第十章 第二节 阿基米德原理 学案 2021-2022学年人教版物理八年级下册（有答案）

第二节 阿基米德原理
【学习目标】
1、知道阿基米德原理，能用文字和公式进行表述
2、会用阿基米德原理进行浮力大小的计算
3、经历“浮力大小跟排开液体所受重力大小”的实验探究过程，培养学生描述现象，归纳规律的能力
【学习重点】阿基米德原理
【学习难点】阿基米德原理及其探究过程
【自主学习】
知识点1．阿基米德的灵感
1、阅读教材53页，阿基米德鉴定王冠小故事，给我们的启示是________________。
2、阅读53页“想想做做”
参照教材图10.2-1，试试看，当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？
3.拧紧矿泉水瓶盖，盖朝下慢慢浸入装满水的溢水杯中。
感觉：受到向上的浮力________。
现象：溢出的水________。
4、结合理论推导：如果排开的液体体积越大，液体的密度越大，则液体的________也就越大。由此我们推想，浮力的大小跟排开液体的________有关。而液体的重力大小跟它的质量成正比，因此，可以进一步推想，浮力的大小跟排开液体所受的________密切相关。
知识点2．阿基米德原理
1.提出问题： 。
2.作出假设： 。 3.制定计划：用称量法得到铁块 到水中时受到的浮力 ，公式F浮= ;
将铁块浸没于水中所排开的水全部收集起来，先测 ，再测 ，算得 水的重，公式G排= 。
4.实施计划，完成实验：
①用测力计测出铁块所受的重力记为 ；
②把铁块 在成满水的溢水杯中，读出测力计的示数，记为_____；
③测出 和 ，记为G桶和水；
④测出 记为G桶;
⑤换用其他物块，重复上述实验 。测量的实验数据记录在下表中。
次数 G F F浮 G桶 G桶和水 G排
1
2
3
5.分析交流：由F浮= 算出物体所受的浮力的大小，由G排= 算出物体排开水的重力，比较发现 。
6.实验结论： 。这就是著名的 ，用公式表示为 。
知识点3．影响浮力大小的因素
1、实验探究——控制变量法
（1）把石块悬挂在弹簧测力计下，让石块浸入水中的体积逐渐增大时，观察弹簧测力计的示数是否变化，怎样变化？ 。说明浮力的大小跟 有关。
（2）让石块完全浸没在水中后，使石块浸得更深，观察弹簧测力计的示数是否变化。
说明浮力的大小跟浸没的深度 关。（填“有”或“无”）
（3）测出石块的重力G= N：
a、把石块浸没在水中，读出弹簧测力计的示数 N，则F浮= N；
b、把石块浸没在酒精中，读出弹簧测力计的示数 N，则F浮= N；（ρ水=1.0×103kg/m3,ρ酒精=0.8×103kg/m3）
说明浮力的大小跟液体的 有关。
结论：浮力的大小只跟 和 有关。
知识点3．阿基米德原理的理解
1、原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态：一是物体全部浸在液体
里，即物体 在液体中；二是物体的一部分浸在液体里，另一部分露在液面以上
2、G排是指物体排开液体所受的 ，F浮＝G排表示物体受到的浮力大小等于被物体排开的液体的重力。
3、V排表示被物体排开的液体体积，当物体浸没在液体里时，V排 V物，当物体只有一部分浸入液体里时，V排 V物。
4、由F浮＝ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的 和物体排开液体的 这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。
【典型例题】
1、某海滨浴场，水底布满鹅卵石，水中游泳的人由深水走向浅水的过程中，以下体验和分析合理的是（ ）
A．脚越来越不疼，因为人越来越轻
B．脚越来越疼，因为人越来越重
C．脚越来越不疼，因为人的浮力越来越大了
D．脚越来越疼，因为人的浮力越来越小了
2、下列关于浮力的叙述中，正确的是（ ）
A．物体浸没在水中的深度越大，受到的浮力也就越大
B．同一物体分别放在水和酒精里，在酒精里受到的浮力小于在水里的浮力
C．物体浸在液体中受到的浮力由自身的重力决定
D．物体浸在液体中受到的浮力由排开液体的重力决定
3、把重17．8N的实心钢球挂在弹簧测力计上，浸没在水中后，弹簧测力计的示数是15．8N，铜球受到的浮力是_______N，铜球的体积是_______cm3。（g取10N／kg）。
4、一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为17 N，g取10 N/kg，则：
(1)该金属块受到水对它的浮力是多大？
(2)物体的体积是多少？
(3)金属块的密度是多大？
5、由某种合金制成的两个大小不同的工艺品，其中一个实心，一个空心。小明为判定哪个是空心的，进行了如下实验。（已知ρ水=1．0g/cm3，取g=10N/kg）
【实验过程】将下列实验步骤中空白处补充完整。
①用弹簧测力计测出小工艺品的重力G1 =2N。
②将挂在测力计下方的小工艺品浸没水中，小工艺品受到 个力的作用，此时测力计的示数F1 =1．6N，则浮力F浮= N。
③用测力计测出大工艺品的重力G2 =3N。
④如图5所示，将挂在测力计下方的大工艺品浸没水中，测力计的示数F2 = N。
⑤合金的密度ρ = g/cm3，则 （选填“大”或“小”）工艺品是空心的。
【拓展应用】空心工艺品空心部分的体积是 cm3。
【反馈检测】
1、有一个铜块挂在弹簧测力计上，当铜块全部浸没在水中时，弹簧测力计的读数是（ ）
A．铜块所受重力
B．铜块所受浮力
C．铜块所受重力与浮力之差
D．无法确定
4．外形相同的4个小球放入液体中，静止时如图1所示，则受到浮力最小的是（ ）
图1
A．A球 B．B球 C．C球 D．都相等
5．将一重为80N的物体，放入一盛满水的溢水杯中，从杯中溢出了30N的水，则物体受到的浮力是（ ）
A．80N B．30N C．50N D．11ON
4、在“浮力的研究”实验中。
（1）取一铁块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上，如图4甲所示。当铁块浸入水中的体积缓慢增大时，铁块受到浮力大小的变化是 。
（2）探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程：
①如图4乙，用弹簧测力计测出石块的重力为F1；
②如图4丙，用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2；
③如图4丁，把石块浸入盛满水的溢杯中，用该空烧杯盛接从溢杯里排出的水，当石块全部浸入水中时，读出弹簧测力计的示数为F3；
④如图4戊，用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。
用F1、F2、F3、F4表示，实验中测得石块所受的浮力为 ，排出水的重力为 。根据该实验的测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是 。
参考答案
【典型例题】
1、D
解析：人由深水走向浅水的过程中，人排开水的体积越来越小，受到竖直向上的浮力越来越小，鹅卵石对人的力越来越大，脚就会感到越来越疼。
2、D
解析：阿基米德原理告诉我们，浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体受到的重力，所以D正确。
3、2；200
解析：铜球受到的浮力F浮=17．8N-15．8N=2N。再根据F浮=ρ液gV排，可以计算出铜球的体积。
4、解：(1)物体所受浮力F浮＝G－F＝27 N－17 N＝10 N；
(2)由阿基米德原理F浮＝ρ液gV排，变形得V排＝＝＝1.0×10－3 m3；
(3)由于金属块完全浸没在水中，则有V物＝V排＝1.0×10－3 m3，则金属块的密度ρ＝＝＝＝2.7×103 kg/m3。
5、【实验过程】② 三 0．4 ④ 2．2 ⑤ 5．0 大 【拓展应用】20
解析：②小工艺品受到重力、弹簧测力计的拉力、水的浮力三个力，F浮= G1 -F1 =0．4N。
④测力计的读数为：2．2N。
⑤大空心工艺品所受浮力：F浮=G2–F2 =0．8N，由此可知大工艺品体积是小工艺品体积的二倍，同理质量也为二倍关系，但事实上，大工艺品质量小，所以大工艺品为空心的。
小工艺品的体积可以利用公式求得，密度可以用计算。大工艺品体积利用公式计算，空心部分体积利用计算。
【反馈检测】
1、C
解析：铜球在水中受到三个力：竖直向下的重力、竖直向上的浮力，以及弹簧测力计给它竖直向上的拉力，两个竖直向上的力之和等于竖直向下的重力。所以弹簧测力计的读数等于铜块所受重力与浮力之差。
2、答案：A
解析：由F浮=ρ液gV排可知，处于同种液体中的物体受到的浮力，由物体排开液体的体积（或物体浸入液体中的体积）决定。浸入液体中的体积越大，受到的浮力越大。
3、答案：B
解析：物体放入盛满水的溢水杯中，从杯中溢出了30N的水，就是物体排开水的重力为30N，由阿基米德原理知，F浮=G排=30N。
4、（1）0．28N 0．70N
（2）1、2、3
（3）2
（4）物体受到浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积大小有关。
4、（1）减小；增大
（2）F1–F3；F4–F2 ；物体所受浮力的大小等于排开水的重力（或F1-F3=F4-F2）。
解析：（1）图甲中，当铁块浸入水中的体积缓慢增大时，铁块排开水的体积变大，根据F浮=ρgV排可知，铁块受到浮力增大。
（2）根据称重法可知石块受到的浮力等于石块的重力减去石块全部浸入水中时弹簧测力计的示数，排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力。物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是：物体所受浮力的大小等于排开水的重力（或F1-F3=F4-F2）。
【学习小结】
通过这堂课，你有什么收获？你还有什么疑问？请将你的收获和反思记下来。 (
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