培养学生积极参与、团结协作合作的态度，增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。
教学重点
浮力大小影响因素、阿基米德原理
教学难点
能从记录的数据中找出物体所受浮力和排开液体重力的关系，得出阿基米德原理。
教学过程
一、导入
阿基米德拿来一只盛满水的容器，将皇冠放入水中，容器中的水开始向外溢出，他把溢出的水盛入了另一个容器中，也把溢出的水收集起来。他把这两次溢出的水进行比较，发现第二次溢出的水比第一次少。
如果皇冠是纯金制成的，那么两次排出的水应该一样多。可是实际上两次排出的水不一样多，皇冠排出的水比纯金块排出的水多，这说明皇冠中有一些比重比纯金小的材料，所以皇冠不是纯金制成的。金匠因此受到了惩罚。
由此，他发现了浮力原理，并在名著《论浮体》记载了这个原理，人们今天称之为阿基米德原理。
物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
二、新课讲解
浮力的大小与哪些因素有关
把空饮料罐用手按入水桶中，在完全浸没之前，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？
分析一下，浮力大小和什么因素有关？
提出问题：浮力的大小与哪些因素有关？
实验探究：浮力的大小与哪些因素有关？
实验猜想：
猜想1：浮力可能与液体的密度有关
猜想2：浮力可能与物体的体积有关
猜想3：浮力可能与物体浸入液体的深度有关
其它猜想：…… …… …… ……
设计实验：
⑴把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。
在清水中，鸡蛋下沉。
⑵在清水中加盐，改变水的密度，再观察出现的现象。
清水中加入食盐后，盐水的密度增大，鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。
实验结论：猜想1 正确，浮力的大小跟液体的密度有关。
猜想2：浮力可能与物体的体积有关
观察实验：
⒈ 把同一物体浸入相同的液体中。
⒉ 两个弹簧测力计的读数一样吗？分别是多少？
⒊ 容器中的液体的液面发生什么样的变化？
⒋ 实验说明了什么问题？
实验结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
设计实验：
⑴把物体放入清水中，观察测力计的读数F。
测力计的读数 F = 2 N。
⑵改变物体在水中深度，再观察测力计的读数F。
测力计的读数 F = 2 N。
⑶比较两次的读数 F 和 F。
结论：浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。
分析归纳
实验1 ，浮力的大小跟液体的密度有关。
实验2，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
实验3，浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。
根据猜想1、2、3，得出的实验结论：
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的密度无关。
阿基米德原理
想想做做
将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。
物体浸在液体中的体积=排开液体的体积
猜想
浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
浮力与排开的液体有什么关系？
可以怎样表述浮力的大小？
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
实验探究 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
图1 图2 图3 图4
测量数据填入记录表；
1、提出问题
浮力跟排开的液体的重力有什么关系？
2、猜想
浮力等于排开的液体的重力
3、设计实验
（1）设法测出物体所受的浮力
（2）设法测出物体排开的液体所受的重力
（3）比较物体所受的浮力与排开液体所受重力的大小
（4）实验探究：探究浮力的大小
实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水
实验步骤：
（1）用弹簧测力计先测出石块的重力G
（2）用弹簧测力计再测出空杯子的重力G
（3）把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯子承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数F′。
（4）用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G。
5、收集实验数据：
研究对象 物重G/N 空杯重 G/N 物体浸没水中时弹簧测力计示数F′/N 杯、水总重G总/N 浮力的大小 F/N 排开水的重力G/N
石块 1.15 0.45 0.70 0.90 0.45 0.45
铝块 0.54 0.45 0.34 0.65 0.20 0.20
铁块 0.78 0.45 0.68 0.55 0.10 0.10
比较浮力的大小和物体排开水的重力，你发现了什么？
6、实验结论：
浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小。这便是著名的“阿基米德原理”。
浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小。这便是著名的“阿基米德原理”。
阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。
2．数学表达式：F=G
3．用于计算的导出式： F= G= mg= p gV
4．适用范围：液体和气体
三、总结
1.影响浮力的大小的因素：液体的密度和排开液体的体积。
2.阿基米德原理：
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力。
3.数学表达式：F= G= mg= p gV
4.适用范围：体和液体

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