资源简介

(共23张PPT)
第九章 浮力
第三节　阿基米德原理
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学习目标
1.探究浮力的大小
新课导入
探究点：
2.阿基米德原理应用
课堂小结
当堂评价
对点训练
对点训练
3.利用浮力知识测密度
对点训练
学习目标
物理观念：知道阿基米德原理，能对浮力问题进行简单计算，能了解阿基米德原理在生产生活中的应用
科学态度与责任：能体会探究浮力实验的巧妙与精彩，能感受阿基米德孜孜不倦的求索精神、持之以恒的科学态度
科学思维：根据实验数据通过分析归纳推理获得实验结论；对实验进行反思，提出改进建议
科学探究：经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，实验中会使用相关实验器材收集数据，能对收集的数据进行分析，形成结论
新课导入
1
老师播放鉴定王冠的视频：
看完诙谐有趣的视频，你一定对如何鉴定王冠产生了兴趣，那我们今天就来学习有关知识。
新课导入
2
传说古希腊叙拉古国王让工匠做了一顶纯金王冠，但怀疑工匠掺假，让阿基米德负责去鉴定王冠的真假。阿基米德在洗澡时受到启发，通过比较王冠和同等重量纯金排开水量的不同，发现了浮力定律，也就是广为人知的阿基米德原理。
阿基米德原理是浮力中的一个重要内容，也是一个较难的内容，那我们今天就来攻克它，让它为我们服务。学完后找同学解释如何鉴定王冠。
探究点1
探究浮力的大小
1.猜想:浮力大小可能等于 。
2.阅读课本P218“做中学”“探究浮力的大小”部分：
（1）此实验需要测哪几个物理量？
（2）如何得出浮力F浮的大小？
（3）如何得出排开水的重力G排的大小？
排开液体的重力
石块重力G、浸没在水中时弹簧测力计拉力F、空桶重力G桶、桶和溢出水的总重G总四个物理量
F浮=G-F
G排=G总-G桶
探究点1
探究浮力的大小
（4）溢水杯如何使用？有什么作用
①观察老师演示溢水杯的使用；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，可用空小桶接住流出的水。
②作用：准确收集排开水的多少，且物体浸入水中体积跟溢出水的体积（排开水的体积）相等，即：V浸=V溢=V排。
根据以上分析，由学生分组完成实验器材的确定及实验方案和实验表格的设计
探究点1
探究浮力的大小
3.实验器材：弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶
4.实验方案，参考课本图所示：
（1）将溢水杯中倒满水；
（2）用弹簧测力计测出小石块的重力G；
（3）用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶；
（4）将石块体浸没入盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F；
（5）用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总；
探究点1
探究浮力的大小
石块重力G/N 石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N 石块受到的浮力F浮/N 小桶的重力G桶/N 小桶和溢出水的总重力G总/N 小溢出水的重力G排/N
5.设计记录数据表格。
探究点1
探究浮力的大小
6.分组按设计实验方案进行实验，将实验数据填写在设计表格中。

7.分析实验数据，概括实验结论：
8.实验反思：引导学生提问，对于实验操作步骤和实验数据处理，有没有更合理或其他的处理方法？
浸在液体中的物体受到的浮力的大小，等于被物体排开的液体受到的重力的大小。关系表达式：F浮=G排。
实验操作步骤可将测石块重力和测空桶重力顺序调换，不用再将石块挂上取下，取下挂上，更方便操作。
对点训练
如图是验证“阿基米德原理”的实验，弹簧测力计在甲、乙、丙、丁四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4下列说法正确的是（　　）
A．为了减小实验误差，最合理的实验顺序为甲乙丙丁
B．若图甲中溢水杯中的水未到达溢水口不会影响探究结果
C．物体只有完全浸没才能验证阿基米德原理
D．当F1-F2=F3-F4时，可验证阿基米德原理
D
探究浮力的大小
探究点2
阿基米德原理应用
1. 我们知道了阿基米德原理内容，其数学表达式： 。我们就找到了一种较为简单的求浮力的方法： 。
当然，也可根据其推导式求 、 。
2.阅读课本P219“例题部分”。
（1）然后用本子遮住解答部分，尝试再现过程。
（2）解题策略提炼，共同总结解题技巧及注意事项：
F浮=G排
F浮=G排=ρ液gV排
①计算时注意V排的判定，一般V排=V浸。
②注意单位要符合要求，密度单位统一用kg/m3，体积单位统一要用m3。
对点训练
金属块排开水的体积为1×10 3m3。求金属块受到浮力F浮的大小？
阿基米德原理应用
答：金属块受到浮力F浮的大小为10N。
解：金属块受到浮力的大小为
探究点3
利用浮力知识测密度
1.测定固体的密度
（2）实验步骤：
（1）实验原理：
①用弹簧测力计测出固体在空气中的重G。
②将固体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F示。
③根据 求出物体密度。
探究点3
利用浮力知识测密度
2.测定液体的密度
（1）实验原理：
（2）实验步骤：
①用弹簧测力计测出固体在空气中的重力G。
②将固体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F水示。
③将固体浸没在待测液体中，读出弹簧测力计的示数F液示。
④根据 ，计算出液体的密度。
对点训练
如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验，根据他的实验探究数据，请你回答下列问题：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg）
（1）由图ACD可知，浮力大小与物体浸没深度 （选填“无关”或“有关”）；
（2）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与
有关；
（3）经过进一步计算可知物体体积V= m3，物体的密度ρ= kg/m3，液体的密度ρ液= kg/m3。
利用浮力知识测密度
无关
物体排开液体的体积 和 液体密度
5×10-5
4×103
0.8×103
课堂小结
称重法：G-F示
排水法：G总-G桶
F浮
G排
=
阿基米德原理
F浮=ρ液gV排
当堂评价
1．如图所示，体积相同的A、B、C三个小球，则它们所受浮力最大的是（　 　）
A．A球 B．B球
C．C球 D．无法确定
2．深水潜器潜下潜过程中，发现深潜器的体积发生越来越明显的收缩，则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是（　　）
A．压强越来越大，浮力越来越小
B．压强越来越大，浮力越来越大
C．压强越来越小，浮力越来越小
D．压强越来越小，浮力越来越大
12 3456
C
A
当堂评价
3．如图所示是AS700载人飞艇。当AS700载人飞艇以3870kg的总质量在空中悬停时受到的浮力为
N，此时飞艇的体积为 m3。
（ ）
4．抹香鲸是已知可以下潜到2000米深的少数鲸鱼之一。抹香鲸在深潜过程中受到的 增大，
不变。（均选填“压强”或“浮力”）（不考虑抹香鲸体积的变化）。
12 34 56
38700
3000
压强
浮力
当堂评价
1234 5 6
5．小明为了验证阿基米德原理，用一个密度大于水的合金块设计了如图所示的实验顺序，弹簧测力计的示数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。
（1）按图中的顺序测出的合金块排开水的重力将 （填“偏大”或“偏小”），原因是：
。
偏小
空桶里的水不能全部倒出，G空桶变大，使G排液变小
当堂评价
1234 5 6
（2）合理的实验顺序是 ，合理调整实验顺序后，当实验中的测量结果满足关系式 （用图中所测量的字母表示）时，则该实验结果说明阿基米德原理成立；
（3）按照合理的顺序实验，以下情况会影响验证结果的是 （填字母）；
A．图甲中水面未到达杯口
B．图乙中合金块未全部浸没在水中
C．图乙中合金块浸没水中过深（没有碰到容器底部）
（4）实验后，小明又利用上面实验中的器材和木块，正确地探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。实验过程中有一个步骤可以不用弹簧测力计，这个步骤是 （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）。
丁甲乙丙
G物－F1＝F2－G空桶
A
乙
当堂评价
12345 6
6．某兴趣小组课外实践时，把一块重力为10N的合金块完全浸入到水中称量时，弹簧测力计的示数为6N，（g取10N/kg， ， ）则：
（1）求合金块在水中时受到的浮力；
（2）求合金块的体积；
（3）若把合金块全部浸入煤油中，求其浮力。
当堂评价
12345 6
解：（1）根据称重法测浮力可知，合金块在水中时受到的浮力：
（2）由阿基米德原理 可知，合金块浸没在水中时，排开水的体积与合金块的体积相等：
（3）合金块浸没在煤油中时，排开煤油的体积：
合金块浸没在煤油中受到的浮力：
答：（1）合金块在水中时受到的浮力为4N；
（2）合金块的体积为 ；
（3）合金块全部浸入煤油中受到的浮力为3.2N。(共19张PPT)
第三节　阿基米德原理
1.浸入液体中的物体所受浮力的大小等于　 .
　,这便是阿基米德原理。公式F浮=　 　=m排g=　 　。
2.阿基米德原理也适用于　 　。
知识清单
物体排开的液体所受重力
的大小
G排
ρ液V排g
气体
[例1] (2024贵阳期末节选)福建舰是我国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰,采用平直通长飞行甲板,配置电磁弹射和阻拦装置,若满载排水量为8.5万吨,则满载时航母受到的浮力是　 　N。
典例分析
点拨:由阿基米德原理F浮=G排可直接求得福建舰满载时受到的浮力。
8.5×108
[例2] 如图所示为一款水下无人机,用于拍摄水下世界的奇妙。无人机体积只有5×10-3 m3,最大下潜深度为20 m。当无人机在水中下潜到最大深度时,受到的浮力为　 　N。(水的密度取1×103 kg/m3,g取10 N/kg)
点拨:利用F浮=ρ液V排g计算无人机受到的浮力。
50
基础题
1.两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状态。甲、乙排开的液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
C
2.小英同学在探究浮力的大小等于什么时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是
( )
A.F浮=F2-F3 B.F浮=F4-F3
C.F浮=F2-F1 D.F浮=F2-F4
A
3.(物理学与社会发展)如图是我国自主研发的“极目一号”Ⅲ型浮空艇示意图,艇体采用轻质的复合织物材料制成,外观呈白色,囊体上层装有压缩氦气。通过向艇外排出下层部分的空气而实现上升,高度达到 9 032 m,高度越高大气越稀薄,上升过程中艇体体积不变。关于浮空艇,以下说法中正确的是( )
A.艇体材料的密度较大
B.上升过程中,浮空艇所受的浮力变大
C.上升过程中,浮空艇所受的浮力变小
D.上升过程中,浮空艇所受的重力不变
C
4.某物理兴趣小组做了如图所示的实验来测量物体浸在液体中受到的浮力,则由图可知,物体受到的浮力为　 　N,其排开液体的重力为
　 　N。
1
1
5.某物体的质量是2 kg、体积为4×10-3 m3,将其浸没在水中后,则物体受到的重力是　 　N,受到水对它的浮力是　 　N。(g取10 N/kg,
ρ水=1.0×103 kg/m3)
20
40
6.如图所示为某校校园艺术节时气球悬挂一幅标语的情景。已知系于地面拉住标语的细绳的拉力为14.5 N,气球(含内部气体)、标语的总质量为5 kg。(不计绳重,ρ空气=1.29 kg/m3,g取10 N/kg)则气球受到的空气浮力的方向　 　,气球的体积为　 　m3。
竖直向上
5
中档题
7.一块挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下降的高度h关系的图像是( )
A
8.(多选题)如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景。实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为 4.0 N、2.8 N和2.5 N,若盐水的密度为1.2×103 kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.由甲、乙、丙图可得浮力大小与液体密度有关
B.实验乙中,物体A受到的浮力为1.2 N
C.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中大
D.实验丁中,物体对容器底的压力等于0.3 N　
AD
9.将重为1.9 N、体积为50 cm3的铁块挂在弹簧测力计下并将其浸没在液体中,此时弹簧测力计的示数为1.5 N,则铁块受到的浮力为
　 　N,液体的密度为　 　kg/m3(g取 10 N/kg)。
0.4
0.8×103
10.(2024贵阳期末)如图甲所示,用弹簧测力计将一重为G的柱形金属块从水中竖直向上匀速提升,请在图乙中画出金属块下表面从刚离开烧杯底直至离开烧杯口的过程中,弹簧测力计的示数F随时间t变化关系的大致图像。
答案:如图所示
11.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在　 　位置。
(2)实验中所用物块的重力为　 　N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力　 　(选填“偏大”或“偏小”)。
零刻度线
4
偏小
(4)溢水杯装满水后,将物块浸没在水中,如图乙所示,物块受到的浮力为　 　N,物块受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小　 　。
(5)继续实验,将物块浸没在装满酒精的溢水杯中,如图丙所示,发现F5
>F3,说明物块受到的浮力大小与　 　有关。换用酒精再次实验的目的是　 　(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
1
相等
液体密度
寻找普遍规律
12.如图所示,将棱长为20 cm的正方体放入水中,正方体浸入水中的深度为10 cm,已知水的密度为1×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
(1)水对正方体下表面的压强。
解析:(1)正方体浸入水中的深度为
h=10 cm=0.1 m,
水对正方体下表面的压强
p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.1 m=1 000 Pa。
答案:(1)1 000 Pa
(2)正方体受到的浮力。
解析:(2)正方体排开的水的体积
V排=Sh=(20 cm)2×10 cm=4 000 cm3=4×10-3 m3,
正方体受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-3 m3=40 N。
答案:(2)40 N
(3)正方体的密度。
答案:(3)0.5×103 kg/m3
素养题
13.如图甲所示,某长方体构件以0.2 m/s的速度匀速吊入江水中,构件受到钢绳的拉力、水对构件的浮力随时间的变化关系如图乙所示。构件刚浸没时,下表面受到水的压强为　 　Pa,该构件的密度为
　 　kg/m3。(已知江水的密度ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
2×104
2.0×103中小学教育资源及组卷应用平台
第三节　阿基米德原理
学习目标 1.知道阿基米德原理，能对浮力问题进行简单计算，能了解阿基米德原理在生产生活中的应用。（物理观念） 2.根据实验数据通过分析归纳推理获得实验结论；对实验进行反思，提出改进建议。（科学思维） 3.经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，实验中会使用相关实验器材收集数据，能对收集的数据进行分析，形成结论。（科学探究） 4.能体会探究浮力实验的巧妙与精彩，能感受阿基米德孜孜不倦的求索精神、持之以恒的科学态度。（科学态度与责任）
重点难点 重点：阿基米德原理的探究过程及应用
难点：利用阿基米德原理解决有关浮力问题
导学过程 自主学习1 探究浮力的大小 浮力的大小与排开液体的重力什么关系呢？ 1.猜想:浮力大小可能等于排开液体的重力。 2.带以下问题阅读课本P218“做中学”“探究浮力的大小”部分： （1）此实验需要测哪几个物理量？ 答： 石块重力G、浸没在水中时弹簧测力计拉力F、空桶重力G桶、桶和溢出水的总重G总四个物理量 。 （2）如何得出浮力F浮的大小？ 答： F浮=G-F 。 （3）如何得出排开水的重力G排的大小？ 答： G排=G总-G桶 。 （4）溢水杯如何使用？有什么作用 答： 准确收集排开水的多少，且物体浸入水中体积跟溢出水的体积（排开水的体积）相等，即：V浸=V溢=V排 。 3.实验器材：弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶
合作探究1 1.实验方案，如课本图所示： 2.设计记录数据表格。 石块重力G/N石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N石块受到的浮力F浮/N小桶的重力G桶/N小桶和溢出水的总重力G总/N小溢出水的重力G排/N
3.分组按设计实验方案进行实验，将实验数据填写在设计表格中。 4.分析实验数据，概括实验结论： 浸在液体中的物体受到的浮力的大小，等于被物体排开的液体受到的重力的大小。关系表达式：F浮=G排 。 5.实验反思： 6.对点训练： 如图是验证“阿基米德原理”的实验，弹簧测力计在甲、乙、丙、丁四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4下列说法正确的是（　D　） A．为了减小实验误差，最合理的实验顺序为甲乙丙丁 B．若图甲中溢水杯中的水未到达溢水口不会影响探究结果 C．物体只有完全浸没才能验证阿基米德原理 D．当F1-F2=F3-F4时，可验证阿基米德原理
自主学习2 阿基米德原理应用 1. 我们知道了阿基米德原理内容，其数学表达式：F浮=G排。根据此关系我们就找到了一种较为简单的求浮力的方法，分析如下： F浮=G排=ρ液gV排。当然，也可根据其推导式求ρ液、V排： ，。 2.阅读课本P219“例题部分”。 （1）然后用本子遮住解答部分，尝试再现过程。 （2）解题策略提炼：共同总结解题技巧及注意事项： ①计算时注意V排的判定，一般V排=V浸。 ②注意单位要符合要求，密度单位统一用kg/m3，体积单位统一要用m3。
合作探究2 1.回顾导入环节问题，如何鉴定王冠是否是纯金的呢？ 答： 方法一： 用密度知识算出该重力的纯金王冠对应的体积V，将王冠放入溢水杯中测出或算出该王冠浸没在水中后排开水的体积V排，比较V跟V排是否相等 。 方法二： 用密度知识算出该重力的纯金王冠对应的体积V，算出该体积对应的水的重力G, 将王冠放入溢水杯中测出该王冠浸没在水中后排开水的体积G排，比较G跟G排是否相等 。 方法三：…… 2.对点训练： 金属块排开水的体积为1×103m3。求金属块受到浮力F浮的大小？ 解：金属块受到浮力的大小为 答：金属块受到浮力F浮的大小为10N。
自我评价 1．（2024·广州中考）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　A　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小变大 C．排开液体重力不变 D．排开液体重力变大 2．2023年3月11日下午，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定。若海水密度保持不变，下列说法正确的是（ D ） A．“奋斗者”号上浮至露出水面过程中，所受海水浮力逐渐变大 B．“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中，所受海水压强不变 C．“奋斗者”号在水面下下潜过程中，排开海水的质量逐渐变大 D．“奋斗者”号在水中下潜时，所受浮力等于其排开海水的重力 3．如图所示，在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中（　A　） A．逐渐减小到零 B．先减小后增大 C．始终保持不变 D．逐渐增大 4．弹簧测力计下挂一圆柱体，从离水面某高度缓慢浸入水中．如图是弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像．下列说法正确的是（　C　） A．圆柱体受到的重力是8N B．圆柱体受到的最大浮力是12N C．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa D．圆柱体的密度是1.2×103kg/m3 5．阿基米德洗澡时，身体越往水下浸，感觉身体就越“轻”。这一过程中，他受到的浮力变 大 了（填“大”或“小”），这是由于 排开液体的体积 的变化引起的（填影响浮力大小的因素）。 四、实验题 23．（23-24九年级下·山东青岛·阶段练习）同学们在学习“阿基米德原理”这节课上，仔细观察了老师做的如图甲、乙、丙所示的演示实验。课后复习时，物理兴趣小组的同学们，提出了一个新的实验方案，并动手制作出了如图丁所示实验装置，其中A、B为两个规格扣同的弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是自制的溢水杯，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台. （1）当物体逐渐浸入水中，水对物体底面的压强将逐渐； （2）图乙中物体受到浮力的原因是； （3）实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数.弹簧测力计B的示数（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB它们的大小关系是ΔFAΔFB（选填“>”“<”或“=”），说明物体所受的浮力等于。 【答案】 变大 见解析 变小 变大 = 排开液体的重力 【详解】（1）[1]当物体逐渐浸入水中时，物体底面所处的深度变大，由p=ρgh可知，水对物体底面的压强变大。 （2）[2]物体浸没在水中，上下表面受到水对物体的压力差，所以物体受到浮力。 （3）[3][4]逐渐调高平台，物体浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据F浮=ρ液gV排可知，物体受到的浮力变大，因为F浮=G-F′，所以弹簧测力计A的示数F′=G-F浮变小；又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大。 （4）[5][6]弹簧测力计A示数的变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB相等。所以物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等。 6．某组同学利用如图器材和步骤验证“阿基米德原理”。 （1）如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中 A、B 两个步骤测出了石块的浮力； （2）C、D两步骤可以算出小桶中水的重力，这个重力跟 浮力 相等： （3）为了减小实验误差，实验步骤的合理顺序应该是 DABC ； （4）以下实验过程中的操作，会影响验证结果的是 a 。 a．图B中溢水杯内未盛满水 b．图D中小桶内有少量水 c．图B中石块未浸没在水中 7．载重线是船舶在允许的最大载重情况时水面位置的水平线，因航行季节、航区或船舶用途而异。如图为某货轮船舷上绘制的载重线，其中“S”表示夏季海水载重线，“W”表示冬季海水载重线。请结图片利用已学物理知识判断夏季海水和冬季海水密度的大小关系并说明理由。 答：由图可知夏季海水载重线位于冬季海水载重线上方，即夏季排开水的体积大于冬季排开水的体积，因为船舶载重相同，满载时在不同季节受到浮力大小相同，根据阿基米德原理可知，夏季海水密度小于冬季海水密度。 8．如图所示，一块矿石在空气中称重3N；浸没在水中时弹簧测力计示数为2N，浸没在某液体中时弹簧测力计示数为2.2N，（g=10N/kg）求： （1）小石块的体积； （2）小石块的密度； （3）某液体的密度。 解：（1）在空气中称得石块重G=3N，石块受到水的浮力 F浮水=G-F示水=3N-2N=1N 因为石块浸没水中，根据F浮=ρ水V排g可得石块的体积 （2）石块的质量 小石块的密度为 （3）石块受到另一种液体的浮力 F浮液=G-F示液=3N-2.2N=0.8N 因为石块浸没在另一种液体中，排开液体的体积 V排液=V=1×10-4m3 根据F浮=ρ液V排g可得另一种液体的密度 答：（1）小石块的体积为1×10-4m3； （2）小石块的密度为3×103kg/m3； （3）某液体的密度为0.8×103kg/m3。
我的收获
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第三节　阿基米德原理
物理观念:知道阿基米德原理,能对浮力问题进行简单计算,能了解阿基米德原理在生产生活中的应用。
科学思维:根据实验数据,通过分析、归纳、推理获得实验结论;对实验进行反思,提出改进建议。
科学探究:经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程,实验中会使用相关实验器材收集数据,能对收集的数据进行分析,形成结论。
科学态度与责任:能体会探究浮力实验的巧妙与精彩,能感受阿基米德孜孜不倦的求索精神、持之以恒的科学态度。
教学重点:阿基米德原理的探究过程及应用
教学难点:利用阿基米德原理解决有关浮力问题
教师演示:溢水杯、大烧杯
学生实验:弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、烧杯
教学环节 设计意图
一、创设情境　导入新课 视频导入:老师播放鉴定王冠的视频。 看完诙谐有趣的视频,你一定对如何鉴定王冠产生了兴趣,那我们今天就来学习有关知识。学完之后你要和阿基米德一样,会鉴定王冠是不是纯金的。 情境导入:传说古希腊叙拉古国王让工匠做了一顶纯金王冠,但怀疑工匠掺假,让阿基米德负责去鉴定王冠的真假。阿基米德在洗澡时受到启发,通过比较王冠和同等重量纯金排开水量的不同,发现了浮力定律,也就是广为人知的阿基米德原理。 老师引导提问:阿基米德原理是浮力中的一个重要内容,也是一个较难的内容,那我们今天就来攻克它,让它为我们服务。学完后找同学解释如何鉴定王冠。 学习第三节,阿基米德原理。 学精在于激趣。通过情境导入,激发学生学习兴趣
二、新课讲解　探究新知 探究点一:探究浮力的大小 老师引导:通过前面学习,物体在液体中所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,即所受浮力的大小可能与排开液体多少有关。我们在导入环节中看到,人进入盛满水的浴缸中,受到浮力同时水会溢出,那么浮力的大小与排开液体的重力什么关系呢 1.猜想:浮力大小可能等于排开液体的重力。 2.指导学生带着以下问题阅读课本P218“做中学”“探究浮力的大小”部分: (1)此实验需要测哪几个物理量 提示:石块重力G、浸没在水中时弹簧测力计拉力F、空桶重力G桶、桶和溢出水的总重G总四个物理量。 (2)如何得出浮力F浮的大小 提示:F浮=G-F。 (3)如何得出排开水的重力G排的大小 提示:G排=G总-G桶。 (4)溢水杯如何使用 有什么作用 ①老师演示溢水杯的使用;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,可用空烧杯接住流出的水。 通过讨论让学生设计出切实可行的实验方案,加深学生对知识的理解。培养学生的实验设计能力、分析概括能力
②作用:准确收集排开水的多少,且物体浸入水中体积跟溢出水的体积(排开水的体积)相等,即:V浸=V溢=V排。 根据以上分析,由学生分组完成实验器材的确定及实验方案和实验表格的设计。 3.实验器材:弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、烧杯 4.实验方案,如课本图所示: (1)将溢水杯中倒满水; (2)用弹簧测力计测出小石块的重力G; (3)用弹簧测力计测出空烧杯的重力G烧; (4)将石块浸没入盛满水的溢水杯中,记下弹簧测力计的示数F; (5)用弹簧测力计测出盛水烧杯的总重力G总; 5.设计记录数据表格 石块重 力G/N石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N石块受到的浮力F浮/N烧杯的重力G烧/N烧杯和溢出水的总重力G总/N溢出水的重力G排/N
6.指导学生分组按设计实验方案进行实验,将实验数据填写在设计表格中。 7.分析实验数据,概括实验结论: 浸在液体中的物体受到的浮力的大小,等于被物体排开的液体受到的重力的大小。关系表达式:F浮=G排。 8.实验反思:引导学生提问,对于实验操作步骤和实验数据处理,有没有更合理或其他的处理方法 提示:(1)实验操作步骤可将测石块重力和测空烧杯重力顺序调换,不用再将石块挂上取下,取下挂上,更方便操作。 (2)测物体排开液体重力时,也可将烧杯中水倒入量筒,测出排开的液体的体积V排,利用公式G排=ρ液gV排计算排开的液体的重力。 (3)阿基米德原理适用于气体。请课后查阅资料了解,并尝试设计实验探究。 出示例题 [例1]如图是验证“阿基米德原理”的实验,弹簧测力计在图(甲)、(乙)、(丙)、(丁)四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4,下列说法正确的是(D) A.为了减小实验误差,最合理的实验顺序为(甲)、(乙)、(丙)、(丁) B.若图(甲)中溢水杯中的水未到达溢口不会影响探究结果 C.物体只有浸没才能验证阿基米德原理 D.当F1-F2=F3-F4时,可验证阿基米德原理 学生在自己分析、多人讨论过程中,沉浸式参与课堂,加强物理学习与现实生活及动手探究的联系;培养学生的观察能力和提高学生收集、处理、交流信息的能力。培养学生认真、严谨的科学态度 规范再现例题是模仿,是提高应用水平最简单、最有效途径之一
探究点二:阿基米德原理的应用 1.我们知道了阿基米德原理内容,其数学表达式:F浮=G排。根据此关系我们就找到了一种较为简单的求浮力的方法,分析如下: F浮=G排=ρ液gV排。当然,也可根据其推导式求ρ液、V排: ρ液=,V排=。 2.阅读课本P219“例题部分”。 (1)然后用本子遮住解答部分,尝试再现过程。 (2)解题策略提炼:共同总结解题技巧及注意事项: ①计算时注意V排的判定,一般V排=V浸。 ②注意单位要符合要求,密度单位统一用kg/m3,体积单位统一要用m3。 3.回顾导入环节问题,如何鉴定王冠是否是纯金的呢 提示: 方法一:用密度知识算出该重力的纯金王冠对应的体积V,将王冠放入溢水杯中测出或算出该王冠浸没在水中后排开水的体积V排,比较V跟V排是否相等。 方法二:用密度知识算出该重力的纯金王冠对应的体积V,算出该体积对应的水的重力G,将王冠放入溢水杯中测出该王冠浸没在水中后排开水的体积G排,比较G跟G排是否相等。 方法三:测出王冠重力G,将王冠放入溢水杯中测出或算出该王冠浸没在水中后排开水的体积V排,此体积即为王冠体积,计算该体积的纯金重力G',比较G和G'是否相等。 方法四:…… 4.阅读课本P220“科学书屋”部分,了解阿基米德事迹,学习阿基米德精神。 出示例题 [例2]金属块排开水的体积为1×10-3 m3。求金属块受到浮力F浮的大小(g取10 N/kg) 解:金属块受到浮力的大小为 F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×1×10-3m3×10 Ν/kg=10 Ν。 答:金属块受到浮力F浮的大小为10 N。 回扣导入新课环节问题,有始有终,且答案不唯一,训练学生发散思维
第三节　阿基米德原理
一、阿基米德原理的探究
浸在液体中的物体受到的浮力的大小,等于被物体排开的液体受到的重力的大小
关系表达式:F浮=G排
二、阿基米德原理的应用
1.计算:
F浮=G排=ρ液gV排;ρ液=,V排=
2.解决问题
见PPT课件
这节课能够调动绝大多数同学的积极性,使学生对称重法求浮力和阿基米德原理有了更直观的认识,引导学生自己动手设计实验、分析现象并总结,不仅加深了学生对知识的理解,更培养了学生学习本学科的兴趣,增强了学生学好物理的信心。
通过放手让学生设计实验,学生对控制变量的思想理解更加深刻,学生的学习兴趣更加浓厚,培养了学生科学探究的能力,并为学生进一步的学习打好了基础。
　　
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