9.3 　阿基米德原理 ----2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

第九章 浮力 第三节　阿基米德原理 八年级物理下册 •沪科版2024 栏目导航 学习目标 1.探究浮力的大小 新课导入 探究点： 2.阿基米德原理应用 课堂小结 当堂评价 对点训练 对点训练 3.利用浮力知识测密度 对点训练 学习目标 物理观念：知道阿基米德原理，能对浮力问题进行简单计算，能了解阿基米德原理在生产生活中的应用 科学态度与责任：能体会探究浮力实验的巧妙与精彩，能感受阿基米德孜孜不倦的求索精神、持之以恒的科学态度 科学思维：根据实验数据通过分析归纳推理获得实验结论；对实验进行反思，提出改进建议 科学探究：经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，实验中会使用相关实验器材收集数据，能对收集的数据进行分析，形成结论 新课导入 1 老师播放鉴定王冠的视频： 看完诙谐有趣的视频，你一定对如何鉴定王冠产生了兴趣，那我们今天就来学习有关知识。 新课导入 2 传说古希腊叙拉古国王让工匠做了一顶纯金王冠，但怀疑工匠掺假，让阿基米德负责去鉴定王冠的真假。阿基米德在洗澡时受到启发，通过比较王冠和同等重量纯金排开水量的不同，发现了浮力定律，也就是广为人知的阿基米德原理。 阿基米德原理是浮力中的一个重要内容，也是一个较难的内容，那我们今天就来攻克它，让它为我们服务。学完后找同学解释如何鉴定王冠。 探究点1 探究浮力的大小 1.猜想:浮力大小可能等于 。 2.阅读课本P218“做中学”“探究浮力的大小”部分： （1）此实验需要测哪几个物理量？ （2）如何得出浮力F浮的大小？ （3）如何得出排开水的重力G排的大小？ 排开液体的重力 石块重力G、浸没在水中时弹簧测力计拉力F、空桶重力G桶、桶和溢出水的总重G总四个物理量 F浮=G-F G排=G总-G桶 探究点1 探究浮力的大小 （4）溢水杯如何使用？有什么作用? ①观察老师演示溢水杯的使用；将水倒入溢水杯中，水面到达溢水口。将物体浸入溢水杯的水中，被物体排开的这部分水从溢水口流出，可用空小桶接住流出的水。 ②作用：准确收集排开水的多少，且物体浸入水中体积跟溢出水的体积（排开水的体积）相等，即：V浸=V溢=V排。 根据以上分析，由学生分组完成实验器材的确定及实验方案和实验表格的设计 探究点1 探究浮力的大小 3.实验器材：弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶 4.实验方案，参考课本图所示： （1）将溢水杯中倒满水； （2）用弹簧测力计测出小石块的重力G； （3）用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶； （4）将石块体浸没入盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F； （5）用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总； 探究点1 探究浮力的大小 石块重力G/N 石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N 石块受到的浮力F浮/N 小桶的重力G桶/N 小桶和溢出水的总重力G总/N 小溢出水的重力G排/N 5.设计记录数据表格。 探究点1 探究浮力的大小 6.分组按设计实验方案进行实验，将实验数据填写在设计表格中。   7.分析实验数据，概括实验结论： 8.实验反思：引导学生提问，对于实验操作步骤和实验数据处理，有没有更合理或其他的处理方法？ 浸在液体中的物体受到的浮力的大小，等于被物体排开的液体受到的重力的大小。关系表达式：F浮=G排。 实验操作步骤可将测石块重力和测空桶重力顺序调换，不用再将石块挂上取下，取下挂上，更方便操作。 对点训练 如图是验证“阿基米德原理”的实验，弹簧测力计在甲、乙、丙、丁四个步骤中的读数分别为F1、F2、F3、F4下列说法正确的是（　　） A．为了减小实验误差，最合理的实验顺序为甲乙丙丁 B．若图甲中溢水杯中的水未到达溢水口不会影响探究结果 C．物体只有完全浸没才能验证阿基米德原理 D．当F1-F2=F3-F4时，可验证阿基米德原理 D 探究浮力的大小 探究点2 阿基米德原理应用 1. 我们知道了阿基米德原理内容，其数学表达式： 。我们就找到了一种较为简单的求浮力的方法： 。 当然，也可根据其推导式求 、 。 2.阅读课本P219“例题部分”。 （1）然后用本子遮住解答部分，尝试再现过程。 （2）解题策略提炼，共同总结解题技巧及注意事项： F浮=G排 F浮=G排=ρ液gV排 ①计算时注意V排的判定，一般V排=V浸。 ②注意单位要符合要求，密度单位统一用kg/m3，体积单位统一要用m3。 对点训练 金属块排开水的体积为1×103m3。求金属块受到浮力F浮的大小？ 阿基米德原理应用 答：金属块受到浮力F浮的大小为10N。 解：金属块受到浮力的大小为 探究点3 利用浮力知识测密度 1.测定固体的密度 （2）实验步骤： （1）实验原理： ①用弹簧测力计测出固体在空气中的重G。 ②将固体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F示。 ③根据 求出物体密度。 探究点3 利用浮力知识测密度 2.测定液体的密度 （1）实验原理： （2）实验步骤： ①用弹簧测力计测出固体在空气中的重力G。 ②将固体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F水示。 ③将固体浸没在待测液体中，读出弹簧测力计的示数F液示。 ④根据 ，计算出液体的密度。 对点训练 如图所示是物理兴趣小组探究“影响浮力大小的因素”的实验，根据他的实验探究数据，请你回答下列问题：（ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg） （1）由图ACD可知，浮力大小与物体浸没深度 （选填“无关”或“有关”）； （2）分析此实验可得出：物体受到的浮力大小与 有关； （3）经过进一步计算可知物体体积V= m3，物体的密度ρ= kg/m3，液体的密度ρ液= kg/m3。 利用浮力知识测密度 无关 物体排开液体的体积 和 液体密度 5×10-5 4×103 0.8×103 课堂小结 称重法：G-F示 排水法：G总-G桶 F浮 G排 = 阿基米德原理 F浮=ρ液gV排 当堂评价 1．如图所示，体积相同的A、B、C三个小球，则它们所受浮力最大的是（　 　） A．A球 B．B球 C．C球 D．无法确定 2．深水潜器潜下潜过程中，发现深潜器的体积发生越来越明显的收缩，则深潜器受到的海水压强和浮力的变化情况是（　　） A．压强越来越大，浮力越来越小 B．压强越来越大，浮力越来越大 C．压强越来越小，浮力越来越小 D．压强越来越小，浮力越来越大 12 3456 C A 当堂评价 3．如图所示是AS700载人飞艇。当AS700载人飞艇以3870kg的总质量在空中悬停时受到的浮力为 N，此时飞艇的体积为 m3。 （ ） 4．抹香鲸是已知可以下潜到2000米深的少数鲸鱼之一。抹香鲸在深潜过程中受到的 增大， 不变。（均选填“压强”或“浮力”）（不考虑抹香鲸体积的变化）。 12 34 56 38700 3000 压强 浮力 当堂评价 1234 5 6 5．小明为了验证阿基米德原理，用一个密度大于水的合金块设计了如图所示的实验顺序，弹簧测力计的示数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。 （1）按图中的顺序测出的合金块排开水的重力将 （填“偏大”或“偏小”），原因是： 。 偏小 空桶里的水不能全部倒出，G空桶变大，使G排液变小 当堂评价 1234 5 6 （2）合理的实验顺序是 ，合理调整实验顺序后，当实验中的测量结果满足关系式 （用图中所测量的字母表示）时，则该实验结果说明阿基米德原理成立； （3）按照合理的顺序实验，以下情况会影响验证结果的是 （填字母）； A．图甲中水面未到达杯口 B．图乙中合金块未全部浸没在水中 C．图乙中合金块浸没水中过深（没有碰到容器底部） （4）实验后，小明又利用上面实验中的器材和木块，正确地探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。实验过程中有一个步骤可以不用弹簧测力计，这个步骤是 （选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）。 丁甲乙丙 G物－F1＝F2－G空桶 A 乙 当堂评价 12345 6 6．某兴趣小组课外实践时，把一块重力为10N的合金块完全浸入到水中称量时，弹簧测力计的示数为6N，（g取10N/kg， ， ）则： （1）求合金块在水中时受到的浮力； （2）求合金块的体积； （3）若把合金块全部浸入煤油中，求其浮力。 当堂评价 12345 6 解：（1）根据称重法测浮力可知，合金块在水中时受到的浮力： （2）由阿基米德原理 可知，合金块浸没在水中时，排开水的体积与合金块的体积相等： （3）合金块浸没在煤油中时，排开煤油的体积： 合金块浸没在煤油中受到的浮力： 答：（1）合金块在水中时受到的浮力为4N； （2）合金块的体积为 ； （3）合金块全部浸入煤油中受到的浮力为3.2N。 $$