10.2阿基米德原理（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材）
文档属性
| 名称 | 10.2阿基米德原理（教案）--人教版八年级物理下册同步（新教材） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 459.8KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-12-23 06:36:43 | ||
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文档简介
第2节 阿基米德原理
1.物理观念：
（1）知道物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积。
（2）理解阿基米德原理。
（3）能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液V排g计算简单的浮力问题。
2.科学思维：
（1）能构建物体所受浮力与排开液体所受重力之间的联系。
（2）能通过逻辑推理得到阿基米德原理，提高科学思维能力。
3.科学探究：经历科学探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系的过程。能通过记录并处理数据，分析论证得出结论，进一步掌握科学探究的方法。
4.科学态度与责任：在探究浮力表达式的实验设计过程中，融合物理学史，培养严谨求真的科学态度与责任。
1.教学重点：
（1）探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系。
（2）阿基米德原理的内容及其数学表达式。
2.教学难点：阿基米德原理的应用。
阿基米德是一位古希腊的哲学家、数学家、物理学家，出生于叙拉古（今意大利西西里岛）。据说为了鉴定国王的王冠是不是用纯金制成的，要测量王冠的体积，阿基米德冥思苦想很久没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？由此他解决了王冠的鉴定问题。
任务一 阿基米德灵感的启示
教师活动 学生活动
［过渡］让学生回顾前面的故事，思考并回答：（1）阿基米德的任务是什么？（2）阿基米德的思路是什么？（3）阿基米德的困惑是什么？（4）阿基米德的灵感是什么？ ［过渡并提问］上节课我们学习了浮力，探究了浮力与哪些因素有关，回答下列问题：（1）影响浮力大小的因素有哪些？（2）浮力大小与这两个因素有什么关系呢？ ［引导思考］我们可以在阿基米德灵感的启发下，进一步思考：如果用物体排开液体的体积取代物体浸在液体中的体积，上节课探究的结果可以如何描述？ ［过渡］众所周知，物体的重力与它的质量成正比，那么物体排开液体所受重力与它所受的浮力到底有怎样的定量关系呢？我们来探究一下。 ［阅读教材回答］（1）阿基米德的任务是在不破坏王冠的情况下，鉴定王冠是不是纯金的。（2）阿基米德的思路是相同质量的金子的体积相同，将王冠的体积与同质量的金子的体积对比，即可鉴定出真伪。（3）阿基米德的困惑是如何测出不规则王冠的体积。（4）阿基米德的灵感是物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。 ［回答］（1）称重法F浮=G－F。 （2）液体的密度和物体浸在液体中的体积。 （3）物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 ［回答］排开液体的体积与液体密度的乘积就是排开液体的质量，所以上面的结论又可以说成：物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大。
任务二 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
教师活动 学生活动
［提问］1.怎样测量物体受到的浮力？ 2.怎样测量物体排开液体所受的重力？ ［追问］1.三种方法中哪一种测量误差最小？ 2.应用方法1时应如何设计实验顺序能减小测量误差？ 3.应用方法2时如果是利用烧杯收集排开的液体再倒入量筒存在倒不尽的情况，该如何改进？ 4.应用方法3时如何减小塑料袋的质量对结果的影响？ ［实验思路］本实验需要先测量两个量：物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力，然后分析它们的关系。 ［实验过程］ 1.用弹簧测力计测量小桶所受的重力，如图甲。 2.用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中静止时弹簧测力计的示数，如图乙。 3.读出物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数，如图丙。同时用小桶将排开的水收集起来。 4.用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力，如图丁。 ［交流评估］1.通过数据能得出什么结论？ 2.如果想要使获得的实验结论更具普遍性应该怎么做？ 3.如果溢水杯没有装满水对实验结果有没有影响？ ［归纳总结］大量的实验结果表明：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是F浮=G排。 ［进一步推导］由重力公式可知，G排=m排g，m排=ρ液V排，故F浮=G排=m排g=ρ液V排g。 ［注意］阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 ［回答］1.使用弹簧测力计可以测量浮力的大小。 2.方法1：先用弹簧测力计测出小桶所受的重力，然后测出小桶和物体排开液体所受的总重力，两者相减即得G排。 方法2：将排开的液体倒入量筒中，利用公式m=ρV求出排开液体的质量，再根据G=mg求出排开液体所受的重力G排。 方法3：直接用塑料袋收集物体排开的液体，测出塑料袋和物体排开液体所受的总重力，其值约等于G排。 ［回答］1.交流讨论。 2.先测空桶所受的重力，避免把水倒出后测桶重时，因桶壁残留水而带来实验误差。再测物体所受的重力，避免从溢水杯中取出物体时，因物体上面残留水而带来实验误差。 3.可直接利用量筒收集排开的液体。 4.尽可能选择质量较小的塑料袋。 ［数据记录与处理］把测量的实验数据记录在下表中。 1.记录小桶所受的重力。 2.记录物体所受的重力。 3.记录物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数，计算物体所受的浮力。 4.记录装水小桶所受的重力，计算排开的水所受的重力。 ［数据分析］学生试着分析数据，寻找规律。 ［回答］1.浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2.进行多次实验，寻找普遍规律。 3.溢水杯没有装满水会导致进入小桶中的水变少，测得物体排开液体所受的重力会变小，可能导致无法得出正确的实验结论。
任务三 阿基米德原理的简单计算
教师活动 学生活动
［过渡］我们已经知道了阿基米德原理的内容，下面我们通过例题学会运用阿基米德原理进行简单的计算。 ［展示例题］ 1.有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。 （1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？ （2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少？g取10N/kg。（结果保留两位小数） ［分析］（1）根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体积。（2）塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量。再由体积、质量和密度的关系式就可以求得盐水的密度。 2.一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为17N，g取10N/kg。 （1）该金属块受到水对它的浮力是多大？ （2）金属块的体积是多少？ （3）金属块的密度是多大？ ［分析］（1）金属块在水中受到重力G、拉力F和浮力F浮的作用，物体所受浮力F浮=G－F。（2）由阿基米德原理F浮=ρ液V排g，可求出排开水的体积，由于金属块完全浸没在水中，则有V物=V排。（3）再根据密度公式ρ=可求出金属块的密度。 ［解答例题］1.解：（1）塑料块的质量m塑料===0.022kg，塑料块的体积V塑料===2×10－5m3，浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。根据阿基米德原理，塑料块受到浮力的大小等于它排开的水所受的重力F浮=G排=m水g=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10－5m3×10N/kg=0.2N。（2）排开盐水的质量m盐水===0.022kg，盐水的密度ρ盐水==≈1.22×103kg/m3。 2.解：（1）该金属块所受浮力F浮=G－F=27N－17N=10N。 （2）由F浮=ρ液V排g，得V排===1.0×10－3m3。 （3）由于金属块完全浸没在水中，则有V物=V排=1.0×10－3m3，则金属块的密度ρ====2.7×103kg/m3。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过本节课的学习，我们探究了浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，知道了阿基米德原理，以及用阿基米德公式进行简单的计算。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第2节 阿基米德原理
1.物理观念：
（1）知道物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积。
（2）理解阿基米德原理。
（3）能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液V排g计算简单的浮力问题。
2.科学思维：
（1）能构建物体所受浮力与排开液体所受重力之间的联系。
（2）能通过逻辑推理得到阿基米德原理，提高科学思维能力。
3.科学探究：经历科学探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系的过程。能通过记录并处理数据，分析论证得出结论，进一步掌握科学探究的方法。
4.科学态度与责任：在探究浮力表达式的实验设计过程中，融合物理学史，培养严谨求真的科学态度与责任。
1.教学重点：
（1）探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系。
（2）阿基米德原理的内容及其数学表达式。
2.教学难点：阿基米德原理的应用。
阿基米德是一位古希腊的哲学家、数学家、物理学家，出生于叙拉古（今意大利西西里岛）。据说为了鉴定国王的王冠是不是用纯金制成的，要测量王冠的体积，阿基米德冥思苦想很久没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？由此他解决了王冠的鉴定问题。
任务一 阿基米德灵感的启示
教师活动 学生活动
［过渡］让学生回顾前面的故事，思考并回答：（1）阿基米德的任务是什么？（2）阿基米德的思路是什么？（3）阿基米德的困惑是什么？（4）阿基米德的灵感是什么？ ［过渡并提问］上节课我们学习了浮力，探究了浮力与哪些因素有关，回答下列问题：（1）影响浮力大小的因素有哪些？（2）浮力大小与这两个因素有什么关系呢？ ［引导思考］我们可以在阿基米德灵感的启发下，进一步思考：如果用物体排开液体的体积取代物体浸在液体中的体积，上节课探究的结果可以如何描述？ ［过渡］众所周知，物体的重力与它的质量成正比，那么物体排开液体所受重力与它所受的浮力到底有怎样的定量关系呢？我们来探究一下。 ［阅读教材回答］（1）阿基米德的任务是在不破坏王冠的情况下，鉴定王冠是不是纯金的。（2）阿基米德的思路是相同质量的金子的体积相同，将王冠的体积与同质量的金子的体积对比，即可鉴定出真伪。（3）阿基米德的困惑是如何测出不规则王冠的体积。（4）阿基米德的灵感是物体浸在液体中的体积，就是物体排开液体的体积。 ［回答］（1）称重法F浮=G－F。 （2）液体的密度和物体浸在液体中的体积。 （3）物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 ［回答］排开液体的体积与液体密度的乘积就是排开液体的质量，所以上面的结论又可以说成：物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大。
任务二 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
教师活动 学生活动
［提问］1.怎样测量物体受到的浮力？ 2.怎样测量物体排开液体所受的重力？ ［追问］1.三种方法中哪一种测量误差最小？ 2.应用方法1时应如何设计实验顺序能减小测量误差？ 3.应用方法2时如果是利用烧杯收集排开的液体再倒入量筒存在倒不尽的情况，该如何改进？ 4.应用方法3时如何减小塑料袋的质量对结果的影响？ ［实验思路］本实验需要先测量两个量：物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力，然后分析它们的关系。 ［实验过程］ 1.用弹簧测力计测量小桶所受的重力，如图甲。 2.用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中静止时弹簧测力计的示数，如图乙。 3.读出物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数，如图丙。同时用小桶将排开的水收集起来。 4.用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力，如图丁。 ［交流评估］1.通过数据能得出什么结论？ 2.如果想要使获得的实验结论更具普遍性应该怎么做？ 3.如果溢水杯没有装满水对实验结果有没有影响？ ［归纳总结］大量的实验结果表明：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是F浮=G排。 ［进一步推导］由重力公式可知，G排=m排g，m排=ρ液V排，故F浮=G排=m排g=ρ液V排g。 ［注意］阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 ［回答］1.使用弹簧测力计可以测量浮力的大小。 2.方法1：先用弹簧测力计测出小桶所受的重力，然后测出小桶和物体排开液体所受的总重力，两者相减即得G排。 方法2：将排开的液体倒入量筒中，利用公式m=ρV求出排开液体的质量，再根据G=mg求出排开液体所受的重力G排。 方法3：直接用塑料袋收集物体排开的液体，测出塑料袋和物体排开液体所受的总重力，其值约等于G排。 ［回答］1.交流讨论。 2.先测空桶所受的重力，避免把水倒出后测桶重时，因桶壁残留水而带来实验误差。再测物体所受的重力，避免从溢水杯中取出物体时，因物体上面残留水而带来实验误差。 3.可直接利用量筒收集排开的液体。 4.尽可能选择质量较小的塑料袋。 ［数据记录与处理］把测量的实验数据记录在下表中。 1.记录小桶所受的重力。 2.记录物体所受的重力。 3.记录物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数，计算物体所受的浮力。 4.记录装水小桶所受的重力，计算排开的水所受的重力。 ［数据分析］学生试着分析数据，寻找规律。 ［回答］1.浸在液体中的物体受到浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2.进行多次实验，寻找普遍规律。 3.溢水杯没有装满水会导致进入小桶中的水变少，测得物体排开液体所受的重力会变小，可能导致无法得出正确的实验结论。
任务三 阿基米德原理的简单计算
教师活动 学生活动
［过渡］我们已经知道了阿基米德原理的内容，下面我们通过例题学会运用阿基米德原理进行简单的计算。 ［展示例题］ 1.有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。 （1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？ （2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少？g取10N/kg。（结果保留两位小数） ［分析］（1）根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体积。（2）塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量。再由体积、质量和密度的关系式就可以求得盐水的密度。 2.一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为17N，g取10N/kg。 （1）该金属块受到水对它的浮力是多大？ （2）金属块的体积是多少？ （3）金属块的密度是多大？ ［分析］（1）金属块在水中受到重力G、拉力F和浮力F浮的作用，物体所受浮力F浮=G－F。（2）由阿基米德原理F浮=ρ液V排g，可求出排开水的体积，由于金属块完全浸没在水中，则有V物=V排。（3）再根据密度公式ρ=可求出金属块的密度。 ［解答例题］1.解：（1）塑料块的质量m塑料===0.022kg，塑料块的体积V塑料===2×10－5m3，浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。根据阿基米德原理，塑料块受到浮力的大小等于它排开的水所受的重力F浮=G排=m水g=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×2×10－5m3×10N/kg=0.2N。（2）排开盐水的质量m盐水===0.022kg，盐水的密度ρ盐水==≈1.22×103kg/m3。 2.解：（1）该金属块所受浮力F浮=G－F=27N－17N=10N。 （2）由F浮=ρ液V排g，得V排===1.0×10－3m3。 （3）由于金属块完全浸没在水中，则有V物=V排=1.0×10－3m3，则金属块的密度ρ====2.7×103kg/m3。
教师活动 学生活动
［任务］请以思维导图的形式，总结本节课的知识。 ［总结］通过本节课的学习，我们探究了浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，知道了阿基米德原理，以及用阿基米德公式进行简单的计算。 ［小组合作］总结本节课知识，绘制思维导图。
第2节 阿基米德原理