資源簡介

中小學教育資源及組卷應用平臺
【大單元整體教學】物理學科人教版八年級下冊
第十章 分課時設計
課題 阿基米德原理
課型 新授課 √ 復習課 試卷講評課 其他課
1.教學內容分析 《阿基米德原理》是初中物理知識中的一個重要規律，是初中物理課程的重要教學內容。本節課教學內容是對上一節課探究浮力的大小與什么因素有關這一問題的基礎上，進一步做的完善和具體化，是理解和把握浮力知識應用的基礎，也是本章教學內容的核心。學生已經明確物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的體積有關，跟液體的密度有關;物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。本節由“阿基米德的靈感”“浮力的大小”兩部分內容構成。教材在實驗環節并沒有將最終的實驗步驟展示出來，而是從如何測量浮力，如何測量排開液體受到的重力這個角度進行了實驗的初步說明，這就為學生學習如何設計實驗指明了方向，教師在教學中可以利用教材的這個設計特點強化學生的設計思想。
2.學習者分析 學生在日常生活的積累中對浮力已有了一定的感性認識,但要把有關浮力的認識從感性提高到理性，需要綜合運用各方面的知識，如力的測量、重力、二力平衡、密度等重要知識，還需要對這些知識進行科學的分析、推理、歸納等。現實存在的問題是部分學生實驗設計能力不足，進行實驗是跟著教材中的現成步驟進行，沒有自己的明確思路。
3.學習目標確定與教學重難點 （1）經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的實驗過程，培養探究意識，提高科學探究能力；（2）通過實驗過程，學習從實驗數據分析，歸納物理學規律，培養學生初步的科學探究能力；（3）能復述阿基米德原理并書寫出其數學表達式，能利用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排計算簡單的浮力問題；本節教學的重點是阿基米德原理的實驗探究及其應用，理解阿基米德原理并應用阿基米德原理進行相關計算。教學難點是阿基米德原理的理解和應用。
4.評價量表 《阿基米德原理》的評價量表任務列表任務要求（滿分：20分）學生自評同學互評教師評價任務一：浮力大小能參與實驗設計，進行實驗，說出阿基米德原理的內容及公式（10分）任務二：利用F浮=G排和F浮=ρ液gV排計算浮力能熟練應用公式進行浮力相關判斷和計算（10分）
5.學習活動設計
教師活動 學生活動 設計意圖/學習評價
任務一：引入新課
通過上一節的探究我們知道，浸入液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸在液體中的體積和液體的密度有關。那么浮力與這兩個因素之間有怎樣的數量關系呢？對于液體的密度我們查密度表可以得到，對于物體浸在液體中的體積，我們不容易知道。能不能把它轉化成容易測量的東西呢？ 學生聆聽、思考。 激發學習興趣。
任務二：阿基米德的靈感
讓學生閱讀阿基米德的靈感，兩千多年以前，希臘學者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結果。一天，他跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？讓學生做將空易拉罐按入水中的實驗，進一步體會物體浸入水中的體積跟物體排開水的體積的關系。因為物體浸在液體中的體積就等于物體排開液體的體積，所以我們就把決定浮力的兩個因素就改成：物體排開液體的體積和液體的密度。請大家思考：物體排開液體的體積和液體的密度，跟液體的質量有什么關系？跟液體的重力有什么關系？進一步思考浮力和物體排開的液體的重力可能是什么關系呢？明確實驗要探究的問題就是浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關系。 讓學生將空易拉罐慢慢按入水中，學生在實驗時觀察易拉罐浸入水的多少與排開水的多少的關系，同時感受浮力的大小。分析推理：易拉罐浸入水中的體積越大，排開水的體積就越大即：物體浸入水中的體積=物體排開水的體積。學生回答：物體排開液體的體積和液體的密度的乘積就是物體排開液體的質量。物體排開液體的質量跟物體排開液體的重力成正比。 學習一些科學史知識，又為下面的探究做好鋪墊。聯系前面學習過的知識，獲取新的知識。
任務三：浮力的大小
探究的問題：浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關系。引導學生思考設計實驗方案需要解決的兩方面的問題：①如何測量物體受到的浮力。②如何測量被物體排開的液體的重力。在此基礎上確定實驗器材，設計實驗步驟，需要記錄的實驗數據和表格。實驗所需的器材：彈簧測力計，石塊，盛有液體的燒杯，溢水杯，小桶等。指導學生按步驟實驗：①用彈簧測力計測出空小桶的重力G桶；②用彈簧測力計測出小石塊的重力G物；③將石塊體浸沒在盛滿水的溢水杯中，記下彈簧測力計的示數F拉；④用彈簧測力計測出盛水小桶的總重力G桶+水；⑤計算出小石塊受到水的浮力F浮和排出水的重力G排。實驗數據記錄在表格中。把上面的數據填入到下面的表格中次數物體所受重力/N物體在水中彈簧測力計讀數/N浮力/N小桶和排開的水受到的重力/N小桶的重力/N排開水所受到的重力/N1 2 師生分析數據，總結歸納出阿基米德原理：（1）內容：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體的重力。（2）表達式：F浮=G排（3）導出式：F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 學生思考討論并回答：可以用“稱重法”測量浮力。要測量被物體排開的液體的重力，學生能夠想到可以采用不同的方法：一種方法是讓排開的液體流進小桶，用彈簧測力計測出小桶和液體的總重力，減去空桶的重力就是被物體排開的液體的重力。另一種方法是讓排開的液體流進量筒中，利用公式計算出排開液體的質量，再根據求出排開液體的重力。還有一種方法是利用重力可以忽略的塑料袋。讓排開的液體流進塑料袋，用彈簧測力計測出塑料袋中液體的重力，其數值約等于被物體排開的液體所受的重力。學生分組實驗，歸納總結得出阿基米德原理。 培養學生設計并進行實驗的能力。【評價標準】能參與實驗設計，進行實驗，說出阿基米德原理的內容及公式（10分）能完整進行實驗，說出阿基米德原理的內容及公式（8分）能熟記阿基米德原理的內容及公式（6分）
任務四：利用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排計算
結合例題指出利用阿基米德原理解決浮力問題時需要注意以下幾點：（1）原理中的“浸入液體里的物體”包含兩種狀態，一是物體的全部都浸沒在液體中V排＝V物；二是物體的一部分浸在液體中，一部分露出液面V排6.板書設計1．阿基米德的靈感影響浮力的因素2．浮力的大小（1）阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于被它排開的液體所受的重力（2）用公式表示為F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排
7.作業與拓展學習設計 1．如圖所示，將空的飲料罐開口朝上，緩緩按入裝滿水的桶過程中（未浸沒），桶中水不斷溢出，手用力的將越來越大。這是因為飲料罐受到浮力大小 ，飲料罐底部受到水的壓強將 。水桶底部受到桶內水的壓力將 （均選填“變大”“不變”或“變小”）。 【答案】 變大 變大 不變【詳解】[1]將空的飲料罐開口朝上，緩緩按入裝滿水的桶中（飲料罐未浸沒），飲料罐排開的液體的體積逐漸變大，根據浮力大小逐漸變大。[2]由于將空的飲料罐開口朝上，緩緩按入裝滿水的桶中，飲料罐底部在水中的深度增大，故根據飲料罐底部受到水的壓強將增大。[3]飲料罐是按入裝滿水的桶中，水溢出，桶中的水的深度不變，故根據可知水桶底部受到桶內水的壓強將不變，根據水桶底部受到桶內水的壓力將不變。2．在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，小凱同學將重為4.5N的物體掛在彈簧測力計下浸沒在鹽水中，彈簧測力計的示數如圖所示，則物體受到的浮力為 N，現向鹽水中再加入適量的鹽，彈簧測力計的示數會 （選題“變大”、“變小”或“不變”）。【答案】 2.3 變小【詳解】[1]由圖示可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，示數為2.2N，則物體受到的浮力F浮＝G﹣F＝4.5N﹣2.2N＝2.3N[2]向鹽水中再加入適量的鹽，鹽水的密度將變大，由于浮力大小與排開液體的體積和液體的密度有關，由式子可知，當排開液體的體積一定時，液體的密度越大，物體受到的浮力將越大，所以彈簧測力計的示數將變小。3．將邊長為的一個立方體銅塊浸沒在水中，它排開水的質量是 ，排開水的重力是 N；如果把它浸沒在酒精中，它受到的浮力 （選填“變大”或“變小”）。（，g取）【答案】 1 10 變小【解析】略4．將重力相等的實心銅球、鐵球、鋁球浸沒在水中，它們受的浮力（ρ銅＞ρ鐵＞ρ鋁）（　　）A．相等 B．銅球最大C．鋁球最大 D．鐵球最大【答案】C【詳解】實心銅球、鐵球、鋁球重力相等，則質量相等，ρ銅＞ρ鐵＞ρ鋁，根據可知鋁球的體積最大，則鋁球排開液體的體積最大，根據，鋁球受的浮力最大，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。5．如圖所示，體積相同的鐵球、鋁塊和木塊，浸在液體中的情況如圖所示，則（　　）A．木塊受到的浮力最大 B．鐵球受到的浮力最小C．鋁塊受到的浮力最大 D．它們受到的浮力一樣大【答案】D【詳解】由阿基米德原理可知，浸在液體中的物體受到的浮力大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積有關。由圖可知，三個物體的形狀、密度和所在位置不同，但都完全浸在同種液體中，排開液體的體積相同，所以三個物體受到的浮力大小相同，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。6．用彈簧測力計懸掛一實心物體，將物體從水面上方某一高度勻速下降，如圖甲所示，物體下放過程中，彈簧測力計示數F與物塊下表面下降高度h的關系如圖乙，根據圖中信息，可知（　　）A．物體受到的最大浮力是5NB．物體的體積是500cm3C．物體的密度是kg/m3D．物體浸沒后，下表面受到水的壓力保持不變【答案】C【詳解】A．由圖乙可知，物體的重力為9N，當物塊下表面浸入水中的深度大于8cm時，彈簧測力計的示數不變，表明物塊全部浸沒于水中，排出水的體積最大，受到的浮力最大，對物塊進行受力分析，可得G=F+F浮代入數據可得浮力為4N，故A不符合題意；B．由阿基米德原理可得物體的體積為故B不符合題意；C．物塊的質量為物塊的密度為故C符合題意；D．物體浸沒后，其下表面受到的水的壓力與水在該處的壓強有關，液體壓強隨著深度增加而增加，所以深度越深受到的水的壓力越大，故D不符合題意。故選C。7．為驗證阿基米德原理，小明用彈簧測力計、小石塊、燒杯、小桶、水、細線進行操作，實驗步驟如圖A、B、C、D、E所示。（1）他的操作步驟中有一處錯誤，請幫他指出，錯誤步驟： （只要填圖所標的序號）。（2）改正錯誤后重新進行實驗，A、B、D、E四幅圖中彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4。①由A圖和 圖中彈簧測力計的示數可以求出小石塊受到的浮力；②如果關系式 （用測量符號表示）成立，就可以驗證阿基米德原理。要想全面驗證阿基米德原理，接下來應該 。（3）若小明在D步驟中，小石塊未能完全浸沒到液面下，其它測量均正確，是否也能得到③中所填寫的關系式？ （選填“能”或“不能”）【答案】 C D 更換小石塊，多次實驗 能【詳解】（1）[1]由圖可知，C圖為溢水杯，其中水面沒有達到溢水杯口，當物體排開水時，水不會馬上溢出，測得排開水的重力變小，故錯誤。（2）[2]由A圖可知小石塊重力F1，由D圖可知小石塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數F3，則小石塊受到的浮力[3]由B圖可知小桶的重力F2，由圖E可知溢出的水和小桶的總重力F4，則被排開液體的重力如果排開水所受的重力等于物體所受的浮力，就應有F浮=G排，即如此就驗證了阿基米德原理。[4]上述步驟不能全面驗證阿基米德原理，因為測量了一組數據，具有偶然性，不能得出普遍規律，故應更換其它石塊，多次實驗。（3）[5]小石塊未完全浸沒，排出液體的重力減小，所受浮力減小，但仍然符合阿基米德原理，就可以得到關系式。8．在學習浮力時，小明在家里做了一些有趣的小實驗。（1）把雞蛋放入清水中，發現它會沉在水底，不斷在清水中加鹽，下沉的雞蛋會浮到水面上。根據這個現象，我們可以猜想，物體受到的浮力大小可能跟 有關；（2）將浮于水面的盆子向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多（如圖乙）。針對這一現象，小明做了如下猜想：“物體在水中所受浮力大小可能與 有一定關系”；（3）經過進一步思考后發現，盆子浸入水中的部分越多，盆子排開的水就越多，排開水的重力就越大。浮力大小與排開水的重力有什么關系呢？在老師的幫助之下，小明又繼續進行了實驗。圖丁是“探究浮力的大小與排開水所受重力關系”的情景。請根據圖示完成下面的填空。①石塊排開的水所受的重力G排= N；②實驗結果表明：浸在水中的物體受到的浮力 物體排開水所受到的重力；（選填“大于”、“等于”或“小于”）③在實驗中，小明發現石塊排開水的重力明顯小于所受的浮力，排除測量誤差因素的影響，造成這種結果的原因可能是： 。（寫出一種即可）（4）這次實驗完成后，還應 才能得出普遍性結論。【答案】 液體密度 排開液體的體積有關 1.2 等于 見解析 見解析【詳解】（1）[1]把雞蛋放入清水中，發現它會沉在水底，此時浮力小于重力。不斷在清水中加鹽，鹽水的密度逐漸增大，下沉的雞蛋會浮到水面上，此時浮力等于重力，重力不變，故這個過程中浮力變大，根據這個現象，我們可以猜想，物體受到的浮力大小可能跟液體密度有關。（2）[2]將浮于水面的盆子向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多時，手感受到的反作用力越大，故猜想物體所受浮力可能與物體排開液體的體積有關。（3）[3]空桶的重力為1N，桶與排開水的重力之和為2.2N，則排開水的重力為 [4]物體在水中所受浮力所以，浮力等于排開水所受重力。[5]小明發現石塊排開水的重力明顯小于所受的浮力，可能是因為溢水杯中沒裝滿水，石塊開始進入水中時排開的水沒有溢出來。（4）[6]為了避免偶然性，得出普遍性結論，還應換用不同種類的液體，重復實驗。
8.教學反思與改進本節課采用探究教學方法，使學生明白阿基米德原理這一知識的生成過程，從而更深刻地理解這一原理的內涵，同時有利于學生對科學本質的認識。學生通過討論并在動手實驗的基礎上去驗證猜想，然后引導學生通過分析、歸納的方法提出物體所受的浮力跟它所排開液體的重力相等的假設。最后讓學生分組進行實驗設計和實驗操作去驗證這一假設。在教學的各個環節中，有意識地引導學生主動地思考并給學生討論、交流的機會。
作業設計
10.2阿基米德原理課時作業（時間：40min）
【基礎訓練】
知識點1：探究物體的浮力和物體排開液體受的重力大小的關系
1．圖是驗證阿基米德原理的實驗步驟示意圖，依次讀出甲、乙、丙、丁圖中彈簧測力計的示數分別為、、、。
（1）物塊受到的浮力 ；
（2）物塊排開的液體受到的重力 ；
（3）若 則說明本次實驗結果符合阿基米德原理。（選填“=”或“≠”）
【答案】 =
【詳解】（1）[1]由稱重法知道，物塊受到的浮力
（2）[2]石塊排開的水的重力為
（3）[3]基米德原理反映了物體所受浮力與排開液體重力的關系，即
F浮=G排
若驗證成功，則F1、F2、F3、F4之間應滿足關系式是
2．如圖是小青“探究浮力大小跟哪些因素有關”的實驗，彈簧測力計示數的大小關系是：．

（1）乙圖中物塊受浮力大小的表達式， ；
（2）小青比較甲、乙、丙三圖，得出浮力大小與深度有關的結論，有同學指出這個結論不可靠，原因是 ；
（3）如果實驗中水的密度大于液體的密度，則彈簧測力計示數大小關系應滿足 （選填“大于”、“等于”或“小于”）。
【答案】 沒有控制物體排開液體的體積相同 小于
【詳解】（1）[1]甲圖中物體的重力大小等于，乙圖中彈簧測力計對物體的拉力大小為，根據稱重法物塊受浮力大小的表達式
（2）[2]比較甲、乙、丙三圖可知，液體的密度不變，金屬塊排開的液體的體積不同，由于沒有控制物體排開液體的體積相同，所以不能探究浮力大小與深度的關系，因此，結論不可靠。
（3）[3]丙、丁兩圖物體全部浸沒，排開液體體積相同，由于
根據可知
根據可知，在水中受到的浮力
在某液體中受到的浮力
則
因此
知識點2：阿基米德原理
3．將一重為100N的物體，放入一盛滿水的溢水杯中，從杯中溢出了50N的水，則物體受到的浮力是（　　）
A．100N B．50N C．60N D．110N
【答案】B
【詳解】阿基米德原理的內容是：浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開液體受到的重力。因此物體受到的浮力為
故選B。
4．下列關于浮力的說法正確的是（　　）
A．只有浸在液體里的物體才受到浮力，浸在空氣中的物體不受浮力
B．只有漂浮在液體表面的物體才受到浮力，下沉的物體不受浮力
C．物體在液體中浸沒得越深，所受浮力越大
D．浸沒在液體中的物體受到的浮力大小取決于液體的密度
【答案】D
【詳解】A．浸在液體里的物體受到浮力，在空氣中的物體也受到浮力，故A錯誤；
B．漂浮的物體受浮力，下沉的物體也受浮力，故B錯誤；
C．當物體完全浸入液體中時，V排不變，由阿基米德原理可知浮力不變，與深度無關，故C錯誤；
D．浸沒在液體中的物體，排開液體的體積不變，由阿基米德原理可知受到的浮力大小取決于液體的密度，故D正確。
故選D。
【能力提升】
1．水下飛天洛神舞《祈》深受觀眾好評，如圖所示，當演員何灝浩從水中向水面“飛行”，但未露出水面的過程中，她所受水的壓強 （填“變大”“不變”或“變小”）；若她潛在水中時，排開水的體積約為，則她在水中所受浮力為 N（g取10N/kg）。
【答案】 變小 800
【詳解】[1] 當演員何灝浩從水中向水面“飛行”，但未露出水面的過程中，她所處的深度變小，由可知她所受水的壓強變小。
[2] 她排開水的體積約為80dm3，則浮力為
2．如圖所示，一個重10N的鐵塊掛在彈簧測力計上，將它浸沒在盛滿水的溢水杯中，靜止時彈簧測力計的示數為6N。則鐵塊受到的浮力是 N，溢出水的質量是 kg。（g取10N/kg）
【答案】 4 0.4
【解析】略
3．在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，示數是，當把零件浸沒在水中時，測力計的示數為，金屬零件受到的浮力是 ；此金屬零件的體積是 。
【答案】 1 1×10-4
【詳解】[1]由稱重法可知，零件所受的浮力
F浮=G-F示=7.5N-6.5N=1N
[2]零件的體積
4．如圖所示，用細線把同一物體，以甲種方式浸沒入水中時其向上、向下的壓力差為F甲；以乙種方式浸沒入水中時其向上、向下的壓力差為F乙。則：F甲 F乙（選填“>”、“<”或“=”）。
【答案】=
【詳解】同一物體以兩種方式浸沒在液體中，排開液體的密度和體積不變，由阿基米德原理可知，物體以兩種方式浸沒在液體中，受到的浮力不變，由浮力產生的原因可知，物體受到向上和向下的壓力差將不變，故F甲=F乙。
5．關于物體受到的浮力，下列說法不正確的是（　　）
A．液體的密度越大，物體受到的浮力越大
B．物體排開水的體積越大，受到的浮力越大
C．浮力的方向與重力的方向相反
D．在液體中上升的物體受到浮力，下沉的物體也受到浮力
【答案】A
【詳解】A．物體受到的浮力與液體密度和排開液體體積有關，排開液體體積未知時，液體的密度越大，物體受到的浮力大小不能確定，故A錯誤，符合題意；
B．同一液體中，物體排開水的體積越大，受到的浮力越大，故B正確，不符合題意；
C．浮力的方向豎直向下與重力的方向相反，故C正確，不符合題意；
D．在液體中上升的物體受到浮力，下沉的物體也受到浮力，受到的浮力方向總是豎直向上，故D正確，不符合題意。
故選A。
6．形狀不同的鋁塊、銅塊和鐵塊都浸沒在水中時，受到的浮力相同。由此可以斷定這三個金屬塊的（　　）
A．質量相同 B．體積相同 C．密度相同 D．無法確定
【答案】B
【解析】略
7．小杰同學在游玩海底世界時，觀察到魚嘴里吐出的氣泡上升時的情況如圖所示，對氣泡上升時受到的浮力和氣泡內氣體壓強分析正確的是（　　）
A．浮力不變，壓強不變 B．浮力變小，壓強變小
C．浮力變大，壓強變大 D．浮力變大，壓強變小
【答案】D
【詳解】氣泡上升時，h變小，由得氣泡受到水的壓強變小，因此氣泡的體積變大，由于一定質量的氣體，體積變大，壓強變小，所以氣泡內的壓強變小；由于氣泡在上升過程中體積變大，所以根據阿基米德原理可知，氣泡所受的浮力在變大。
故選D。
8．如圖所示，物體和物體用細線連接懸浮在水中，物體重力為25N，物體重力為20N，物體體積為3.5×10-3m3，細線質量忽略不計。下列說法正確的是（　　）
A．細線對的拉力為15N
B．物體受到的浮力為15N
C．物體的體積為1×103m3
D．物體的密度為2.5×103kg/m3
【答案】A
【詳解】A．物體a的體積為3.5×10-3m3，則物體a受到浮力
物體a靜止，處于平衡狀態，細線對a的拉力
Fa=F浮-Ga=35N-20N=15N
故A正確；
B．細線對b的拉力等于細線對a的拉力，等于15N，物體b靜止，處于平衡狀態，物體b受到的浮力
F浮b=Gb-Fb=25N-15N=10N
故B錯誤；
C．由阿基米德原理可得，物體b的體積
故C錯誤；
D．物體a的密度
故D錯誤。
故選A。
9．如圖甲所示，立方體木塊下端用一段細線與之相連，細線另一端固定在容器底（容器高比細線與木塊邊長之和大得多）。現向容器中慢慢加水（如圖乙），直到裝滿容器。細線的拉力用F表示，容器中水的深度用h表示，則拉力F隨深度h的變化關系圖像是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【詳解】向容器中慢慢加水，物體浸入水中，一開始因為排開水的體積小，物體受到的浮力小于重力，細線沒有被拉直，拉力為0；隨著水的增多，排開水的體積越來越大，當物體受到的浮力大于物體重時，物體開始上升，當細線被拉直，細繩的拉力增大；當物體全浸入水中，排開水的體積不變、浮力不變，細線的拉力不變；由此可見細線的拉力是先為0，不斷增大，最后不變。故C符合題意，ABD不符合題意。
故選C。
10．向兩個完全相同且質量不計的輕質塑料瓶中裝入體積相等、密度為ρA的液體后密閉，把它們分別放在盛有密度為ρ甲、ρ乙兩種液體的容器中。如圖所示，兩容器內液面剛好相平，且兩個塑料瓶的瓶底和瓶口均相平。若塑料瓶在甲、乙兩種液體中所受浮力分別為F甲、F乙，甲、乙兩種液體對容器底部的壓強分別為p甲和p乙，則以下判斷正確的是（　　）
A．p甲＜p乙，F甲＝F乙 B．p甲＝p乙，ρ甲＞ρ乙
C．p甲＞p乙，ρ甲＜ρ乙 D．p甲＝p乙，F甲＝F乙
【答案】A
【詳解】如左圖所示，可得在甲中受到浮力為
F甲＝ρ甲V排甲g＝ρAVg
因為V排＞V，所以ρA＞ρ甲；同理右圖中乙受到的浮力為
F乙＝ρ乙V排乙g＝ρAVg
因為V排乙＜V，則ρA＜ρ乙，故ρ甲＜ρ乙。因為塑料瓶漂浮，所以F甲＝F乙＝G總瓶。由于瓶子的總重力相等，所以浮力相等即F甲＝F乙。已知液面相平即液體的深度相等，又ρ甲＜ρ乙，根據液體壓強公式p＝ρgh，可知深度相等，壓強越大，即p甲＜p乙。故A正確，BCD錯誤。
故選A。
11．小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究。探究過程及有關數據如圖所示。
（1）金屬塊浸沒在水中所受的浮力是 N；
（2）觀察A、B、C、D四個圖（填圖的序號）可得出金屬塊受到的浮力大小與 有關；
（3）小明還想在實驗室中驗證阿基米德原理
①方案一，小剛用石塊按如圖甲實驗步驟依次進行實驗。由甲圖可知，石塊浸沒在水中受到的浮力F浮= N，排開水的重力G排= N，發現F浮≠G排，造成這種結果的原因不可能是 （填字母）；
A．整個實驗過程中，彈簧測力計都沒有校零
B．步驟C中，石塊浸沒后，碰觸到溢水杯底部
②方案二，如圖乙，小明將裝滿水的溢水杯放在升降臺C上，用升降臺來調節溢水杯的高度。當小明逐漸調高升降臺，發現隨著重物浸入水中的體積越來越大，彈簧測力計A的示數 （選填“增大”、“減小”或“不變”），且彈簧測力計A的示數變化量 （選填“大于”、“小于”或“等于”）B的示數變化量，從而證明了F浮=G排。
【答案】 4 排開液體體積 0.5 0.4 A 減小 等于
【詳解】（1）[1]由圖A知道，金屬塊的重力G=10N，由圖D知道，金屬塊浸沒時彈簧測力計的示數
F′=6N
則金屬塊浸沒在水中所受的浮力為
F浮=G﹣F′=10N﹣6N=4N
（2）[2]由A、B、C、D四個圖可知，金屬塊排開水的體積不同，彈簧測力計的示數不同，受到的浮力不同，據此可得出金屬塊受到的浮力大小與排開液體的體積有關。
（3）①方案一，[3]小剛用石塊按如圖甲實驗步驟依次進行實驗。
由甲圖知道，石塊的重力F1=2N，石塊浸沒時彈簧測力計的示數F3=1.5N，則石塊浸沒在水中受到的浮力
F浮=F1﹣F3=2N﹣1.5N=0.5N
[4]空小桶的重力F2=0.5N，空小桶和排開水的總重力F4=0.9N，則排開水的重力
G排=F4﹣F2=0.9N﹣0.5N=0.4N
發現
F浮≠G排
[5]A．若彈簧測力計都沒有校零，那么四次測量結果都應加上測量前彈簧測力計示數，那么所得浮力與排開水的重力大小應不變，故A不可能，符合題意；
B．步驟C中，石塊浸沒后，碰觸到溢水杯底部，容器對石塊有支持力，測的F3偏小，則利用F浮=F1﹣F3偏大，所以B有可能，不符合題意。
②方案二 [6]如圖乙，小明將裝滿水的溢水杯放在升降臺C上，用升降臺來調節溢水杯的高度。當小明逐漸調高升降臺，重物浸入水中的體積變大，排開水的體積變大，根據F浮=ρ液gV排知道，重物受到的浮力變大，所以彈簧測力計A的示數F′=G﹣F浮變小。
[7]又因為重物浸入水中的體積越來越大時，溢出水的體積變大、溢出水的質量變大、溢出水受到的重力變大，所以彈簧測力計B的示數變大；根據阿基米德原理知道，物體所受浮力的大小和排開液體的重力相等，所以彈簧測力計A示數的變化量和彈簧測力計B的示數變化量相等，從而證明了
F浮=G排
12．小明在探究浮力的實驗中，測量浸在水中的物體所受浮力大小過程如圖1所示。
（1）由甲圖可知，物體的重力為 N；
（2）根據圖中彈簧測力計示數的變化可知，物體排開水的體積越大，所受的浮力越 。有同學認為浮力的大小與物體浸入水中的深度有關，為研究這一問題，可在圖丁后進行如下操作：改變物體 ，觀察彈簧測力計的示數是否發生變化；
（3）在上述實驗的基礎上，小明若想探究浮力大小與液體密度的關系，則應該換用一杯 （選填“質量”或“密度”）不同的液體，將物體浸沒在液體中，觀察彈簧測力計的示數，與 圖比較得出結論（選填“乙”“丙”或“丁”）；
（4）如圖2所示，圖線 （選填“a”或“b”）能用來表示物體所受浮力大小隨浸入液體深度的變化情況；
（5）另一小組在探究浮力的大小跟液體的密度關系，根據測得的實驗數據描繪出浮力與液體密度的關系如圖3，分析后發現，由于誤將物體受到的拉力當作了浮力，導致圖像甲未經過坐標原點。由此可推斷：物體受到的浮力大小與液體密度的關系圖像應該是 （選填“乙”“丙”或“丁”）。
【答案】 4 大 浸沒的深度 密度 丁 b 丙
【詳解】（1）[1]由圖甲知，彈簧測力計的分度值為0.2N，示數為4N，即物體的重力為4N。
（2）[2]由圖甲、乙、丙、丁知，物體浸入水中的體積越大，彈簧測力計的示數越小，據稱重法知，物體所受的浮力越大。所以可得：物體排開水的體積越大，所受的浮力越大。
[3]要探究浮力大小與物體浸入水中的深度的關系，應保持物體排開水的體積不變，浸入水中的深度發生改變，所以圖丁后，改變物體浸沒在水中的深度，觀察測力計示數的變化情況。
（3）[4][5]要探究浮力大小與液體密度的關系，應讓物體浸沒在不同的液體中，控制物體排開液體和水的體積相同，所以應換用一杯密度不同的液體。將物體浸沒在液體中，觀察測力計的示數，應與圖丁比較作出結論，因為圖丁中，物體浸沒在水中，則物體在液體和水中排開的體積相同。
（4）[6]物體浸入液體中，未浸沒時，浸入深度越深，排開液體的體積越大，所受的浮力越大，浸沒后，排開液體的體積不變，所受的浮力不變，所以浮力隨浸入深度的變化情況是先增大，后不變，故圖線b符合題意。
（5）[7]物體排開液體體積相同，液體密度越大，據阿基米德原理知，所受的浮力越大。而浮力越大，則物體所受的拉力越小，且浮力等于重力與拉力的差，即重力等于浮力與拉力的和，而重力保持不變，所以物體受到浮力大小與液體密度的關系的圖線與拉力與液體密度的關系的圖線的傾斜程度相同，圖3中丙符合。
13．質量為1.8千克的金屬塊，體積為2×10-4米3，浸沒在水中，求：
（1）金屬塊密度ρ；
（2）金屬塊所受浮力F浮。
【答案】（1）；（2）
【詳解】解：（1）金屬塊密度為
（2）金屬塊所受浮力為
答：（1）金屬塊密度為；
（2）金屬塊所受浮力為。
14．救援隊用吊繩打撈沉到水池底部的實心長方體沉箱，如圖甲所示，提升過程中始終以0.15m/s的速度豎直向上勻速提起，圖乙是吊繩的拉力F隨時間t變化的圖象，整個提起過程用時80s，g取10N/kg，水的密度為1.0×103kg/m3，不計水的阻力及水面高度的變化。求：
（1）開始提起（t=0）時，沉箱下表面到水面的距離；
（2）t=0時，沉箱下表面處水產生的壓強；
（3）沉箱未露出水面時所受的浮力；
（4）沉箱的體積多大。
【答案】（1）7.5m；（2）7.5×104Pa；（3）3×104N；（4）3m3
【詳解】解：（1）根據乙圖可知，實心長方體全部露出水面所用的時間為t=50s，沉箱下表面到水面的距離為
h=s=vt=0.15m/s×50s=7.5m
（2）t=0時，沉箱下表面處水產生的壓強為
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5m=7.5×104Pa
（3）根據乙圖可知，沉箱的重力為
G=8.1×104N
沉箱未露出水面時，繩子的拉力為
F拉=5.1×104N
沉箱未露出水面時勻速被提起，受到豎直向下的重力，豎直向上的浮力和繩子的拉力，這三個力彼此平衡，所以浮力
F浮=G﹣F拉=8.1×104N﹣5.1×104N=3×104N
（4）根據阿基米德原理可知沉箱的體積
答：（1）開始提起（t=0）時，沉箱下表面到水面的距離為7.5m；
（2）t=0時，沉箱下表面處水產生的壓強為7.5×104Pa；
（3）沉箱未露出水面時所受的浮力為3×104N；
（4）沉箱的體積是3m3。
15．將邊長為0.1m均勻、實心的正方體木塊投入水中。木塊靜止時有的體積露出水面，如圖所示。求：
（1）木塊靜止時，受到水的浮力是多少？
（2）木塊靜止時，木塊底部受到水的壓強是多少？
（3）若要將木塊全部浸沒在水中，則至少要向下加多大的壓力？
【答案】（1）7.5N；（2）750Pa；（3）2.5N
【詳解】解：（1）木塊的體積
V=a3=(0.1m)3=0.001m3
木塊排開水的體積
木塊受到的浮力
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×7.5×10-4m3=7.5N
（2）木塊底部距離水面的高度
木塊底部受到水的壓強
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.075m=750Pa
（3）若要將木塊全部浸沒在水中，則增大的排開水的體積
V排′=V-V排=0.001m3-7.5×10-4m3=2.5×10-4m3
至少要向下加的壓力
F=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.5×10-4m3=2.5N
答：（1）木塊靜止時，受到水的浮力是7.5N；
（2）木塊靜止時，木塊底部受到水的壓強是750Pa；
（3）若要將木塊全部浸沒在水中，則至少要向下加多大的壓力為2.5N。
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八年級物理大單元整體設計
第十章《浮力》
一、單元內容分析
本章是前三章“力”“運動和力”“壓強”內容的延伸。通過學習第七章，知道了力的基本概念和力的描述，這些都為學生正確認識和描述浮力奠定了基礎。第八章學生學習了物體平衡狀態和二力平衡條件，而本章物體的浮沉條件就是二力平衡條件的具體應用之一。第九章，由固體壓強逐步過渡到液體壓強，最后延伸到流體壓強，這些內容為學生認識浮力，領悟物體在液體和氣體中都受到浮力的作用等奠定了基礎。
本章共分三節，第一節通過觀察現象和探究實驗得出凡浸在液體中的物體都受浮力，影響浮力大小的因素，第二節探究浮力的大小和排開液體所受重力的關系，得出阿基米德原理，第三節給出浮沉條件，并利用它解釋潛艇、氣球等的原理。“浮力的利用”是討論如何應用物體的浮沉條件、阿基米德原理解決實際問題。
教材為進一步完善浮力概念的認識過程。首先是形成概念，接著是感知浮力，測量浮力，最后是分析浮力。這種設計體現了“從生活走向物理，從物理走向社會”的思想理念，這樣學生學習起來輕松，為后續學習打下堅實基礎。為進一步理順對“阿基米德原理”探究過程的邏輯關系。該實驗設計如下：探究浮力大小跟哪些因素有關。推測：浮力的大小跟排開液體重力的大小可能有關。實驗：探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系。這種設計重在讓學生認識浮力，包括測量浮力和分析浮力以及利用控制變量法來探究物理規律的邏輯關系。
二、本章課標要求
本章內容屬于課程標準中課程內容的第二個一級主題“運動和相互作用”，是該主題下的二級主題“機械運動和力”中的部分內容。內容標準要求如下：
2.2.9 通過實驗，認識浮力。探究并了解浮力大小與哪些因素有關。知道阿基米德原理，能運用物體的浮沉條件說明生產生活中的有關現象。
例 10了解潛水艇的浮沉原理。
三、本章核心素養
物理觀念：浮力、浮力的計算、影響浮力大小的因素、阿基米德原理、物體的浮沉條件、浮力的應用。
物理思維：通過建構物理模型理解浮力產生的原因。通過聯系生活實際知道物體浸在液體中的體積與物體排開液體體積的關系。通過發現問題、提出猜想、設計實驗方案，進行實驗收集證據，探究得出浮力的大小與排開液體所受重力的關系。通過建構模型和理論分析得出物體的浮沉條件。
科學探究：探究浮力產生的原因、探究影響浮力大小的因素、探究浮力大小與物體排開液體所受重力的關系。
科學態度與責任：能初步體會利用實驗能夠探究物理規律，解決科學問題。能通過實驗知道浮力的大小和那些因素有關，產生成就感，有學習物理的興趣；在實驗中實事求是進行實驗、記錄實驗數據，形成規范操作意識；形成對“反常 ”的數據進行分析和判斷的意識，培養求真務實的精神。
四、本章教學目標
（一）內容目標：
1.知道浮力的概念
2.知道浮力產生的原因；
3.知道用稱重法測量浮力；
4.知道浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關；
5.知道阿基米德原理的內容和表達式，能進行浮力的計算；
6.知道物體的浮沉條件；
7.知道浮力的應用；
（二）學業目標：
1.通過對本章內容的學習，讓學生理論聯系實際，解決實際問題。
2.通過浮力的應用，讓學生了解我國的科學技術發展，增強學生的民族自信心。
五、教學重點
1.浮力概念的建立；
2.“稱重法”測浮力；
3.阿基米德原理的實驗探究及其應用；
4.理解阿基米德原理并應用阿基米德原理進行相關計算；
5.理解物體的浮沉條件和改變物體浮沉的方法。
六、教學難點
1.浮力產生的原因；
2.浮力的大小與哪些因素有關的探究過程；
3.阿基米德原理的理解和應用；
4.綜合利用二力平衡的知識探究浮沉條件，能應用浮沉條件解釋簡單的物理現象。
七、學情分析和建議
從學生的知識維度分析：浮力是學生比較熟悉的一種力，是初中物理重點內容之一。學生在小學的科學課和日常的生活經驗中對浮力已經有了一些前概念，但是學生根據生活現象得到的一些結論有些是片面的，甚至有些是錯誤的。通過課前作業的問卷調查、訪談等形式，診斷出問題的源頭，教學中可以從學生的已有經驗和認知水平出發，設計多種學習活動。在認知有沖突的地方，有針對性的通過實驗、討論等教學手段，糾正學生的一些錯誤認識，形成新的認知平衡。
從學生的技能維度分析：八年級學生雖然已經具有一定的思維能力，但是思維的深度和廣度還不夠，思考問題往往不夠全面。這章是對前面所學的壓力、液體壓強、二力的平衡等知識的綜合應用，難度大。針對每個學生的個體差異不同，在教學過程中必須面向全體學生，滿足每個學生發展的需求，因材施教，重視物理概念的建構過程，促進學生對抽象概念的理解。教師通過實驗探究幫助學生學習和運用知識，引導學生在問題解決中提升操作技能與探究能力，發展核心素養。
從學生的素質維度分析：初中階段是人生成長的重要時期，具有很強的探索自然的好奇心和求知欲，也是學生心里發展，樹立正確人生觀，培養必備品格的關鍵期。教學中要依據核心素養內涵及學生身心發展特點，通過觀察、操作、體驗等方式，經歷豐富的實踐活動，在活動中獲得成就感，提升自尊水平。通過了解我國古代和現代科技成就，體會中華民族的智慧，培養學生實現中華民族復興的責任感與使命感。
八、本章活動主題
遼寧艦行駛在海面上，巨大、漂亮的航空母艦會對學生有很強的吸引力。這既大又重的船只為什么能漂浮在海面上、艦的自重和載重與艦的形狀間有何關系等一系列問題是學生們非常感興趣的，也是學習這一章內容后能解決的問題。遼寧艦除與這一章所要學習的浮力內容有關外，還可激發學生的愛國主義熱情、培養學生理論聯系實際和關注科技發展的意識。
九、整體教學課時安排
單元主題 任務 問題 活動
壓強 任務一：浮力（1課時） 問題1：浮力的概念 活動一：觀察思考生活中有關浮力的場景，認識浮力。活動二：用稱重法測量物體浸沒時的浮力。
問題2：浮力產生的原因 活動一：建立物理模型，分析推導得出浮力產生的原因。
問題3：浮力大小的影響因素？ 活動一：猜想、設計實驗、進行實驗收集證據，得出結論。
任務二：阿基米德原理（1課時） 問題1：阿基米德的靈感能獲得什么？ 活動一：將空易拉罐按入水中，分析推理知道物體浸在液體中的體積就等于物體排開液體的體積。
問題2：浮力大小與物體排開液體所受浮力的關系？ 活動一：設計實驗、進行實驗收集證據，得出結論。
任務三：物體的浮沉條件及應用（1課時） 問題1：物體的浮沉條件？ 活動一：觀察，充分討論、操作后，匯報做法。活動二：利用阿基米德原理公式的變形F浮＝ρ液gV排和浮沉條件來分析。
問題2：浮力的應用？ 活動一：把橡皮泥捏成團放在水面，觀察橡皮泥的運動狀態。再把橡皮泥捏成碗形或船形放在水面，觀察橡皮泥的運動狀態。活動二：學生自制潛水艇模型。
十、學習評價量化表
評價指標 評價等級即分值 得分
一級指標 二級指標 優秀 良好 合格 自評 他評 師評
活動態度（20％） 學習興趣 對本課有濃厚的學習興趣 對本課有較高的學習興趣 對本課的學習興趣一般
學習態度 學習態度認真負責，努力完成預定任務 認真參與，在同學的協助下努力實現預定任務 認真參與，在同學的協助下努力未能全部實現預定任務
合作交流（20％） 與人合作 主動和同學配合，分工合作，樂于幫助同學 能和同學配合，做好自己分內的事 有需要時才和同學合作，喜歡個人學習
與人溝通 態度謙虛，認真傾聽同學意見，能合作解決問題 會傾聽同學意見，基本能和同學合作解決問題 不太喜歡發言和傾聽同學意見，不喜歡和同學合作解決問題
探究實驗（30％） 動手操作 能熟練操作實驗器材，并在規定時間內完成實驗任務 操作器材叫熟練，能夠完成實驗任務，但有缺陷 不能熟練操作實驗器材，不能完成實驗任務，或效率太低
分析歸納 根據實驗現象和數據能夠快速地分析歸納得出結論，并能和同學交流反思 能根據實驗現象和數據得出實驗結論，不能和同學交流反思 能記錄現象和數據，不能得出對應的結論，或不能得出完整的結論
學習成果（30％） 獲取知識 能夠完成本節課的學習目標，能完全理解本節課重難點 基本能完成本節課的學習目標，能在老師或同學的協助下理解本節課重難點 基本能完成本節課的學習目標，不能完全理解本節課重難點
熟練運用 能夠獨立、快速完成課堂或課后練習，能運用所學內容解釋一些實際問題 能夠在老師或同學的幫助下完成課堂或課后練習，能解決一些實際問題 不能完成全部的課堂或課后練習，在解決實際問題時存在較大困難
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