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(共35张PPT)
10.2 阿基米德原理
第10章 浮力
人教版2024版物理八年级下册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
回顾上节课所学浮力的相关知识，提问学生：浮力的概念是什么？浮力产生的原因是什么？浮力大小与哪些因素有关？引导学生回顾并回答，巩固已学知识。
讲述阿基米德的故事：相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠。但是在做好后，国王疑心工匠做的金冠并非纯金，工匠私吞了黄金，但又不能破坏王冠，而这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重。这个问题难倒了国王和诸位大臣。经一大臣建议，国王请来阿基米德来检验皇冠。最初，阿基米德也是冥思苦想而却无计可施。一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑了出去，大声喊着 “尤里卡！尤里卡！”（意思是 “找到了”）。引导学生思考：阿基米德从洗澡的现象中发现了什么？从而引出本节课要学习的阿基米德原理。
（二）新课讲授（25 分钟）
探究阿基米德原理
提出问题：引导学生思考，既然知道浮力大小与物体排开液体的体积和液体密度有关，那么浮力大小与物体排开液体所受的重力之间是否存在某种定量关系呢？提出探究问题 “浸在液体中的物体所受浮力大小与它排开液体所受重力有怎样的关系？”
猜想假设：组织学生分组讨论并进行猜想，学生可能会猜想浮力大小等于排开液体所受重力，或者浮力大小与排开液体所受重力成正比等。
设计实验：介绍实验器材，如弹簧测力计、大烧杯、小桶、溢水杯、石块、水等。引导学生利用这些器材设计实验来探究浮力大小与排开液体所受重力的关系。确定实验方案：
用弹簧测力计测出小桶的重力

G
桶

。
用弹簧测力计测出石块在空气中的重力

G
。
将溢水杯装满水，把石块用细线拴好，缓慢浸没在溢水杯的水中，用小桶收集从溢水杯中溢出的水，同时读出此时弹簧测力计的示数

F
，根据

F
浮

=G F
算出石块受到的浮力。
用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力

G
总

，则排开液体所受的重力

G
排

=G
总

G
桶

。
比较

F
浮

和

G
排

的大小关系。
进行实验：学生分组进行实验，教师巡视指导，提醒学生注意实验操作规范，如溢水杯要装满水，石块浸没时不要碰到溢水杯壁和底部，弹簧测力计的使用方法要正确，准确读取并记录数据。
分析数据：实验结束后，各小组汇报实验数据。引导学生对数据进行分析，比较浮力大小

F
浮

和排开液体所受重力

G
排

的大小，得出结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小
水
。
解释生活现象：以轮船为例，讲解轮船是采用空心的办法增大可以利用的浮力，使它能够漂浮在水面上。根据阿基米德原理，轮船漂浮时

F
浮

=G
船

，它排开一定量的水，排开的水所受重力等于轮船自身重力。让学生分析潜水艇、气球和飞艇等利用浮力的例子，巩固对阿基米德原理的应用。
阿基米德原理在气体中的应用：讲解阿基米德原理同样适用于气体，浸在气体中的物体受到的浮力大小等于它排开气体所受的重力，即

F
浮气气球排开了一定体积的空气，氢气球受到的空气浮力大于它自身的重力。
（三）课堂小结（5 分钟）
与学生一起回顾本节课所学内容，包括阿基米德原理的探究过程、原理的内容、公式以及在生活中的应用，强调
公式中各物理量的含义和单位。
总结科学探究的方法，鼓励学生在今后的学习中运用科学探究的方法探索更多的物理知识。
（四）课堂练习（10 分钟）
给出一些关于阿基米德原理概念理解的选择题和填空题，考查学生对原理的掌握情况。
展示一些物体在液体或气体中受力的情景图，让学生运用阿基米德原理计算浮力大小，分析物体的浮沉情况，检验学生对知识的应用能力。
设计一些简答题，如 “为什么用钢铁制成的轮船能漂浮在水面上，而实心的钢铁块却会沉入水底？” 考查学生运用阿基米德原理解释生活现象的能力。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
学习目标
1. 利用实验探究得出浮力大小与物体排开液体的重力的定量
关系。（重点）
2. 归纳总结实验结论并用文字准确描述。 （难点）
3. 经历探究阿基米德原理的实验过程，进一步练习使用弹簧
测力计测浮力。（素养）
　　两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
阿基米德的启示
阿基米德的灵感
阿基米德的故事，给了我们很大的启示。我们知道，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。现在我们用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中物体的体积”来陈述这个结论，就是：物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它所受的浮力就越大。
物体浸在液体中的体积
=
物体排开液体的体积
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阿基米德灵感的启示
知识点一
物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。
浮力影响因素
物体排开液体的体积
液体密度
V排
ρ液
排开液体的体积越大
液体的密度越大
浮力越大
排开液体的质量越大
m液=ρ液V排
排开液体的重力越大
G排=m排g
猜想：
浮力可能与排开液体的重力有关
浮力的大小
知识点二
实验
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
【提出问题】
物体所受的浮力与它排开液体所受的重力之间有什么定量关系？
【猜想与假设】
浮力大小
排开液体的重力
【实验步骤】
①用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶。
②用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中(如图乙)和浸在水中(如图丙)静止时弹簧测力计的示数G物和F拉，计算物体在水中所受浮力的大小。同时用小桶将排开的水收集起来。
【实验步骤】
④换大小不同的物体，重复以上实验，记录实验数据。
③用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力(如图丁)，计算排开的水所受的重力G总。
多次实验避免偶然性
实验中先测空桶重力,再测小桶和水的总重力，然后计算排开的水的重力,与乙、丙、丁、甲的实验顺序相比,可避免因桶内残留有水而影响测量结果。
阿基米德原理
【数据记录】
次数 小桶所受的重力G桶/N 物体所受的重力G物/N 物体在水中时弹簧测力计的读数F拉/N 小桶和排开水所受的重力 G总/N 浮力 F浮/N 排开水所受的重力
G排/N
1 0.31 1.25 1.05 0.51 0.20 0.20
2 0.31 1.25 0.69 0.86 0.56 0.55
3 0.31 1.25 0.30 1.28 0.95 0.97
F浮=G物-F拉
G排=G总- G桶
物体受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重力
【实验结论】
例 两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻地放入两杯液体中，最后处于如图所示状态。已知甲、乙排开液体的重力相等，则甲、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
阿基米德原理
知识点三
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
F浮 = G排 = ρ液 gV排
排开液体的重力（N）
浮力（N）
液体密度（kg/m3）
9.8N/kg
排开液体体积（m3）
1.内容
2.公式
F浮＝ ρ液 gV排
表明浮力大小只和 r液、V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
浸在气体中的物体收到的浮力F浮=ρ气 gV排
3.对阿基米德原理的理解
“浸入”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
物体排开液体的体积等于物体浸入液体中的体积。
浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入时： V排=V浸＜V物
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸＜ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸＜V物
浸没
部分浸入
例 题
有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。
（1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？g取10N/kg。
解：（1）根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体积。
塑料块的质量
例 题
塑料块的体积
浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。根据阿基米德原理，塑料块受到的浮力的大小等于它排开的水所受的重力
F浮=G排=m水g=ρ水V排g
=1×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg=0.2N
有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。
（1）该塑料块浸没在水中时受到多大的浮力？g取10N/kg。
例 题
（2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少？ g取10N/kg。
（2）塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量。再由体积、质量、密度的关系式就可以求得盐水的密度。即
盐水密度
该塑料块浸没在水中所受的浮力为0.2N，盐水的密度为1.22×103kg/m3。
知识点1 探究浮力与排开液体重力的关系
1.如图所示的是小李同学验证阿基米德原理的一个实验过程图:
(1)该实验研究的是浸在液体中的物体受到的浮力与
　　　　　　　　之间的关系;为了减小误差,实验的最简便、最合理的步骤顺序为　　　　　 　(用字母ABCD排序)。
基础过关
排开液体的重力
1
ADBC(或DABC)
(2)利用　　　　两个步骤可测出物体所受浮力,　　　　两个步骤是为了测量排开液体所受重力的大小,实验步骤A、B、C、D中,弹簧测力计的示数依次为FA、FB、FC、FD,若这些示数之间的关系满足
　　　　　　　　(用式子表示),则可证明,浸入液体中的物体所受浮力的大小　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开的液体所受重力的大小。
1
C、D
A、B
FA-FB=FC-FD
等于
(3)下表是小李同学实验时设计的表格及填写的实验数据,请你将该表格①与②两处内容补充完整。
1
次 数 物重 G/N 物体浸没在水中弹簧测力计的示数F/N 空桶和排开水的总重G总/N ① 浮力 F浮/N 排开
水重
G排/N
1 1.2 0.7 1.1 0.6 0.5 0.5
2 2.0 1.5 1.0 0.6 0.5 0.4
3 2.4 1.7 1.3 0.6 ②　 　 0.7
空桶重
G桶/N
0.7
(4)小李同学在进行数据分析时,发现第2次实验数据与其他两次反映的规律不相符,物体排开水的重力明显小于所受的浮力,排除测量误差因素的影响,则实验操作中可能造成这种结果的原因是　　(填选项字母)。
A. B步骤中水面未到达溢水杯的溢水口
B. B步骤中物体未全部浸没在水中
(5)进行B步骤时如果物体没有全部浸在水中,　　　　(选填“能”或“不能”)验证阿基米德原理。
1
A
能
(6)小李用水做完实验后,将水换成其他液体再重复几次实验,其主要目的是　　　(填选项字母)。
A.多次测量求平均值,减小误差
B.多次测量寻找普遍规律
(7)物体从刚接触水面到全部浸没在水中,水对溢水杯底部的压强
　　　　(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”)。
1
B
保持不变
能力突破
2.下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
(1)在实验操作前,细心的小明指出情景甲中存在错误,该错误是
　　 　　。
溢水杯中水面未到达溢水杯杯口
2
(2)改正错误后,把物块浸没在盛满水的溢水杯中,物块受到的浮力
F浮=　　　　(用图中的物理量符号表示),物块排开的水重
G排=　　　　(用图中的物理量符号表示),通过数据比较浸没在液体中的物体所受浮力的大小和排开液体所受重力的大小。
(3)在完成实验之后,小红发现桌上有一瓶盐溶液,她思考之后建议:利用浮力来测量该液体的密度,经过组内一番讨论,仅增加了图戊(图戊中是盐水,图乙中是水)所示情景,此时弹簧测力计的示数为F5,则待测盐溶液的密度ρ液可表示为ρ水或ρ水,其中 X=　　　　(用F1、F5表示)。
F1-F2
F3-F4
F1-F5
2
3.学完阿基米德原理之后,小伟和小雪用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水后(如图甲所示),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据;然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时(如图乙所示),记录下第二次实验数据;剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后(如图丙所示),记录下第三次的实验数据。(g取10 N/kg)
素养达标
3
(1)观察乙、丙两图可知,物体在图　　　中所受浮力更大,是因为此时物体浸在水中的　　　　更大。
丙
3
次数 测力计A/N 测力计B/N 电子秤/g
第一次 1.00 0.02 500.00
第二次 0.60 0.22 520.00
第三次 0 540.00
体积
(2)在整理数据时,小雪和小伟发现第三次实验中测力计B的示数记录不同,小雪记的是0.62 N,小伟记的是0.42 N,他们讨论推理后认为有一个数据是正确的,请判断谁的记录是正确的,并说明理由:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
3
小雪正确，理由是实验过程中总重力不变，G物+G杯+G桶=G总，由前2次实验数据可知，G总=1N+0.02N+500×10-3kg×10N/kg=6.02N，故第3次实验测力计B的示数
F=6.02N-0N-540×10-3kg×10N/kg=0.62N，所以小雪记的0.62N是正确的。
课堂教学展示
课堂小结
阿基米德原理
规律
应用
F浮=G排= ρ液g V排
求排开液体的体积
求浮力
求液体的密度
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
课后反馈总结
布置作业
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