《阿基米德原理》教案
【教学目标】
1、知识与技能
(1) 探索浮力的大小与哪些因素有关;
(2) 实验“发现”阿基米德原理
2、过程与方法
培养学生设计和动手实验，观察和分析实验现象，概括和总结实验结论，以及探究物理规律的能力。
3、情感态度和价值观
通过边学边实验的探究性学习，增强学生学习物理兴趣，培养学生实事求是的科学态度和良好的学习习惯。
【教学重点】
理解阿基米德原理
【教学难点】
设计探究浮力大小的实验
【教学方法】
实验探究、启发诱导
【课前准备】
新鲜鸡蛋、水、盐、杯子、弹簧测力计、圆柱体、烧杯、水、铁架台、石块、弹簧测力计、溢杯、空杯
【课时安排】
1课时
【教学过程】
导入新课
我们已经初步认识了浮力，那么浮力的大小与什么有关呢？我们又怎样求得浮力的大小呢？我们来一起动手探究吧！2·1·c·n·j·y
二、讲授新课
（一）、浮力的大小与哪些因素有关
实验探究：浮力的大小与哪些因素有关
1、猜想一：浮力的大小可能与液体的密度有关。
听说过“死海不死”吗？因为人在死海中即使不会游泳也不会沉下去。
这是因为死海中水的密度比较大所以说浮力的大小可能与液体的密度有关.
(1)实验一:鸡蛋与浮力
①实验器材：新鲜鸡蛋、水、盐、杯子
②实验步骤：a、把新鲜鸡蛋放入清水中观察鸡蛋的沉浮情况.
b、逐渐加盐，改变液体的密度，观察鸡蛋的沉浮情况.
③鸡蛋与浮力视频
④此实验证明了第1个猜想，即浮力的大小与液体的密度有关。
2、猜想二：浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。
猜想三：浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关。
实验探究
(1)实验二：探究圆柱体浸入的体积不同以及浸没的深度不同
①实验器材：
弹簧测力计、圆柱体、烧杯、水、铁架台。
②实验步骤：
1、测物块在空气中的重力并记录数据；
2．将物块小部分浸入水中观察弹簧测力计的示数；
3、将物块大部分浸入水中观察弹簧测力计的示数；
4．将物块全部浸没在水中观察弹簧测力计的示数；
5．增加物块浸没在水中的深度观察弹簧测力计的示数。
③视频
④实验数据
物块状态力的大小 在空气中 小部分浸在清水中 大部分浸在清水中 全部浸没在清水中 全部浸没在较深的清水中
测力计的拉力/N 1. 58 1. 10 0. 70 0. 41 0. 41
浮力F/N 0. 48 0. 88 1. 17 1. 17
注意：F浮力=G-F
⑤实验结论：
a．浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体排开液体的体积有关，排开的体积越大，浮力越大。
b．全部浸没在同种液体中的物体所受浮力大小，跟浸入液体中的深度无关．
（二）、阿基米德原理
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的液体所受的重力有怎样的关系呢？下面我们进一步探究。
1、实验探究
探究浮力的大小
（1）实验器材：石块、弹簧测力计、溢杯、空杯
(2)实验步骤：①、先用弹簧测力计分别测出石块和空杯所受的重力。
②、把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢杯中，用空杯接从溢杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数。21教育网
③、用弹簧测力计测出接了水后杯子和水的总重。
（3）视频
（4）实验数据表格
物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶和排液的总重/N 小桶的重力／N 排开液体的重力/N
0.5 0.10 0.4 0.74 0.34 0.4
你知道浮力与排开液体的重力之间的关系吗？写一下计算过程。
计算过程
G物=0.50N，G桶=0.34N,
F浮=G物-F示=0.50N-0.10N=0.40N
F示=0.10N,G总=0.74N,
G排+G桶=G总，
G排=G总-G桶=0.74N-0.34N=0.40N
故：F浮=G排
（5）结论
①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。这便是著名的阿基米德原理。
②阿基米德原理数学表达式：
F浮=G排= m排g= ρ液 gV排
③适用范围：液体和气体
三、课堂练习
1、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. 同一木块分别漂浮在水面和酒精上，在酒精面上受到的浮力小于在水面上的浮力；
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；
答案：D
2、浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。
A. 物体的体积和液体的密度；
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度；
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度；
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素.
答案：C
3.将一重为80N的物体，放人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( )21世纪教育网版权所有
A．80N B．30N C．50N D. 110N
答案：B
4、将两个物体分别挂在弹簧测力计上，然后都浸没在水中，发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N，那么这两个物体一定有相同的( )21cnjy.com
A.密度 B.体积
C. 质量 D.重力
答案：B
5.一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大
N。（g取10 N/kg）
答案：1N
四、课堂小结
（一）、浮力大小的影响因素：
1.浮力的大小与液体的密度有关。
2.浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体排开液体的体积有关，排开的体积越大，浮力越大。
3. 全部浸没在同种液体中的物体所受浮力大小，跟浸入液体中的深度无关．
（二）、阿基米德原理
1.浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式：F浮= G排= m排g= r液gV排
【板书设计】
阿基米德原理
浮力大小的影响因素
1.排开的体积越大，浮力越大
2.液体的密度越大，浮力越大
二、阿基米德原理
1. 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。这便是著名的阿基米德原理。
2.阿基米德原理数学表达式：F浮=G排= m排g= ρ液 gV排
3. 适用范围：液体和气体
【教学反思】
本节课采用探究式教学，安排的每一个实验都有其明确的目的：有的是用来为学生的猜想提供现实经验和依据的，有的是用来让学生探索规律的。通过学生的亲身体验性实验提出问题，让学生大胆猜想，设计验证猜想的办法。强调了学生认识事物的过程，突出探究问题的过程，让学生真正成为认识的主体。21·cn·jy·com
1.猜想需要有一定的依据，依据一是学生已有的经验和知识，二是科学事实。本节课中通过学生的亲身体验性实验创设猜想的情景，激起学生探究的求知欲望，诱导学生对探究问题提出可能的猜想，然后针对猜想设计实验，验证猜想的真伪。www.21-cn-jy.com
2.有效地解决了教学时间的限制和学生自主探究过程的关系。本节课中教师向学生提出“友情提示”，合情合理地将学生的探究方向引导到本节课的重点探究课题上来。
3. 有效地营造了学生的合作、交流、讨论氛围。本节课学生在合作、交流中支持某一观点达成共识，又与另一猜想的支持者发生争论。比如在讨论“浮力的大小与什么因素有关”时，支持“与物重有关”和支持“与排开水的多少”、“与物体浸入液体的深度”的小组之间就有激烈的争论，最后由实验验证后又达成共识。
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一、单选题
1、一位跳水运动员从他刚接触水面到逐渐浸入水面以下的过程中,所受到的浮力F和水对他的压强p随深度变化关系的图像如图所示,其中正确的是 ( ).
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A. A B. B C. C D. D 21教育网
2、将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水中和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如下图中甲、乙所示.则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是( ).
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A. 在水中受到的浮力为2 N B. 质量为3 kg
C. 体积为10 cm3 D. 密度为3.0×103 kg/m3
3、2010年5月,美国“海神”号潜艇在太平洋成功下潜11 000 m深处,探秘世界上最深的马里亚纳海沟.下潜过程中,潜艇体积不变,则其受到的压强和浮力的变化情况是( ).
A. 压强逐渐变大,浮力逐渐变大 B. 压强逐渐变大,浮力大小不变
C. 压强逐渐变小,浮力逐渐变小 D. 压强逐渐变小,浮力大小不变
4、质量相等的实心铝球和铁球都浸没在水中,两球受到浮力的大小关系是( )
A. 铝球大 B. 铁球大 C. 同样大 D. 无法确定
5、小明同学用一个质量可以忽略不计的薄塑料袋装满水,挂在弹簧测力计上后,将其浸没在水中,那么他看到的弹簧测力计的读数( ).21·cn·jy·com
A. 小于袋中水的重 B. 等于袋中水的重
C. 大于袋中水的重 D. 等于零
6、有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神.如图所示,“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成,两者之间由一根线连接.正常游泳时,连接线是松弛的,气囊漂浮着,跟人如影相随.在体力不支等情况下,可将气囊压入水中,防止人下沉,在此情况下( ).
【出处：21教育名师】
A. 人的重力减小了 B. 人所受的重力方向改变了
C. 气囊排开水的体积变小了 D. 气囊受到的浮力变大了
7、一个棱长为a的立方体铁块从图甲所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰好与水面齐平)下降至图中的虚线位置,则图乙中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h关系的图像是( ).
A. A B. B C. C D. D
8、形状不同的铜块、铁块、铝块和铅块浸没在水中的不同深处,如果受到的浮力相等,则可以判定( ).
A. 它们的质量相等 B. 它们的体积相等
C. 它们的温度相等 D. 它们所受的重力相等 21教育名师原创作品
二、填空题
9、将一木块轻轻放入一个装满水的烧杯中,当木块静止时,测得溢出的水的重量为0.5 N,则木块受到水的浮力为 N。21·世纪*教育网
10、将一空饮料罐压入装满水的烧杯中,其排开的水所受到的重力为4 N,则空饮料罐受到的浮力大小为 N,方向 。www.21-cn-jy.com
11、2014年9月26日,引江济汉工程正式通水通航,工程有67 km黄金航道、500 m3/s的最高流量,已成为中国现代最大的人工运河。一艘排水量为100 t的货船在航道通行时,船上装有质量为10 t的货物,该船满载时受到的浮力为 N;距离水面1.5 m下的船体某位置受到的水的压强为 Pa。 (g=10 N/kg)
三、解答题
12、一个物体的体积为1×104cm3。当物体静止漂浮在水面时,露出水面的体积为总体积的,求物体所受的浮力。
13、把体积为1dm3的空心铜球挂在弹簧测力计上,浸没在水中静止时,弹簧测力计的示数是放在空气中称时的,已知ρ铜= 9.0×103 kg/m3。
求:(g取10 N/kg)
(1)铜球所受的浮力是多少
(2)铜球所受的重力是多少
(3)铜球空心部分的体积是多少
《阿基米德原理》参考答案
1、【答案】A
【解析】刚入水时,随着V排的增大,浮力增大,当人全部浸没水中后,浮力不变,故A正确.而随着深度的增加,人受到的压强一直增大.2·1·c·n·j·y
2、【答案】B
【解析】 设金属块的体积为V,由题意得:F水浮=G-2 N,F酒精浮=G-2.2 N,则F水浮-F酒精浮=G-2 N-(G-2.2 N)=2.2 N-2 N=0.2 N,即ρ水gV-ρ酒精gV=0.2 N,则V===10-4 m3=100 cm3,C项错误.F水浮=ρ水gV=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N,即在水中所受浮力为1 N,A项错误.由F水浮=G-2 N可得G=F水浮+2 N=1 N+2 N=3 N.所以m===0.3 kg,B项错误.金属块的密度为ρ===3×103 kg/m3,D项正确.www-2-1-cnjy-com
3、【答案】B
【解析】下潜过程中,深度逐渐增加,压强增大;但潜艇体积不变,排开水的体积不变,浮力的大小不变.所以B正确.2-1-c-n-j-y
4、【答案】A
【解析】 质量相等的实心铝球体积大于铁球体积(因ρ铁>ρ铝),浸没水中,铝球排开水的体积大,受到的浮力也大.【版权所有：21教育】
5、【答案】 D
【解析】 水在水中受到的浮力等于重力,所以测力计示数为零,D正确.
6、【答案】D
【解析】 气囊压入水中后,排开水的体积变大,所受浮力变大,D正确.
7. 【答案】A
【解析】开始时,铁块浸入水中的体积随深度的增加而增大,浮力增大,当铁块浸没后,即h=a时,V排变,浮力的大小不变,所以A正确.21*cnjy*com
8、【答案】 B
【解析】 若浮力相等,在同种液体中,则V排相同,因它们都浸没,则V排=V,它们的体积相等,B正确.
9、【答案】0.5 N
【解析】本题考查阿基米德原理,难度中等。浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力,故溢出水的重力为0.5 N时,物体受到的浮力是0.5 N。【来源：21cnj*y.co*m】
10、【答案】4 竖直向上
【解析】本题考查的是浮力大小的计算,难度较小。浸在水中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开水所受的重力;空饮料罐压入装满水的烧杯中,其排开的水所受到的重力为4N,则空饮料罐受到的浮力大小为4N,方向竖直向上。
11、【答案】106 1.5×104
【解析】根据阿基米德原理,货船漂浮在水面上,所受浮力大小等于它排开水的重力,即F浮=G排=m排g=100×103 kg×10 N/kg =106 N;距离水面1.5 m下的船体某位置受到的水的压强为:p=ρgh=103 kg/m3×10 N/kg×1.5 m=1.5×104 Pa。21cnjy.com
12、由阿基米德原理可知物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力,
又由V排=V=6×103 cm3 ,得G排=ρ水V排g=1.0×103 kg/m3×6×10-3m3×10 N/kg=60 N
13、（1）【答案】10 N
【解析】阿基米德原理可知物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力,有
F浮=ρ水V排g=103 kg/m3×1×10-3m3×10 N/kg=10 N。【来源：21·世纪·教育·网】
(2)【答案】60 N
【解析】铜球浸没在水中时有F浮=G-G,代入数据得出G=60 N。
(3)【答案】0.33×10-3 m3
【解析】铜球质量m===6 kg,所以铜的实际体积V铜==≈0.66×10-3 m3，
因此,空心的体积V空=V-V铜=0.33×10-3 m3。
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沪科版八年级下册第九章第2节
阿基米德原理
导入新课
我们已经初步认识了浮力，那么浮力的大小与什么有关呢？我们又怎样求得浮力的大小呢？我们来一起动手探究吧！
新课讲授
实验探究：浮力的大小与哪些因素有关
一、浮力的大小与哪些因素有关
1、猜想一：浮力的大小可能与液体的密度有关
听说过“死海不死”吗？因为人在死海中即使不会游泳也不会沉下去。
这是因为死海中水的密度比较大所以说浮力的大小可能与液体的密度有关.
(1)实验一:鸡蛋与浮力
①实验器材：新鲜鸡蛋、水、盐、杯子
实验步骤：a、把新鲜鸡蛋放入清水中观察鸡蛋的沉浮情况.
b、逐渐加盐，改变液体的密度，观察鸡蛋的沉浮情况.
③鸡蛋与浮力视频
④此实验证明了第1个猜想，即浮力的大小与液体的密度有关。
猜想三：浮力的大小可能与物体浸没在液体中的深度有关。
2、猜想二：浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。
(1)实验二：探究圆柱体浸入的体积不同
以及浸没的深度不同
实验探究
①实验器材：
弹簧测力计、圆柱体、烧杯、水、铁架台。
②实验步骤：
1、测物块在空气中的重力并记录数据；
2．将物块小部分浸入水中观察弹簧测力计的示数；
3、将物块大部分浸入水中观察弹簧测力计的示数；
4．将物块全部浸没在水中观察弹簧测力计的示数；
5．增加物块浸没在水中的深度观察弹簧测力计的示数。
③视频
④实验数据
小部分浸在清水中 大部分浸在清水中 全部浸没在清水中 全部浸没在较深的清水中
测力计的拉力/N 1. 58 1. 10 0. 70 0. 41 0. 41
浮力F/N 0. 48 0. 88 1. 17 1. 17
物块状态
力的大小
在空气中
注意：F浮力=G-F
b．全部浸没在同种液体中的物体所受浮力大小，跟浸入液体中的深度无关．
a．浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体排开液体的体积有关，排开的体积越大，浮力越大。
⑤实验结论：
二、阿基米德原理
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的液体所受的重力有怎样的关系呢？下面我们进一步探究。
1、实验探究
探究浮力的大小
（1）实验器材：石块、弹簧测力计、溢杯、空杯
石块
弹簧测力计
溢杯
空杯
(2)实验步骤：①、先用弹簧测力计分别测出石块和空杯所受的重力。
②、把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢杯中，用空杯接从溢杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数。
③、用弹簧测力计测出接了水后杯子和水的总重。
（3）视频
物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶和排液的总重/N 小桶的重力／N 排开液体的重力/N
0.5 0.10 0.74 0.34
（4）实验数据表格
你知道浮力与排开液体的重力之间的关系吗？写一下计算过程。
0.4
0.4
G物=0.50N，G桶=0.34N,
F浮=G物-F示=0.50N-0.10N=0.40N，
F示=0.10N,G总=0.74N,
G排+G桶=G总，
G排=G总-G桶=0.74N-0.34N=0.40N
故：F浮=G排
计算过程
①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。这便是著名的阿基米德原理。
（5）结论
F浮=G排= m排g= ρ液 gV排
②阿基米德原理数学表达式：
③适用范围：液体和气体
课堂练习
1. 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. 同一木块分别漂浮在水面和酒精上，在酒精面上受到的浮力小于在水面上的浮力；
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；
D
2、浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。
A. 物体的体积和液体的密度；
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度；
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度；
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素.
C
3、将一重为80N的物体，放人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. 110N
B
4. 将两个物体分别挂在弹簧测力计上，然后都浸没在水中，发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N，那么这两个物体一定有相同的( )
密度 B.体积
C. 质量 D.重力
B
5、一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大
N。（g取10 N/kg）
1
(2)数学表达式：
F浮= G排= m排g= r液gV排
二、阿基米德原理
(1)浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。
一、浮力大小的影响因素：
（1）浮力的大小与液体的密度有关
（2）浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体排开液体的体积有关，排开的体积越大，浮力越大。
课堂小结
