资源简介

第2节　阿基米德原理
教学目标
【知识与技能】
1．通过实验探究知道影响浮力大小的因素．
2．理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力大小．
【过程与方法】
1．经历科学探究浮力大小的过程，培养探究意识，提高科学探究能力．
2．培养学生的观察、分析、概括能力，发展学生处理信息的能力．
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．
【情感、态度与价值观】
1．通过实验探究，培养学生尊重科学、实事求是的科学态度．
2．在解决问题的过程中，有克服困难的信心和决心，能体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦．
3．通过运用阿基米德原理解决实际问题，意识到物理与生活的密切联系．
重点难点
【重点】
1．知道浮力的大小与哪些因素有关．
2．阿基米德原理的实验探究及其应用．
【难点】
实验探究浮力与排开液体重力的关系，正确理解阿基米德原理的内容．
教学过程
知识点一　浮力的大小与哪些因素有关
【自主学习】
阅读课本P172－173，完成以下问题：
物体在液体中所受的浮力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深度无关．
【合作探究】
探究一　浮力的大小与哪些因素有关
1．实验目的：探究影响浮力大小的因素.
2．实验猜想
(1)猜想一：液体对物体产生浮力，浮力的大小可能与液体的密度有关，故猜想浮力可能与液体的密度有关.
(2)猜想二：浮力是在液体中产生的，不同深度，液体压强不同，浮力也可能不同，故猜想浮力可能与物体浸入液体中的深度有关.
3．实验器材：相同的试管(口径比鸡蛋大点)、相同的烧杯各两个，鸡蛋，弹簧测力计，圆柱形铁块，小石块，清水，盐，细线等.
4．实验方法：控制变量法.
5．设计并进行实验
(1)设计实验验证猜想一：浮力的大小可能与液体的密度有关．
如图所示，把鸡蛋放入清水中，然后逐渐加盐，改变液体的密度，直至鸡蛋上浮至液面．此实验证明了第一个猜想．
结论：浮力的大小跟液体的密度有关．
(2)设计实验验证猜想二：浮力的大小可能与物体浸没在液体的深度有关．
实验一
结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关.
实验二
甲　　　乙
在如图乙所示的实验中，同一物体完全浸没液体中时，改变物体在液体中的深度，观察弹簧测力计示数的变化．
结论：浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关．
6．整理实验器材．
7．分析与论证：物体在液体中所受的浮力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深度无关．浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大.
【教师点拨】
注意：物体浸没在液体中的深度改变时，上、下表面的压力差不变，浮力不变.
【跟进训练】
1．绳子的下端系着一个铁块，当铁块浸没在水中后剪断绳子，铁块下沉的过程中它受到的浮力将(　C　)
A．逐渐变大　
B．逐渐变小
C．保持不变　
D．变为零
2．将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中．放手后发现：实心球沉入水底，而乒乓球浮出水面，如图所示，比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小．则(　A　)
A．实心球受到的浮力大
B．它们受到的浮力一样大
C．乒乓球受到的浮力大
D．不能确定
知识点二　阿基米德原理
【自主学习】
阅读课本P173－175，完成以下问题：
浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小．用公式表示就是F浮＝G排.这就是阿基米德原理．
【合作探究】
演示　阿基米德的故事给我们的启发
1．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.
2．想想做做
如图所示，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．
3．物体的体积与密度的乘积等于物体的质量．浮力大小跟它排开的液体的体积和液体的密度有关．排开的液体中的体积越大、液体的密度越大，排开的液体的质量也越大，而液体的重力大小跟它的质量成正比．因此，我们可以猜想：浮力的大小跟排开液体的重力有关.
探究二　浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1．实验目的：探究浮力与物体排开液体重力的定量关系.
2．实验方法：排液法.
3．实验器材：弹簧测力计，溢水杯，空杯子，石块，水，细线等.
4．进行实验
(1)如图甲所示，先用弹簧测力计分别测出石块和空杯所受的重力．
(2)如图乙所示，把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空杯接从溢水杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数．
(3)如图丙所示，用弹簧测力计测出接了水后杯子和水的总重力．
(4)测量数据填入实验数据表格：
次数
1
2
3
石块的重力G石/N
石块在水中测力计示数F/N
浮力F浮/N
杯、水的总重G总/N
空杯重G杯/N
排开水所受的重力G排/N
注意：用不同物体、不同液体多做几次实验.
5．整理实验器材．
6．分析数据得出结论：浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小.
知识拓展　对阿基米德原理的进一步理解
1．关于阿基米德原理的讨论．
(1)物理公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排.G排是指物体排开液体所受的重力；ρ液是指液体的密度；V排是指物体排开的液体的体积.
(2)公式F浮＝ρ液gV排表明，浮力大小只和ρ液、V排有关，浮力大小与物体的形状、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.
2．对阿基米德原理的理解
(1)如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况．
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.
(2)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(3)同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同.根据公式F浮＝ρ液gV排，浸没时，V排＝V物，当ρ液不同时，浮力也随之变化．
例题　一个体积为300
cm3的物体浮在水面上，它的体积露出水面，它受的浮力是多少？(g取10
N/kg)
解答　根据阿基米德原理知F浮＝G排液＝ρ液gV排．据题意V排＝V，F浮＝ρ液gV排＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×10－4
m3＝1
N.
【教师点拨】
1．用同一个物体进行实验时，多测量几次的目的是减小误差.
2．本实验要更换物体或液体，进行多次测量，目的是使实验结论更具有普遍性.
3．若溢水杯没有装满水，会导致排到小桶内的水的质量小于物体排开的水的质量，最终得到物体受到的浮力大于溢出的水所受的重力的错误结论．
4．物体的体积与排开液体的体积是不同的．当物体浸没在液体中时，物体的体积等于它排开的液体的体积；当物体没有浸没时，物体的体积大于它排开的液体的体积．
5．阿基米德原理的公式适用于求液体和气体中物体所受浮力的情况．
【跟进训练】
1．如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，最终沉到底部，则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是(　C　)
A．两者体积相等，小烧杯中水的质量较小
B．两者体积相等，小烧杯中水的质量较大
C．金属球受到的浮力等于小烧杯中水的重力
D．金属球受到的浮力大于小烧杯中水的重力
2．某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的四次测量，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4，则(　B　)
A．F浮＝F1－F2　
B．F浮＝F4－F1
C．F浮＝F2－F3　
D．F浮＝F2－F4
3．铁块的体积是100
cm3，全部浸入水中时，排开水的体积是100
cm3，排开的水重是1
N，受到的浮力是1
N．如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是1
N．(g取10
N/kg)
4．在空气中用弹簧测力计测得某石块重5
N；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为2
N，求该石块的密度．(g取10
N/kg)
解：浮力F浮＝G－F＝5
N－2
N＝3
N，石块的体积V石＝V排＝＝＝3×10－4
m3，石块的密度ρ石＝＝＝＝1.33×103
kg/m3.
课堂小结
1．物体在液体中所受的浮力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深度无关．
2．阿基米德原理
(1)阿基米德原理：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力．
(2)用公式表示为F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排．
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．(共38张PPT)
八年级物理（HK）
教学课件
物理沪科版
八年级全册
第九章
浮力
第九章　浮
力
第2节
阿基米德原理　
学习目标
新课目标
1.通过实验探究知道影响浮力大小的因素.（重点）
2.理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力大小.（重点、难点）
新课引入
　　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？
新课讲解
浮力的大小与哪些因素有关
一
视频：实验探究影响浮力大小的因素
猜想一：浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想二：浮力的大小可能与物体浸没在液体
的深度有关
实验与探究
1.实验目的：探究浮力的大小与哪些因素有关
2.实验猜想
4.实验方法：通过上面的器材我们应用控制变量法
研究浮力大小与哪些因素有关.
3.实验器材
相同的试管（口径比鸡蛋大点）、相同的烧杯各两个，鸡蛋，弹簧测力计，圆柱形铁块，小石块，清水，盐，细线等.
设计实验验证猜想一：
结论：浮力的大小跟液体的密度有关.
浮力的大小可能与液体的密度有关
5.设计并进行实验
如图所示，把鸡蛋放入清水中，然后逐渐加盐，改变液体的密度，直至鸡蛋上浮至液面.此实验证明了第一个猜想.
结论：浮力的大小跟物体
排开液体的体积有关.
设计实验验证猜想二：
浮力的大小可能与物体
浸没在液体的深度有关
实验1
实验2
在如右图所示的实验中，同一物体完全浸没液体中时，改变物体在液体中的深度，观察弹簧测力计示数的变化.
结论：浮力的大小跟物体
浸没在液体中的深度无关.
物体在液体中所受的浮力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深度无关.浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大.
6.整理实验器材
7.分析与论证
阿基米德原理
二
通过实验探究，我们已经知道浮力的大小与物体排开液体的体积及密度有关.那么浮力的大小与物体排开液体所受的重力有怎样的关系呢？
1.实验目的：探究浮力与物体排开液体重力的定量关系.
实验与探究
2.实验方法：排液法
3.实验器材：弹簧测力计，溢水杯，空杯子，石块，水，细线等.
将测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体多做几次实验.
4.进行实验
图1
图2
图3
次数
石块的重力G石/N
石块在水中测力计示数F
'/N
浮力
F浮/N
杯、水的总重
G总/N
空杯重
G杯／N
排开水所受的重力G排/N
1
2
3
4
2.15
1.35
1.10
0.3
2.15
1.80
0.35
0.65
0.3
0.35
2.15
1.60
0.55
0.85
0.3
0.55
0.80
0.80
实验数据表格
浮力的大小等于物体排开液体所受重力的大小.
6.分析数据得出结论：
5.整理实验器材.
视频：实验验证阿基米德原理1
视频：实验验证阿基米德原理2
视频：实验验证阿基米德原理3
1.内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小.
2.数学表达式：F
浮=G
排
4.适用范围：液体和气体
3.用于计算的导出式：
F
浮=
G
排=
m
排g=ρ液
gV
排
公式法
阿基米德原理
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力等于其排开的水所受到的重力.
（1）区分：浸没、浸入、浸在、没入.
（2）F浮＝ρ液gV排
ρ液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积.
（3）F浮＝ρ液
gV排表明浮力大小只和
ρ液、V排有关，浮力大小与物体的形状、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.
关于阿基米德原理的讨论
对阿基米德原理的理解
（1）如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况.
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.
浸没
部分浸入
（2）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力.
A.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
B.部分浸入时：
V排=V浸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浸
（3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同.
根据公式
F浮=ρ液g
V排，浸没时，
V排
=
V物，当ρ液不同
时，浮力也随之变化.
（4）阿基米德原理同样适用于气体.
边长为3cm，密度为2×103kg/m3的一个立方体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船（如图所示），浮在水面，小船所受浮力是多少？
(g取10N/kg)
典例与精析
橡皮泥小船比橡皮泥立方体能排开更多的水，说明采用“空心”的办法能增大可供利用的浮力，据此人们用密度大于水的钢铁制造了轮船.
讨论与交流
死海之谜
在死海中，海水的密度高达1.18×103
kg/m3.人们可以很轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！你知道其中的原因吗？提出你的解释，和同学交流.
浮力的大小
浮力大小的决定因素
阿基米德原理
公式：F浮=
G排
内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小.
适用范围：气体和液体
物体浸在液体中的体积（V排）
液体的密度（ρ液）
课堂小结
1.如图所示，甲、乙两球体积相同，浸在水中静止不动，
则（
）
甲
乙
A.两球受到的浮力一样大
B.乙球受到的浮力大
C.甲球受到的浮力大
D.条件不足，无法确定
C
课堂训练
2.将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，它们受的浮力（
）
A.相等
B.铜球最大
C.铝球最大
D.铁球最大
3.下面关于浮力的说法中，正确的是（
）
A.只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大
B.只要物体的体积大，所受的浮力一定大
C.物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，与物体的形状及浸没在液体中的深度无关
D.阿基米德原理只适用于液体
C
C
4．弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的1/3，这个物体的密度是（
）
A.
1/3×103
kg/m3
B.
2/3×103
kg/m3
C.
3×103
kg/m3
D.
3/2×103
kg/m3
5．铁块的体积是100
cm3，全部浸入水中时，排开水的体积是
cm3,排开的水重是
N，受到的浮力是
N.如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是
N.（g
取
10
N／kg）
D
100
1
1
0.8
解：浮力F浮=G
-F
=5
N-2
N=3
N，石块的体积V石=V排=
石块的密度
6.在空气中用弹簧测力计测得某石块重5
N；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为2
N，求该石块的密度.（g
取10
N/kg）
谢谢聆听！
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
有大把高质量资料？一线教师？一线教研员？
欢迎加入21世纪教育网教师合作团队！！月薪过万不是梦！！
详情请看：
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php

展开更多......

收起↑