10.2 阿基米德原理-【七彩课堂】2024-2025学年新教材八年级物理下册同步教案（人教版2024）

第2节 阿基米德原理 第1课时 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 教材分析 一、课标分析 通过实验,验证阿基米德原理,找出浮力与排开液体重力的关系;理解阿基米德原理,会用F浮=G排进行简单计算。 二、内容和地位分析 阿基米德原理是本章的重点,同时也是中考考查的实验之一。通过该探究实验不仅要让学生归纳出阿基米德原理,对其加以运用,还要让学生进一步了解科学探究的基本要素、基本方法等,提高学生的实验探究能力,对探究实验有进一步的认识,为以后的科学探究实验打下牢固的基础。 学情分析 已有知识及方法: 1.知识储备:学生通过第一节的探究实验对浮力的概念、测量方法、产生的原因已有了解,并具备一定的实验操作能力水平。但本节涉及的知识较多,并要求学生能综合运用知识,所以难度较大。 2.技能储备:通过前面的几个探究实验,学生已经具备了初步的探究能力。学生能熟练使用弹簧测力计,并能利用弹簧测力计测量物体的重力及浮力,这从技能上为这节课的学习做好了充分准备。 3.学习心理:学生已经具备了一定的观察、实验、分析、归纳的能力,对探索阿基米德原理有着强烈的好奇心和求知欲,实验是激发学生兴趣的最好方法。通过实验让学生充分发挥自己的潜能去探究、交流和思考,完成对阿基米德原理的认识。 未知知识及方法:浮力的大小与排开液体重力大小的定量关系。 教学目标 1.利用实验探究得出浮力的大小与物体排开液体的重力大小的定量关系。 2.归纳总结实验结论并用文字准确描述。 3.体验科学探究阿基米德原理的实验过程,进一步练习使用弹簧测力计测浮力。 核心素养 通过实验探究,让学生养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,在经历实验探究的过程中培养学生的交流意识、合作精神和合作能力。培养科学探究物理问题的方法。培养学生大胆猜想,在实验过程中敢于创新的精神。培养学生的分析能力、概括能力、解决问题能力与动手操作能力。 重点难点 重点:能通过实验,验证阿基米德原理。 难点:实验过程中的数据处理及对现象和结论的准确描述。 教学过程 教学环节 教学内容 学生活动 教学意图 环节一:知识回顾 1.浸在液体中的物体受到向上的力,这个力叫作浮力。 2.浮力的方向:竖直向上。 3.测量浮力的大小:称重法。 4.浮力产生的原因:液体对物体上、下表面的压力差。 5.影响浮力大小的因素:液体的密度、物体排开液体的体积。 　　学生回忆上节课所学知识。 　　复习上节所学知识,为理论上推导阿基米德原理做准备。 环节二:导入新课 　　利用阿基米德由洗澡水溢出得到灵感的故事和上节课易拉罐入水实验的体会,引导学生提出本节课探究的问题:浮力的大小与排开液体的重力有没有关系?有什么关系? 　　学生猜想、交流,回答问题。 　　通过阿基米德灵感的启示故事,激起学生兴趣并引起学生思考。 续表 教学环节 教学内容 学生活动 教学意图 环节三:探究实验 1.提出问题:物体受到的浮力与排开液体的重力有没有关系?有什么关系? 指导学生检验猜想是否正确需要实验,可以利用实验探究物理知识。 2.实验方法:排液法。 介绍溢水杯的构造及用法。 3.设计实验: (1)实验器材:弹簧测力计、带有刻度的圆柱体、水、酒精、盐水。 (2)实验步骤:学生设计讨论。 指导学生阅读教材,明确实验注意事项,需要观察什么、测量什么和记录什么。 (3)老师根据学生回答补充说明实验操作步骤和注意事项(如溢水杯要装满、物体缓慢放入水中等),提醒学生记录实验数据和分工合作。 4.进行实验: 测量数据，填入实验数据表格: 实 验 次 数 物体的重力 G物/N 物体在液体中时弹簧测力计的示数F'/N 浮力 F浮/N 小桶和 排出液 体的总 重力G总/N 小桶的重力 G桶/N 排开液体的重力G排/N 1 2.15 1.35 0.80 1.10 0.3 0.8 2 2.15 1.60 0.55 0.85 0.3 0.55 3 2.15 1.80 0.35 0.65 0.3 0.35 　　注意:用不同物体、不同液体多做几次实验。 教师指导学生填写表格,得出结论,思考归纳阿基米德原理,并能表述结论。 5.实验结论:浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。 6.理论推导:因为G排=m排g,m排=ρ液V排,所以F浮=G排=m排g=ρ液gV排。 适用范围:液体和气体。 　　7.实验拓展: 教师引导学生思考: (1)此实验要更换物体或液体,进行多次测量,目的是使实验结论更具有普遍性。 (2)若溢水杯没有装满水,会导致排到小桶内的水的质量小于物体排开的水的质量,最终得到物体受到的浮力大于溢出的水所受的重力的错误结论。 (3)若物体没有完全浸没,能否验证猜想? 能。 例1.如图所示，A、B两个金属块的体积相等,哪个受到的浮力大? 答：物体在液体中所受浮力的大小与它浸在液体中的体积和液体的密度有关。A、B两金属块的体积相等，二者在同种液体中，液体的密度相等，由图可知，B金属块排开液体的体积较大，所以B金属块受到的浮力较大。 例2.如图所示,A、B两个金属块的体积相等,哪个受到的浮力大? 答：A、B两个金属块体积相等，二者排开液体的体积相同，水的密度大于酒精的密度，所以在水中的A金属块受到的浮力更大。 　　1.总结猜想:学生分析排开液体的体积、液体的密度、排开液体的质量、排开液体的重力间的联系,作出猜想与假设。 2.设计:学生小组合作,根据给出的器材,根据猜想设计实验步骤,并说出器材在实验中的作用。 小组展示交流,其他同学评估、改进实验方法,明确实验目的。 3.实验:分组进行实验,观察记录,分析数据得出结论,验证猜想是否正确。 　　4.展示:请不同学生在讲台上进行演示实验,并介绍得出的实验结论。 学生讨论实验、交流结论。 学生答题、讲解。 让学生从现象看本质,得出恰当的猜想。 让学生根据器材设计实验、验证猜想,避免学生按照老师给出的实验步骤进行操作,而不理解实验目的、仪器的作用等,做到真探究、真实验。 1.巩固用称重法计算浮力的大小。 2.培养根据实验数据得出结论的概括能力。 3.自己得出结论,对阿基米德原理理解更深刻。 4.训练学生的归纳总结能力、表达能力及合作交流能力。 　　通过拓展,加深学生对阿基米德原理的理解。 及时巩固新知识,检验学习成果。 板书设计 第2节　阿基米德原理 第1课时　探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 一、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的液体所受的重力。适用于气体和液体。 二、公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。 课堂练习 《》第96~97页“经典题型剖析”题型1、2 课堂小结 本节课你学到了什么?有哪些收获呢? 作业布置 1.《七彩培优》第十章第2节第1、3题。 2.“练习与应用”第1~2题。 教学反思   第2课时 阿基米德原理的应用 教材分析 一、课标分析 利用阿基米德原理解决浮力问题。 二、内容和地位分析 阿基米德原理是初中物理教学的重要内容,在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用,是前面所学的力学知识的延伸,是初中力学的另一个重点,为以后浮沉条件的学习奠定基础,对人们的日常生活、生产实践、科学研究有着广泛的现实意义。尤其是阿基米德原理的理解及应用,物理量复杂,变形公式多,有一定的难度,学生学起来总有种望而生畏的感觉,因此教学过程中注重通过实验、推理等方法激发学生学习兴趣。在教学中增强趣味性，争取调动全体学生的学习兴趣,提高学生对阿基米德原理的理解，灵活运用阿基米德原理解决问题。 学情分析 已有知识及方法:浮力对学生来说已经比较熟悉了,有日常生活积累、小学科学课和前面几节课的学习,学生已经能够通过实验验证阿基米德原理,对知识的理解从感性提高到了理性。要运用阿基米德原理解决实际问题,还要利用前面所学的重力、质量、密度、二力平衡、力的合成等知识,以及科学分析、推理、归纳等方法。 未知知识及方法:利用阿基米德原理求体积和密度。数学与物理结合,利用图像分析浮力部分物理问题,与实际应用相结合分析解决问题的方法。 教学目标 1.灵活运用阿基米德原理求浮力、体积、密度。 2.能运用阿基米德原理解决简单的问题。 3.培养学生数形结合的思维方法。 核心素养 通过运用阿基米德原理解决实际问题,意识到物理与生活的密切联系。 重点难点 重点:运用阿基米德原理解答和计算有关浮力的问题。 难点:利用阿基米德原理对浮力现象中的有关问题进行计算。 教学过程 教学环节 教学内容 学生活动 教学意图 环节一:知识回顾 　　 1.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的液体所受的重力。 2.阿基米德原理用公式表示为F浮= G排。 　　回忆相关知识，默写阿基米德原理公式及推导公式。 　　复习上节课所学知识，熟悉公式中的字母含义，为本节的计算和应用做准备。 环节二:导入新课 　　两千多年前的阿基米德在洗澡时得到启示,想办法通过排开水的体积测出王冠的体积,从而测出王冠的密度。请同学们思考一下,如果没有测量体积的量筒,你能够通过浮力知识想办法得到王冠的体积和密度吗? 　　思考、讨论王冠的体积、密度与浮力之间的关系。 　　创设问题情境,让学生思维碰撞,主动探索,用所学知识解决实际问题。 续表 教学环节 教学内容 学生活动 教学意图 环节三:新课教学 　　1.阅读课本，回答下列问题: (1)关于阿基米德原理的讨论。 ①物理公式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。 G排是指物体排开液体所受的重力;ρ液是指液体的密度;V排是指物体排开液体的体积。 ②公式F浮=ρ液gV排表明,浮力的大小只和ρ液、V排有关,浮力的大小与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。 (2)对阿基米德原理的理解。 ①如图所示,物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况。 不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言,浸没时受到的浮力大,部分浸入时受到的浮力小,而且浸入的体积越小,所受的浮力也越小。 ①a.浸没时:V排=V浸=V物,此时物体所受的浮力等于排开液体的重力,即F浮=G排= ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物。 b.部分浸入时:V排=V浸<V物,F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物。 ③同一物体浸没在不同的液体中时,由于液体的密度不同,所受的浮力也不同。根据公式F浮=ρ液gV排,浸没时,V排=V物,当ρ液不同时,浮力也随之变化。 教师点拨:阿基米德原理的公式适用于求液体和气体中物体所受浮力的情况。 2.阿基米德原理的应用。 例1.在“王冠之谜与阿基米德原理”的故事中,若王冠的质量为490 g,浸没在水中称时,王冠重4.5 N,这顶王冠在水中受到的浮力为　0.4　N,王冠的体积为 　4×10-5　m3。若纯金的密度为19.3×103 kg/m3,根据上述数据可知王冠　不是　(选填“是”或“不是”)纯金制作的。  学生阅读课本,回答问题，加深对阿基米德原理公式的理解。 学生先自己解题,写推导过程,再小组交流,上台展示。 　　加深学生对阿基米德原理的理解,才能使学生更灵活地运用此公式。 训练学生的思辨能力、表达能力。 让学生自己体验感知知识的内在逻辑过程,通过思维碰撞过程培养思维能力,给学生一定的思维空间。 前呼后应,体现物理来源于生活,回归生活的理念,运用所学知识解决实际问题,增强学生理论联系实际的能力。 续表 教学环节 教学内容 学生活动 教学意图 环节四:课堂例题 　　1.利用阿基米德原理求物体受到的浮力。 例2.一个体积为300 cm3的物体浮在水面上,它体积的露出水面,它受的浮力是多少?(g取10 N/kg) 解：根据阿基米德原理可知，它受的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg×（1-）×300×10-6 m3=1 N。 例3.如图所示，用一细绳拴住体积为0.6 dm3，重为4 N的木块，使它浸没在水中，此时绳的拉力为多大? 解：木块浸没在水中，受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103 kg/m3×10 N/kg ×0.6×10-3 m3=6 N，对木块受力分析，木块受到向上的浮力，向下的重力和绳子向下的拉力，则拉力F拉=F浮-G= 6 N-4 N=2 N。 2.利用阿基米德原理求物体的体积和密度。 在物体全部浸没或知道浸入比例的情况下,根据变形式V排=,可以得到V排,继而求得物体的体积V物,物体完全浸没时,V物=V排;知道了物体浸入的比例,也可以得到V物。由物体的体积V物和物体的重力G就可以求得物体的密度ρ物。 例4.如图甲所示,水平面上有一底面积为 5.0×10-3 m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5 kg的水。现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10-5 m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10-5 m3。(g取10 N/kg,水的密度ρ水=1×103 kg/m3)求: (1)物块受到的浮力大小。 (2)物块的密度。 解：（1）已知V排=4.0×10-5m3，则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3=0.4N。 （2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G=F浮=0.4N，则质量m==0.04kg，物块的密度ρ==0.8×103kg/m3。 3.利用阿基米德原理求液体的密度。 例5.如图所示,一个边长为10 cm的正方体竖直悬浮在某液体中,上表面受到液体的压力F1为5 N,下表面受到液体的压力F2为13 N。下列说法错误的是(　C　) A.正方体受到的浮力为8 N B.液体的密度为0.8×103 kg/m3 C.正方体上表面到液面的距离h=5 cm D.液体对正方体下表面的压强为1.3×103 Pa 注:利用阿基米德原理不需要天平和量筒就可以巧妙地测出固体、液体的密度。 4.综合应用。 例6.如图所示,当吊在弹簧测力计下的物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为 5.0 N;当物体浸在水中的体积为物体体积的时,弹簧测力计的示数为 3.5 N。从弹簧测力计上取下物体将其缓慢地放入水中(容器足够大,水足够多),则物体静止时受到的浮力为(　C　) A. 9.0 N　B. 8.5 N　C. 8.0 N　D. 7.5 N 5.结合图像。 例7.如图甲所示,将一实心圆柱体悬挂于弹簧测力计下,物体下表面刚好与水面接触,从此处匀速下放物体,直至浸没(物体未与容器底接触)的过程中,弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系如图乙所示,则下列说法正确的是(　C　) A.物体的重力为40 N B.物体浸没时受到的浮力为15 N C.物体的密度为2.5×103 kg/m3 D.物体刚好浸没时下表面受到的液体压强为800 Pa 练习：学生答题、讲解。 可以让不同层次的学生上台讲解。 学生讨论图像和坐标轴交点、拐点的含义,从图像得出信息,结合公式解决问题。 通过把自己的想法、结果展示给大家,学习交流和合作,体验成功的愉悦。给学生表现空间。 此例引导学生学会用阿基米德原理来分析解决浮力问题,培养学生良好的物理计算能力。 总结归纳求浮力的几种方法。 要求学生看懂图像是解题的关键,同时综合运用所学浮力知识正确计算浮力的大小和物体的体积。 续表 教学环节 教学内容 学生活动 教学意图 板书设计 第2节　阿基米德原理 第2课时　阿基米德原理的应用 一、对阿基米德原理的理解:阿基米德原理适用于液体和气体。 二、阿基米德原理的应用 1.利用阿基米德原理求物体受到的浮力。 2.利用阿基米德原理求物体的体积和密度。 3.利用阿基米德原理求液体的密度。 三、浮力的图像分析 课堂练习 第97页“经典题型剖析”题型3 课堂小结 本节课你学到了什么?有哪些收获呢? 作业布置 1.《七彩培优》第十章第2节第2、4题。 2.“练习与应用”第3~4题。 教学反思   学科网（北京）股份有限公司 $$