10.2 阿基米德原理 2024-2025学年人教版物理八年级下册

第2节　阿基米德原理 物理观念:能说出阿基米德原理并会书写其公式;会利用阿基米德原理解释简单的现象和计算。 科学思维:通过科学探究活动,经历观察物理现象的过程,培养学生观察、实验能力,分析、概括、思维能力。 科学探究:经历探究阿基米德原理的过程,学习科学探究的有关方法。 科学态度与责任:养成观察思考、勇于发现、乐于探究的学习习惯,以及应用物理知识解决实际问题的能力。 教学重点:理解阿基米德原理,应用阿基米德进行相关计算。 教学难点:应用阿基米德原理进行计算。 教师准备:阿基米德原理演示器、弹簧测力计、空饮料瓶、烧杯、水、木块、小石块等。 学生准备:阿基米德原理演示器、弹簧测力计、小石块、水、细线、空饮料瓶、烧杯等。 教学环节 设计意图 一、创设情境　导入新课 阿基米德是古希腊著名的哲学家、数学家、物理学家,享有“力学之父”的美称,叙拉古国王让工匠做了一顶纯金的王冠,但是在做好后,国王疑心工匠在金冠中掺了假,于是请阿基米德来检验。阿基米德冥思苦想而不得要领,让我们重温阿基米德验皇冠的故事。 播放视频“阿基米德鉴别王冠的故事”。 提出问题:阿基米德是怎样解决这个难题的呢?学习了今天的知识后,你会找到答案。 激发学生学习的兴趣,同时学习科学家勇于探究科学真理的精神 二、新课讲解　探究新知 学生准备:在烧杯中装满水,往下按空饮料瓶,水会溢出。要求: 1.你的手有什么感受,这说明了什么? 2.这个力有变化吗,这又说明了什么? 3.你还观察到什么现象? 4.根据刚才实验中你的感受结合观察到的实验现象,你觉得浮力的大小可能和什么有关? 四人一组,按要求完成实验。感知浮力的大小变化。 交流:1.手受到向上顶的力,说明瓶子浸入水中的过程中,受到水的浮力。 2.在瓶子浸入水中的过程中,向上顶的力越来越大,受到的浮力在增大。 3.溢出来的水越来越多,受到的浮力越大,浮力大小可能与溢出来水的多少有关。 教师引导:这个“多少”指的是什么?是指排开水的质量、密度、体积还是重力? 通过学生的亲自体验,教师的步步引导,让学生把感受和实验现象联系起来,较为顺利地提出浮力大小可能与排开液体的重力有关 学生:排开液体受到的重力。 教师:要验证猜想是否正确,我们要怎么做? 学生:实验。 学生自主阅读课本,结合给出的实验器材,思考下列问题,思考后小组讨论: 1.怎样测浮力? 2.怎样收集排开的液体? 3.怎样测出排开液体的重力? 4.需要的实验器材有哪些? 5.如何进行实验、设计表格? 6.如何进行多次实验? 学生讨论交流后,小组进行展示,其他小组进行补充,教师点评。 1.用弹簧测力计测出浮力大小: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拉,则F 浮=G-F拉。 2.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: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。 实验器材:弹簧测力计、细线、水、小石块、小桶、溢水杯。 学生分小组进行实验,小组内做好分工,记录实验数据,分析数据得出结论。 实验步骤: ①用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶; ②用弹簧测力计测出小石块的重力G物; ③将小石块浸入盛满水的溢水杯中,记下弹簧测力计的示数F拉; ④用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总; ⑤计算出小石块受到水的浮力F浮和排开水的重力G排。实验数据记录在表格中。 次数 小桶的所受的重力G桶/N 物体所受的重力G物/N 物体在水中时弹簧测力的示数F/N 小桶和排开水所受的总重力G总/N 浮力 F浮/N 排开水所 受的重力 G排/N 1 2 3 4 学生交流后引导学生归纳出浮力大小与排开液体重力的关系后,组织学生评估并反思实验过程,从而改进实验方案。 归纳:阿基米德原理的内容,并用课件展示。 1.内容: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。 学生回答问题,经历实验的设计过程,思考问题,得出结论;教师通过提问引导学生思考并设计实验 小组合作实验,培养团队合作意识 2.公式:F浮=G排。 3.用于计算的导出式:F浮= G排= m排g=ρ液gV排。 4.阿基米德原理适用范围:任何液体和气体、任何情况(漂浮体、下沉物、部分浸入、浸没)。 交流与评估: (1)若溢水杯中水没有加满,会对实验造成什么影响? 导致G排的测量值偏小。 (2)实验中,如何保证实验时溢水杯中水已加满? 向溢水杯中缓慢加水,直到溢水口有水滴流出,就表示水已经加满。 (3)实验中,若先测出小桶和水的总重,再将水倒出后测出空桶的重力,测量结果会因为桶壁沾有部分水,所以G桶测量值偏大,导致 G排测量值偏小。 例题1　将金属块浸入水中,排开0.6 kg的水,金属块受到的浮力是　6　N(g取10 N/kg)。  例题2　一个体积为300 cm3的物体浮在水面上,它的体积露出水面,它受的浮力大小为　1　N。(g取10 N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)  例题3　在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠受到的重力为4.9 N,浸没在水中称时,弹簧测力计示数为4.5 N。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,求: (1)王冠浸没在水中时受到的浮力是多少? (2)王冠体积为多大? (3)王冠的密度是多少?王冠是否是纯金的?(金的密度是17.3×103 kg/m3) 课件展示答案 评估有利于发展学生的批判性思维,使学生有可能发现新的问题,从而养成严谨的科学态度 首尾呼应,加深对阿基米德原理的理解,同时学会利用阿基米德原理解决问题 三、归纳概括　课堂小结 学生总结本节所学知识,教师课件展示。 总结本节课的学习收获,增加学生的自信心和获得感 第2节　阿基米德原理 1.内容: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。 2.表达式:F浮=G排。 3.导出式:F浮= G排= m排g=ρ液gV排。 4.适用范围:液体和气体。 提供弹簧测力计,设计实验测量盐水的密度,简述实验的主要步骤(用相应的字母表示所测的物理量),并写出数学表达式。 参考答案: 实验器材:水、盐水、水杯、细线、石块。 步骤: ①将石块用细线拴住,用弹簧测力计测出石块的重力G; ②用弹簧测力计挂着石块,使其浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F1; ③将石块擦干,用弹簧测力计挂着石块,使其浸没在盐水中,读出弹簧测力计的示数F2。 ④石块在水、盐水中受到的浮力分别为F水=G-F1、F盐水=G-F2,石块的体积为V,则有F水=ρ水gV=G-F1,F盐水=ρ盐水gV=G-F2,然后即可解得:ρ盐水=ρ水。 教学的开展以阿基米德在浴缸中思考皇冠之谜的引入,根据观察到的现象提出猜测“浮力大小可能与排开液体的多少有关”,继而进一步猜想“浮力大小可能等于排开液体所受的重力”,学生分小组合作学习进行实验设计和验证。学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想,然后引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液体的重力相等的假设。不仅加深了学生对知识的理解,更培养了学生学习本学科的兴趣,在教学的各个环节中,有意识地引导学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会,达到了理论联系实际的目的,起到了良好的效果。 学科网（北京）股份有限公司 $$