资源简介

4.4 水的浮力（第2课时） 学案
——阿基米德原理：F浮=G排液=ρ液gV排
班级：________ 姓名：________ 日期：________
一、学习目标
1. 理解阿基米德原理→F浮=G排液=ρ液gV排→会正确使用公式计算浮力。
2. 掌握溢水杯验证实验→会测量G排液并与F浮比较验证。
3. 能区分V排和V物→判断不同状态下F浮的大小关系→会分析不受浮力的特例。
二、课前预习
（一）阿基米德的故事→浴缸灵感
阿基米德在洗澡时发现→人进入浴盆→溢出水的体积=____→受此启发→他把____与相同质量的____浸没水中→比较____→由此判断王冠是否掺假。
____________________________
（二）阿基米德原理→陈述与公式
1. 内容：浸在液体里的物体→受到____的浮力→浮力的大小等于物体____的液体受到的____。____________________________
2. 公式：F浮=____=____=____。F浮单位____→ρ液单位____→V排单位____→g取____N/kg。____________________________
3. 「浸在液体中」包括两种情况：①____→V排____V物→②____→V排____V物。____________________________
4. 阿基米德原理也适用于____→F浮=____（热气球上升→空气的浮力）。____________________________
（三）溢水杯验证实验
图1 溢水杯+弹簧测力计→定量验证F浮=G排液
5. 实验步骤：①测____重力G→②物体浸没水中→测____F拉→F浮=____→③测____重力G桶→④测____总重力G总→G排液=____→⑤比较F浮与G排液→结论：____。____________________________
6. 实验关键→溢水杯必须____→若未装满→G排液偏____（大/小）→无法验证F浮=G排液。____________________________
（四）压力差推导→从根源到公式
7. 正方体浸没→上表面受向下压力F1=____×S→下表面受向上压力F2=____×S→F浮=F2-F1=ρ液g(____)S=ρ液g____=____→与阿基米德原理____（一致/矛盾）。____________________________
8. 由压力差公式可知→F浮与____无关→因为公式中没有____（深度h不出现）→第1课时的实验结论得到公式证明。____________________________
（五）不受浮力的特例
9. 物体下表面与容器底部____→液体无法进入→F向上=____→F浮=____。实例：①____→②____→③水堵头。判断标准：下表面是否____。____________________________
我的疑问
______________________________________________________________________
______________________________________________________________________
三、课堂探究
探究一：溢水杯实验数据记录——验证F浮=G排液
完成以下数据记录表→并验证阿基米德原理：
测量项目 符号 数值（N）
物体重力 G ____
浸没时弹簧测力计读数 F拉 ____
物体所受浮力 F浮=G-F拉=____ ____
空小桶重力 G桶 ____
小桶+排开水总重 G总 ____
排开水的重力 G排液=G总-G桶=____ ____
验证结论：F浮（____N）____ G排液（____N）→填入「=」或「≠」。结论____（成立/不成立）。
探究二：F浮=ρ液gV排的应用——填表计算
依据F浮=ρ液gV排完成以下计算（g=10N/kg）：
情景 ρ液(kg/m3) V排(m3) 计算过程 F浮(N)
铝块浸没水中 1.0×103 2.0×10-5 ____=____ ____
铝块一半浸入 ____ ____m3 0.5×1.0×103×10×
2.0×10-5=____ ____
同一铝块浸没酒精 ____ 不变→____ 0.8×103×10×
2.0×10-5=____ ____
换大铝块(3×10-5m3)
浸没水中 1.0×103 ____ ____ ____
探究三：塑料袋演示——用阿基米德原理预测
图2 塑料袋装满水→浸没→弹簧测力计示数→变化
薄塑料袋装满水→袋中空气全部排出→挂在弹簧测力计上→缓慢浸没水中：
①开始时→塑料袋未浸入→V排=____→F浮=____→弹簧测力计示数=____（=袋中水重G）。____________________________
②塑料袋逐渐浸入→V排____→F浮____→弹簧测力计示数____。____________________________
③塑料袋全部浸没→V排=____→F浮=ρ水gV排=ρ水gV袋=____（=G/≠G）→弹簧测力计示数=____。解释：袋中水重G=ρ水gV袋→F浮=____=G→示数=G-F浮=____。____________________________
四、例题学习
例题1——溢水杯实验→读数与验证
图3 图1→物块与空桶重力=____N→图2→浸没时拉力=____N
某同学验证阿基米德原理：图1→物块与空桶挂在弹簧测力计上→读数=物重G+桶重→图2→物块浸没装满水的溢水杯中→读数=拉力+桶重+排开水重 （注意：此题不是桶重设计）。由图1→G=2N→图2→F拉=1.5N→F浮=G-F拉=____N。答案：A（0.5N）。
____________________________
关键→读了哪个数→算哪个→F浮永远=G-F拉→和桶没有关系（桶是另一组弹簧测力计测G排液的）→两组数据分开算→别混。
例题2——浮力测密度（排水法双层设计）
图4 ①空桶漂浮/②金属块浸没→V溢=20mL/③取出/④放入桶→V溢=44mL
步骤②→金属块浸没→溢出20mL水→V物=____mL=____cm3。步骤④→金属块放桶中→桶仍漂浮→增大的浮力=金属块____→新增排开水44mL→增大的G排液=ρ水g×44mL→m物=____g。ρ物=m物/V物=____/____=____g/cm3。答案：D。
____________________________
例题3——质量相等→浮力比较
图5 木/铝/铁→质量相等→状态不同→比较F浮
质量相等→G相等。木块漂浮→F浮木____G（=/≠）。铝/铁→沉底→F浮____G（>/<）。所以F浮____最大。铝/铁均浸没→V排=____→ρ铁____ρ铝→V铁____V铝→V排铁____V排铝→F浮铁____F浮铝。综合→F浮最小的是一____。
____________________________
五、课堂练习（A组基础·B组提高）
A组 基础巩固
1. 阿基米德原理→F浮=____=____=____。
____________________________
2. 物体浸没水中→V排=____。物体一半露出水面→V排=____。
____________________________
3. 溢水杯装水→若未装满→G排液偏____→F浮与G排液____（相等/不相等）。
____________________________
4. 桥墩→____（受/不受）浮力→因为____。
____________________________
5. 塑料袋装满水→全部浸没水中→弹簧测力计示数=____N→原因：F浮=____=袋中水重→G-F浮=____。
____________________________
B组 能力提高
6. 体积相等的甲/乙/丙/丁四个球→甲（酒精·漂浮）/乙（酒精·悬浮）/丙（水·悬浮）/丁（水·沉底）。浮力最小的（ ）。A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
____________________________
7. 同一铁块→水→F浮1→盐水→F浮2→酒精→F浮3→比较大小（ ）（ρ盐水>ρ水>ρ酒精）。A.F浮1>F浮2>F浮3 B.F浮2>F浮1>F浮3 C.F浮3>F浮2>F浮1 D.相等
____________________________
8. 质量相等的木块（漂浮）和铁块（沉底）→浮力大小（ ）。A.木块大 B.铁块大 C.一样大 D.无法比较
____________________________
六、课堂小结
阿基米德原理→F浮=____ = ____ = ____。三个核心→①浮力等于____→不是物体的重力！②F浮与____和____有关→与____无关（公式中没有h）。③V排____V物→部分浸入时____→浸没时____。不受浮力→____面没有液体→____=0。____________________________
七、课后作业
1. 计算：一铝块（ρ=2.7×103kg/m3，体积V=2.0×10 5m3）→求：①铝块重力G=____N→②浸没水中→F浮=ρ水gV排=____N→③弹簧测力计读数F拉=G-F浮=____N→④同一铝块浸没酒精中→F浮'=____N→F拉'=____N。
2. 实验设计：设计一个实验→利用溢水杯和弹簧测力计→验证「F浮与液体密度有关」→写出步骤和预期结果。
3. 辨析题：下列说法正确的是（ ）。A.V排越大F浮越大 B.物体越重F浮越大 C.物体越深F浮越大 D.F浮与ρ液和V排有关。说明选与不选的理由。
4. 拓展题（选做）：查阅资料→阿基米德鉴定王冠的故事→写出他对科学方法的主要贡献（100字）。
参考答案
（先独立完成再核对答案。）
二、课前预习 答案
故事→身体浸入水中的体积/王冠/纯金/排开水的体积。
1. 向上/排开/重力。2. G排液/ρ液gV排/F浮/N/kg/m3/N/m3/10。3. 部分浸入/三、课堂探究 答案
探究一：依实测数据→F浮=G排液→成立。
探究二：情景1→ρ液gV排=1.0×103×10×2.0×10 5=0.2N。情景2→ρ液相同=1.0×103/1.0×10 5m3（一半）/0.1N。情景3→0.8×103/2.0×10 5/0.16N。情景4→3×10 5/0.3N。
探究三：①0/0/G。②增大/增大/逐渐变小。③V袋/G/G/G/0。
四、例题 答案
例1：2N/1.5N/0.5N。例2：20/20/重力/44/44/20/2.2。例3：=/五、课堂练习 答案
A组：1.G排液/ρ液gV排。2.V物/0.5V物。3.小/不相等。4.不受/下表面无水→F向上=0。5.0/G排水/0。
B组：6.A（甲V排最小/ρ酒精<ρ水→综合V排甲最小→F浮甲最小）。7.B（ρ液越大→F浮越大→盐水>水>酒精）。8.A（木块F浮=G/铁块F浮F浮铁）。
七、课后作业 提示
1.①G=mg=ρVg=2.7×103×2.0×10 5×10=0.54N→②F浮=1.0×103×10×2.0×10 5=0.20N→③F拉=0.54-0.20=0.34N→④F浮'=0.8×103×10×2.0×10 5=0.16N→F拉'=0.54-0.16=0.38N。2.参照探究二→同一物体分别浸没水和酒精→F浮不同→F浮与ρ液有关。3.D正确/A→要ρ液相同前提下/A未指明/B→浮力取决于V排和ρ液→不是物重/C→F浮与深度无关。4.略。

展开更多......

收起↑