10.2 《阿基米德原理》导学案 ----2024-2025学年人教版物理八年级下学期

人教版八年级第十章浮力 第2节《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，探究阿基米德原理. 2.能复述阿基米德原理并书写其数学表达式. 3.能应用公式计算简单的浮力问题. 【学习重点】 理解阿基米德原理，应用阿基米德进行相关计算. 【学习难点】 应用阿基米德原理进行计算. 【自主预习】 1. 两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体的体积就是______的体积； 2. 排开液体的体积越大、液体的密度越大，则排开液体的______就越大，因此，浮力的大小可能跟排开液体的______密切相关，而液体的______跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能跟______密切相关； 3. 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______.阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于______. 【探究新知】 探究点一 阿基米德的灵感 1.阿基米德洗澡时突然想到：物体浸在液体中的体积就是______的体积.由此，我们在第一节探究出的实验结论可以表述为：______越大，液体的密度越大，它所受的浮力就越大. 2.想想做做：体验物体排开液体的体积越大，所受的浮力就越大 把装满水的烧杯放在盘子中，再把空的饮料罐按入水中，在手感受浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中. ①现象：通过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______.说明浮力的大小和______多少有关系. ②推理：由于物体的体积与密度的乘积等于质量，物体的体积越大、密度越大，其______越大.如果液体的______越大、排开液体的______越大，溢出在盘中液体的______也就越大.由此，我们猜想，浮力的大小跟______有关，而液体的重力大小跟它的质量成正比，因此，可以进一步推想，浮力的大小跟______也密切相关. ③猜想与假设：浮力的大小跟物体排开液体所受______有关. 探究点二 浮力的大小 实验：探究浮力大小与物体排开液体的重力的关系 1.设计实验： （1）怎样测量物体受到的浮力？需要测量哪些物理量？怎样计算浮力的大小？ 浮力大小可以用______测出：先测出物体所受的______G，再读出物体浸在液体中______F拉，则F浮=______. （2）怎样测量物体排开的液体所受的重力？需测量哪些物理量？怎样计算物体排开液体所受重力的大小？ 物体排开液体所受的重力可以用______和______测出：溢水杯中______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______的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的______. 2．实验器材：弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、圆柱体 3．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浮和排出水的重力G排.实验数据记录在表格中. 4.实验数据记录 次数 小桶的所受的重力G桶/N 物体所受的重力G物/N 物体在水中弹簧测力的示数F拉/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 5.实验结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小______物体排开液体所受重力，即______. 6.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? . (2)实验中，如何保证实验时溢水杯中水已加满? . (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______，导致 G排测量值______. 探究点三 阿基米德原理 1.内容：浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它______所受的重力. 2. 公式：F浮=______. 3. 推导公式：F浮=m排g=______ 4.适用范围：液体和______ 5.对原理的理解: ①物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”（V排______V物）和“部分浸入”（V排______V物）两种情况. ②浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力. ③阿基米德原理表明，浮力大小只和______、______有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是漂浮、悬浮、沉在水底、还是运动等因素______. 例题1将金属块浸入水中，排开0.6kg的水，金属块的浮力是______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1/3体积露出水面，它受的浮力是______ N.（g取10 N/kg） 例题3在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若王冠的重量为4.9N，浸没在水中称时，测力计示数为4.5N．g取10 N/kg， 求： （1）王冠浸没在水中受到的浮力是多少？ （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17.3×103kg/m3） 【当堂练习】 1.关于浸在液体中的物体所受浮力F浮与物体重力G物、物体排开液体的重力G排间的大小关系，以下说法中正确的是（ ） A．只有当物体浸没时，F浮等于G物 B．不管物体是否浸没，F浮都等于G物 C．只有物体未浸没时，F浮等于G排 D．不管物体是否浸没，F浮都等于G排 2.如图所示，将一只重为0.5 N的小烧杯放在一个装满水的溢水杯的溢水口正下方，向溢水杯中轻轻放入一个小木块，从中溢出的水全部流到小烧杯中，测得小烧杯和水的总重力为2.5 N.则木块受到的浮力为（ ） A. 3 N B. 2 N C. 2.5 N D. 0.2 N 3.如图所示，当乒乓球从水里上浮到水面上，乒乓球在A位置时受到的浮力为FA，水对杯底的压强为pA，在B位置时受到的浮力为FB，水对杯底的压强为pB，则它们的大小关系是（　　） A．FA=FBpA=pB B．FA<FBpA<pB C．FA>FBpA>pB D．FA>FBpA=pB 4.如图，重为5N，体积为0.2×10-3m3的物体用细线系在弹簧测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是_______N，静止时弹簧测力计的示数是_______N.（g=10N/kg） 5.如图所示，小明用细线系住重为5 N的物体A，使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中，物体A排开的水重为2 N，此时物体A所受的浮力为______N，将A浸没在水中，此时物体所受的浮力为_____N，物体排开的水的体积为______ m3.（g取10 N/kg） 6.如图所示，是某实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数. （1）金属块浸没在盐水中时，受到的浮力是______N. （2）分析图乙、丙可知，浮力的大小跟______有关. （3）分析两图可知，浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关. （4）由实验可知，该金属块的密度是______kg/m3. 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会. . 参考答案 【自主预习】 1.物体排开液体 2.质量 质量 重力 排开液体的重力 3. 重力 F浮=G排 气体 【探究新知】 探究点一 阿基米德的灵感 排开液体 物体排开液体的体积 2.①大 多 排开液体 ②质量 密度 体积 质量 排开液体的质量 排开液体的重力 ③重力 探究点二 浮力的大小 1.（1）弹簧测力计 重力 弹簧测力计的示数 G－F拉 （2）溢水杯 弹簧测力计 盛满 排开 重力 5.等于 F浮＝G排 6.(1)导致G排的测量值偏小. (2)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)偏大 偏小 探究点三 阿基米德原理 1.排开的液体 2.G排 3.ρ液gV排 4.气体 5.①= < ③ρ液V排 无关 例题1 6 例题2 2 例题3解：（1）王冠浸没在水中受到的浮力F浮＝G－F＝4.9N－4.5N=0.4N； （2）由F浮=G排=ρ水gV排得排开水的体积 V排==4×10-5m3 王冠的质量m＝＝0.49kg 王冠的密度：ρ＝＝12.25×103kg/m3＜17.3×103kg/m3，所以皇冠不是纯金的. 【当堂练习】 1.D 2.B 3.C 4. 2 3 5. 2 4 . 6.（1）2.4 （2）排开液体的体积 （3）丙丁 （4）2.4×103 学科网（北京）股份有限公司 $$