第九章第三节　阿基米德原理学案 ----2024-2025学年沪科版物理八年级下学期

第三节　阿基米德原理 学习目标 1.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。（物理观念） 2.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。（科学思维） 3.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。（科学探究） 4.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。（科学态度与责任） 重点难点 重点：阿基米德原理的探究过程及应用 难点：利用阿基米德原理解决有关浮力问题 导学过程 自主学习1 探究浮力的大小 浮力的大小与排开液体的重力什么关系呢？ 1.猜想:浮力大小可能等于排开液体的重力。 2.带以下问题阅读课本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？ 答： 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 。 （2）如何得出浮力F浮的大小？ 答： F浮=G-F 。 （3）如何得出排开水的重力G排的大小？ 答： G排=G总-G桶 。 （4）溢水杯如何使用？有什么作用? 答： 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 。 3.实验器材：弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶 合作探究1 1.实验方案，如课本图所示： 2.设计记录数据表格。 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 3.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。 4.分析实验数据，概括实验结论： 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 。 5.实验反思： 6.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（　D　） 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 自主学习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：F浮=G排。根据此关系我们就找到了一种较为简单的求浮力的方法，分析如下： F浮=G排=ρ液gV排。当然，也可根据其推导式求ρ液、V排： ，。 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： 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。 合作探究2 1.回顾导入环节问题，如何鉴定王冠是否是纯金的呢？ 答： 方法一： 用密度知识算出该重力的纯金王冠对应的体积V，将王冠放入溢水杯中测出或算出该王冠浸没在水中后排开水的体积V排，比较V跟V排是否相等 。 方法二： 用密度知识算出该重力的纯金王冠对应的体积V，算出该体积对应的水的重力G, 将王冠放入溢水杯中测出该王冠浸没在水中后排开水的体积G排，比较G跟G排是否相等 。 方法三：…… 2.对点训练： 金属块排开水的体积为1×103m3。求金属块受到浮力F浮的大小？ 解：金属块受到浮力的大小为 答：金属块受到浮力F浮的大小为10N。 自我评价 1．（2024·广州中考）潜水艇从海水高密度区驶入低密度区，急剧下降的过程称为“掉深”。如图，某潜水艇从a处驶入低密度海水区，“掉深”到b处。与a处相比，潜水艇在b处（　A　） A．受到浮力大小变小 B．受到浮力大小变大 C．排开液体重力不变 D．排开液体重力变大 2．2023年3月11日下午，“探索一号”科考船搭载着“奋斗者”号载人潜水器，圆满完成国际首次环大洋洲载人深潜科考任务，标志着“奋斗者”号载人潜水器运维体系走向成熟、稳定。若海水密度保持不变，下列说法正确的是（ D ） A．“奋斗者”号上浮至露出水面过程中，所受海水浮力逐渐变大 B．“奋斗者”号进入海水中逐渐下潜过程中，所受海水压强不变 C．“奋斗者”号在水面下下潜过程中，排开海水的质量逐渐变大 D．“奋斗者”号在水中下潜时，所受浮力等于其排开海水的重力 3．如图所示，在一只不计重力和厚度的塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住并将其慢慢浸入水中（　A　） A．逐渐减小到零 B．先减小后增大 C．始终保持不变 D．逐渐增大 4．弹簧测力计下挂一圆柱体，从离水面某高度缓慢浸入水中．如图是弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像．下列说法正确的是（　C　） A．圆柱体受到的重力是8N B．圆柱体受到的最大浮力是12N C．当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400Pa D．圆柱体的密度是1.2×103kg/m3 5．阿基米德洗澡时，身体越往水下浸，感觉身体就越“轻”。这一过程中，他受到的浮力变 大 了（填“大”或“小”），这是由于 排开液体的体积 的变化引起的（填影响浮力大小的因素）。 四、实验题 23．（23-24九年级下·山东青岛·阶段练习）同学们在学习“阿基米德原理”这节课上，仔细观察了老师做的如图甲、乙、丙所示的演示实验。课后复习时，物理兴趣小组的同学们，提出了一个新的实验方案，并动手制作出了如图丁所示实验装置，其中A、B为两个规格扣同的弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是自制的溢水杯，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台. （1）当物体逐渐浸入水中，水对物体底面的压强将逐渐； （2）图乙中物体受到浮力的原因是； （3）实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数.弹簧测力计B的示数（选填“变大”“变小”或“不变”）； （4）比较弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB它们的大小关系是ΔFAΔFB（选填“>”“<”或“=”），说明物体所受的浮力等于。 【答案】 变大 见解析 变小 变大 = 排开液体的重力 【详解】（1）[1]当物体逐渐浸入水中时，物体底面所处的深度变大，由p=ρgh可知，水对物体底面的压强变大。 （2）[2]物体浸没在水中，上下表面受到水对物体的压力差，所以物体受到浮力。 （3）[3][4]逐渐调高平台，物体浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据F浮=ρ液gV排可知，物体受到的浮力变大，因为F浮=G-F′，所以弹簧测力计A的示数F′=G-F浮变小；又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大。 （4）[5][6]弹簧测力计A示数的变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB相等。所以物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等。 6．某组同学利用如图器材和步骤验证“阿基米德原理”。 （1）如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图，通过图中 A、B 两个步骤测出了石块的浮力； （2）C、D两步骤可以算出小桶中水的重力，这个重力跟 浮力 相等： （3）为了减小实验误差，实验步骤的合理顺序应该是 DABC ； （4）以下实验过程中的操作，会影响验证结果的是 a 。 a．图B中溢水杯内未盛满水 b．图D中小桶内有少量水 c．图B中石块未浸没在水中 7．载重线是船舶在允许的最大载重情况时水面位置的水平线，因航行季节、航区或船舶用途而异。如图为某货轮船舷上绘制的载重线，其中“S”表示夏季海水载重线，“W”表示冬季海水载重线。请结图片利用已学物理知识判断夏季海水和冬季海水密度的大小关系并说明理由。 答：由图可知夏季海水载重线位于冬季海水载重线上方，即夏季排开水的体积大于冬季排开水的体积，因为船舶载重相同，满载时在不同季节受到浮力大小相同，根据阿基米德原理可知，夏季海水密度小于冬季海水密度。 8．如图所示，一块矿石在空气中称重3N；浸没在水中时弹簧测力计示数为2N，浸没在某液体中时弹簧测力计示数为2.2N，（g=10N/kg）求： （1）小石块的体积； （2）小石块的密度； （3）某液体的密度。 解：（1）在空气中称得石块重G=3N，石块受到水的浮力 F浮水=G-F示水=3N-2N=1N 因为石块浸没水中，根据F浮=ρ水V排g可得石块的体积 （2）石块的质量 小石块的密度为 （3）石块受到另一种液体的浮力 F浮液=G-F示液=3N-2.2N=0.8N 因为石块浸没在另一种液体中，排开液体的体积 V排液=V=1×10-4m3 根据F浮=ρ液V排g可得另一种液体的密度 答：（1）小石块的体积为1×10-4m3； （2）小石块的密度为3×103kg/m3； （3）某液体的密度为0.8×103kg/m3。 我的收获 学科网（北京）股份有限公司 $$