資源簡介

第2節(jié)　阿基米德原理
教學目標
【知識與技能】
1．通過實驗探究知道影響浮力大小的因素．
2．理解阿基米德原理，會用阿基米德原理計算浮力大小．
【過程與方法】
1．經(jīng)歷科學探究浮力大小的過程，培養(yǎng)探究意識，提高科學探究能力．
2．培養(yǎng)學生的觀察、分析、概括能力，發(fā)展學生處理信息的能力．
3．經(jīng)歷探究阿基米德原理的實驗過程，進一步練習使用彈簧測力計測浮力．
【情感、態(tài)度與價值觀】
1．通過實驗探究，培養(yǎng)學生尊重科學、實事求是的科學態(tài)度．
2．在解決問題的過程中，有克服困難的信心和決心，能體驗戰(zhàn)勝困難、解決物理問題時的喜悅．
3．通過運用阿基米德原理解決實際問題，意識到物理與生活的密切聯(lián)系．
重點難點
【重點】
1．知道浮力的大小與哪些因素有關(guān)．
2．阿基米德原理的實驗探究及其應(yīng)用．
【難點】
實驗探究浮力與排開液體重力的關(guān)系，正確理解阿基米德原理的內(nèi)容．
教學過程
知識點一　浮力的大小與哪些因素有關(guān)
【自主學習】
閱讀課本P172－173，完成以下問題：
物體在液體中所受的浮力大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān)．
【合作探究】
探究一　浮力的大小與哪些因素有關(guān)
1．實驗?zāi)康模禾骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩?
2．實驗猜想
(1)猜想一：液體對物體產(chǎn)生浮力，浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)，故猜想浮力可能與液體的密度有關(guān).
(2)猜想二：浮力是在液體中產(chǎn)生的，不同深度，液體壓強不同，浮力也可能不同，故猜想浮力可能與物體浸入液體中的深度有關(guān).
3．實驗器材：相同的試管(口徑比雞蛋大點)、相同的燒杯各兩個，雞蛋，彈簧測力計，圓柱形鐵塊，小石塊，清水，鹽，細線等.
4．實驗方法：控制變量法.
5．設(shè)計并進行實驗
(1)設(shè)計實驗驗證猜想一：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)．
如圖所示，把雞蛋放入清水中，然后逐漸加鹽，改變液體的密度，直至雞蛋上浮至液面．此實驗證明了第一個猜想．
結(jié)論：浮力的大小跟液體的密度有關(guān)．
(2)設(shè)計實驗驗證猜想二：浮力的大小可能與物體浸沒在液體的深度有關(guān)．
實驗一
結(jié)論：浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān).
實驗二
甲　　　乙
在如圖乙所示的實驗中，同一物體完全浸沒液體中時，改變物體在液體中的深度，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化．
結(jié)論：浮力的大小跟物體浸沒在液體中的深度無關(guān)．
6．整理實驗器材．
7．分析與論證：物體在液體中所受的浮力大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān)．浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大.
【教師點撥】
注意：物體浸沒在液體中的深度改變時，上、下表面的壓力差不變，浮力不變.
【跟進訓(xùn)練】
1．繩子的下端系著一個鐵塊，當鐵塊浸沒在水中后剪斷繩子，鐵塊下沉的過程中它受到的浮力將(　C　)
A．逐漸變大　
B．逐漸變小
C．保持不變　
D．變?yōu)榱?br/>2．將一個體育測試用的實心球和一個乒乓球同時沒入水中．放手后發(fā)現(xiàn)：實心球沉入水底，而乒乓球浮出水面，如圖所示，比較實心球和乒乓球沒入水中時受到的浮力大小．則(　A　)
A．實心球受到的浮力大
B．它們受到的浮力一樣大
C．乒乓球受到的浮力大
D．不能確定
知識點二　阿基米德原理
【自主學習】
閱讀課本P173－175，完成以下問題：
浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小．用公式表示就是F浮＝G排.這就是阿基米德原理．
【合作探究】
演示　阿基米德的故事給我們的啟發(fā)
1．阿基米德的故事，給了我們很大的啟示．我們知道，物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，它受到的浮力就越大．現(xiàn)在我們用“物體排開液體的體積”取代“浸在液體中物體的體積”來陳述這個結(jié)論，就是：物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，它所受的浮力就越大.
2．想想做做
如圖所示，將易拉罐按入裝滿水的燒杯中，感受浮力與排開的液體的關(guān)系．
3．物體的體積與密度的乘積等于物體的質(zhì)量．浮力大小跟它排開的液體的體積和液體的密度有關(guān)．排開的液體中的體積越大、液體的密度越大，排開的液體的質(zhì)量也越大，而液體的重力大小跟它的質(zhì)量成正比．因此，我們可以猜想：浮力的大小跟排開液體的重力有關(guān).
探究二　浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系
1．實驗?zāi)康模禾骄扛×εc物體排開液體重力的定量關(guān)系.
2．實驗方法：排液法.
3．實驗器材：彈簧測力計，溢水杯，空杯子，石塊，水，細線等.
4．進行實驗
(1)如圖甲所示，先用彈簧測力計分別測出石塊和空杯所受的重力．
(2)如圖乙所示，把石塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中，用空杯接從溢水杯里被石塊排開的水，讀出此時彈簧測力計的示數(shù)．
(3)如圖丙所示，用彈簧測力計測出接了水后杯子和水的總重力．
(4)測量數(shù)據(jù)填入實驗數(shù)據(jù)表格：
次數(shù)
1
2
3
石塊的重力G石/N
石塊在水中測力計示數(shù)F/N
浮力F浮/N
杯、水的總重G總/N
空杯重G杯/N
排開水所受的重力G排/N
注意：用不同物體、不同液體多做幾次實驗.
5．整理實驗器材．
6．分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：浮力的大小等于物體排開液體所受重力的大小.
知識拓展　對阿基米德原理的進一步理解
1．關(guān)于阿基米德原理的討論．
(1)物理公式：F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排.G排是指物體排開液體所受的重力；ρ液是指液體的密度；V排是指物體排開的液體的體積.
(2)公式F浮＝ρ液gV排表明，浮力大小只和ρ液、V排有關(guān)，浮力大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān).
2．對阿基米德原理的理解
(1)如圖所示，物體“浸在液體里”包括“全部浸入(即浸沒)”和“部分浸入”兩種情況．
不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力．對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小.
(2)浸沒時：V排＝V浸＝V物，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即F浮＝G液＝ρ液gV排＝ρ液gV浸＝ρ液gV物．
部分浸入時：V排＝V浸(3)同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同.根據(jù)公式F浮＝ρ液gV排，浸沒時，V排＝V物，當ρ液不同時，浮力也隨之變化．
例題　一個體積為300
cm3的物體浮在水面上，它的體積露出水面，它受的浮力是多少？(g取10
N/kg)
解答　根據(jù)阿基米德原理知F浮＝G排液＝ρ液gV排．據(jù)題意V排＝V，F(xiàn)浮＝ρ液gV排＝1.0×103
kg/m3×10
N/kg×10－4
m3＝1
N.
【教師點撥】
1．用同一個物體進行實驗時，多測量幾次的目的是減小誤差.
2．本實驗要更換物體或液體，進行多次測量，目的是使實驗結(jié)論更具有普遍性.
3．若溢水杯沒有裝滿水，會導(dǎo)致排到小桶內(nèi)的水的質(zhì)量小于物體排開的水的質(zhì)量，最終得到物體受到的浮力大于溢出的水所受的重力的錯誤結(jié)論．
4．物體的體積與排開液體的體積是不同的．當物體浸沒在液體中時，物體的體積等于它排開的液體的體積；當物體沒有浸沒時，物體的體積大于它排開的液體的體積．
5．阿基米德原理的公式適用于求液體和氣體中物體所受浮力的情況．
【跟進訓(xùn)練】
1．如圖所示，懸吊的實心金屬球緩慢浸沒于傾斜的盛滿水的大燒杯中，最終沉到底部，則從大燒杯溢出流入小燒杯中的水和此金屬球的關(guān)系是(　C　)
A．兩者體積相等，小燒杯中水的質(zhì)量較小
B．兩者體積相等，小燒杯中水的質(zhì)量較大
C．金屬球受到的浮力等于小燒杯中水的重力
D．金屬球受到的浮力大于小燒杯中水的重力
2．某實驗小組在探究“浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”時，做了如圖所示的四次測量，彈簧測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3和F4，則(　B　)
A．F浮＝F1－F2　
B．F浮＝F4－F1
C．F浮＝F2－F3　
D．F浮＝F2－F4
3．鐵塊的體積是100
cm3，全部浸入水中時，排開水的體積是100
cm3，排開的水重是1
N，受到的浮力是1
N．如果將它全部浸入酒精中，受到的浮力是1
N．(g取10
N/kg)
4．在空氣中用彈簧測力計測得某石塊重5
N；浸沒在水中稱量，彈簧測力計的示數(shù)為2
N，求該石塊的密度．(g取10
N/kg)
解：浮力F浮＝G－F＝5
N－2
N＝3
N，石塊的體積V石＝V排＝＝＝3×10－4
m3，石塊的密度ρ石＝＝＝＝1.33×103
kg/m3.
課堂小結(jié)
1．物體在液體中所受的浮力大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān)．
2．阿基米德原理
(1)阿基米德原理：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于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．
練習設(shè)計
完成本課對應(yīng)訓(xùn)練．
溫馨提示：實驗視頻見課件．(共38張PPT)
八年級物理（HK）
教學課件
物理滬科版
八年級全冊
第九章
浮力
第九章　浮
力
第2節(jié)
阿基米德原理　
學習目標
新課目標
1.通過實驗探究知道影響浮力大小的因素.（重點）
2.理解阿基米德原理，會用阿基米德原理計算浮力大小.（重點、難點）
新課引入
　　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(jié)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？
新課講解
浮力的大小與哪些因素有關(guān)
一
視頻：實驗探究影響浮力大小的因素
猜想一：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)
猜想二：浮力的大小可能與物體浸沒在液體
的深度有關(guān)
實驗與探究
1.實驗?zāi)康模禾骄扛×Φ拇笮∨c哪些因素有關(guān)
2.實驗猜想
4.實驗方法：通過上面的器材我們應(yīng)用控制變量法
研究浮力大小與哪些因素有關(guān).
3.實驗器材
相同的試管（口徑比雞蛋大點）、相同的燒杯各兩個，雞蛋，彈簧測力計，圓柱形鐵塊，小石塊，清水，鹽，細線等.
設(shè)計實驗驗證猜想一：
結(jié)論：浮力的大小跟液體的密度有關(guān).
浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)
5.設(shè)計并進行實驗
如圖所示，把雞蛋放入清水中，然后逐漸加鹽，改變液體的密度，直至雞蛋上浮至液面.此實驗證明了第一個猜想.
結(jié)論：浮力的大小跟物體
排開液體的體積有關(guān).
設(shè)計實驗驗證猜想二：
浮力的大小可能與物體
浸沒在液體的深度有關(guān)
實驗1
實驗2
在如右圖所示的實驗中，同一物體完全浸沒液體中時，改變物體在液體中的深度，觀察彈簧測力計示數(shù)的變化.
結(jié)論：浮力的大小跟物體
浸沒在液體中的深度無關(guān).
物體在液體中所受的浮力大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān).浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大.
6.整理實驗器材
7.分析與論證
阿基米德原理
二
通過實驗探究，我們已經(jīng)知道浮力的大小與物體排開液體的體積及密度有關(guān).那么浮力的大小與物體排開液體所受的重力有怎樣的關(guān)系呢？
1.實驗?zāi)康模禾骄扛×εc物體排開液體重力的定量關(guān)系.
實驗與探究
2.實驗方法：排液法
3.實驗器材：彈簧測力計，溢水杯，空杯子，石塊，水，細線等.
將測量數(shù)據(jù)填入記錄表；用不同物體、不同液體多做幾次實驗.
4.進行實驗
圖1
圖2
圖3
次數(shù)
石塊的重力G石/N
石塊在水中測力計示數(shù)F
'/N
浮力
F浮/N
杯、水的總重
G總/N
空杯重
G杯／N
排開水所受的重力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
實驗數(shù)據(jù)表格
浮力的大小等于物體排開液體所受重力的大小.
6.分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論：
5.整理實驗器材.
視頻：實驗驗證阿基米德原理1
視頻：實驗驗證阿基米德原理2
視頻：實驗驗證阿基米德原理3
1.內(nèi)容：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小.
2.數(shù)學表達式：F
浮=G
排
4.適用范圍：液體和氣體
3.用于計算的導(dǎo)出式：
F
浮=
G
排=
m
排g=ρ液
gV
排
公式法
阿基米德原理
無論物體是漂浮、懸浮還是沉在水中，它所受的浮力等于其排開的水所受到的重力.
（1）區(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入.
（2）F浮＝ρ液gV排
ρ液——液體的密度；
V排——物體排開的液體的體積.
（3）F浮＝ρ液
gV排表明浮力大小只和
ρ液、V排有關(guān)，浮力大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關(guān).
關(guān)于阿基米德原理的討論
對阿基米德原理的理解
（1）如圖所示，物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”和“部分浸入”兩種情況.
不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力.對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小.
浸沒
部分浸入
（2）浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力.
A.浸沒時：V排=V浸=V物，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
B.部分浸入時：
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）同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同.
根據(jù)公式
F浮=ρ液g
V排，浸沒時，
V排
=
V物，當ρ液不同
時，浮力也隨之變化.
（4）阿基米德原理同樣適用于氣體.
邊長為3cm，密度為2×103kg/m3的一個立方體橡皮泥塊，浸沒在水中，受到的浮力是多少？如果把這塊橡皮泥捏成一只小船（如圖所示），浮在水面，小船所受浮力是多少？
(g取10N/kg)
典例與精析
橡皮泥小船比橡皮泥立方體能排開更多的水，說明采用“空心”的辦法能增大可供利用的浮力，據(jù)此人們用密度大于水的鋼鐵制造了輪船.
討論與交流
死海之謎
在死海中，海水的密度高達1.18×103
kg/m3.人們可以很輕松地在海面仰臥，甚至還可以看書呢！你知道其中的原因嗎？提出你的解釋，和同學交流.
浮力的大小
浮力大小的決定因素
阿基米德原理
公式：F浮=
G排
內(nèi)容：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大小.
適用范圍：氣體和液體
物體浸在液體中的體積（V排）
液體的密度（ρ液）
課堂小結(jié)
1.如圖所示，甲、乙兩球體積相同，浸在水中靜止不動，
則（
）
甲
乙
A.兩球受到的浮力一樣大
B.乙球受到的浮力大
C.甲球受到的浮力大
D.條件不足，無法確定
C
課堂訓(xùn)練
2.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（
）
A.相等
B.銅球最大
C.鋁球最大
D.鐵球最大
3.下面關(guān)于浮力的說法中，正確的是（
）
A.只要液體密度大，對浸沒在其中的物體的浮力就一定大
B.只要物體的體積大，所受的浮力一定大
C.物體所受的浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力，與物體的形狀及浸沒在液體中的深度無關(guān)
D.阿基米德原理只適用于液體
C
C
4．彈簧測力計下掛一物體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)是物體在空氣中彈簧測力計示數(shù)的1/3，這個物體的密度是（
）
A.
1/3×103
kg/m3
B.
2/3×103
kg/m3
C.
3×103
kg/m3
D.
3/2×103
kg/m3
5．鐵塊的體積是100
cm3，全部浸入水中時，排開水的體積是
cm3,排開的水重是
N，受到的浮力是
N.如果將它全部浸入酒精中，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，石塊的體積V石=V排=
石塊的密度
6.在空氣中用彈簧測力計測得某石塊重5
N；浸沒在水中稱量，彈簧測力計的示數(shù)為2
N，求該石塊的密度.（g
取10
N/kg）
謝謝聆聽！
謝謝
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