10.2 阿基米德原理（导学案）-【上好课】八年级物理下册同步备课系列（人教版）

10.2 阿基米德原理（导学案） 【学习目标】 1. 经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、会分析、会论证。 2. 能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。 3. 能应用公式F浮=G排和F浮= ρ液gV排计算简单的浮力问题。 【学习重点】 经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，概括、归纳出阿基米德原理。 【学习难点】 用阿基米德原理解答和计算有关浮力的问题。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体的体积就是物体 的体积. 2. 物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，则排开的液体的 就越大，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 有关，而液体的 跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 密切相关. 3. 阿基米德原理：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液体所受的 ，这就是著名的阿基米德原理，用公式表示就是F浮=G排，进一步推导可得出F浮= 。 阿基米德原理不仅适用于液体，而且也适用于 。 【合作探究】 探究一、阿基米德的灵感 1. 浮力与排开液体体积的关系 （1）阿基米德的灵感 【想一想】通过阿基米德鉴别王冠的故事，思考：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阿基米德的灵感来自哪里？ 【归纳】①阿基米德的任务是鉴定王冠是不是纯金的，但是不允许破坏王冠。 ②阿基米德的思路是：相同质量的金子的体积相同，测出王冠的体积，与同 的金子的体积对比后即可鉴定出真伪。 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：当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看到浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体 的体积吗？ （2）阿基米德鉴定王冠故事的启示 ①决定浮力大小的因素 上节课的结论是——物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，它受到的浮力就越大。现在我们用“物体排开液体的体积”取代“物体浸在液体中的体积”来陈述这个结论就是： 物体 的体积越大，液体的 越大，它受到的浮力就越大。 ②想想做做 把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。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？ 【分析】实验发现将易拉罐压入水桶的过程中，易拉罐所受的浮力越来越 ，排开的水越来越 。说明物体排开水的体积越大，所受浮力也越 。 2. 浮力与排开液体重力的关系 根据上述实验结论推导浮力与排开液体重力的关系： （1）物体排开液体的体积V排越大，液体的密度ρ液越大，所受的浮力F浮越 。 （2）物体排开液体的体积V排越大，液体的密度ρ液越大，根据m液＝ρV排可知，物体排开液体的 m排越大，因为G＝mg，所以物体排开液体的 G排越大。 由（1）与（2）可知：物体所受浮力的大小跟它排开液体所受 大小应该有定量的关系。 探究二、浮力的大小 1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系 【想一想】通过前面的学习，我们知道，浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。这一结论说明浮力的大小与什么力有关呢？ 【猜想与假设】液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到的重力越大；另一方面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。 所以浮力的大小跟排开液体所受的重力应该有一定的关系，大小可能 。 【设计实验】 （1）实验器材：弹簧测力计、物体（ρ物＞ρ液）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水。 （2）测量浮力的方法（称重法） 使用弹簧测力计进行测量：先测出物体所受的重力G，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F，则F浮= （如下图甲、丙所示）。 （3）测量排开液体所受的重力（溢水法） 物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出（如下图乙、丁所示）：溢水杯中盛满液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的重力G排= 。 【进行实验与收集数据】 （1）如图甲，将小石块用细线系住，挂在弹簧测力计的挂钩上，测出小石块的重力G=F1。 （2）如图乙，将小桶挂在弹簧测力计的挂钩上，测出其所受的重力G桶=F2。先测小桶重力以免沾水使测量数据不准确。 （3）将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，将小桶放在溢水口下水能正好流入小桶的位置，然后将小石块慢慢地浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F3，如图丙所示。 （4）利用公式F浮