10.2 阿基米德原理 -2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第二节 阿基米德原理 人教版（2024年版）八年级下册第十章《浮力》 陈日繁设计　2024.07.01 一、情境引入 　　两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。 排开液体的体积 物体浸在液体中的体积 = 阿基米德的灵感 陈日繁设计　2024.07.01 学生体验：把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？ 二、新知讲解 陈日繁设计　2024.07.01 排开液体的体积×液体的密度＝排开液体的质量 浮力的大小跟排开液体所受的重力有关。 猜想 排开液体的体积越大 排开液体的质量越大 液体的密度越大 浮力越大 排开液体的重力越大 提出猜想 陈日繁设计　2024.07.01 实验器材 弹簧测力计 溢水杯（带溢水管） 小桶 细线 被测物体（如金属块） 水（或其他实验液体） 量筒 / 烧杯（可选） 陈日繁设计　2024.07.01 分组讨论 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 问题1:如何测量物体所受浮力的大小？ 实验步骤： 1.测出物体所受的重力G。 2.将物体浸没在水中，读出弹簧测力计的示数F。 计算方法：F浮=G－F G F 设计实验 陈日繁设计　2024.07.01 问题2:如何测量物体排开的液体所受重力？ 实验步骤： 1.测出空小桶所受的重力G桶。 2.溢水杯中盛满水，再把物体浸没在水中，让溢出的水流入小桶中，桶中的水重就是被排开的水G排。 3.测出小桶和水的总重力G总。 计算方法：G排=G总－G桶 G桶 G总 陈日繁设计　2024.07.01 G F G桶 G总 问题3 下图中较合理的实验操作顺序是 。 丁、甲、乙、丙 陈日繁设计　2024.07.01 按实验步骤完成实验，并将实验数据记录在课本第70页的表格中。根据测出的实验数据，看看物体所受浮力跟它排开的水所受的重力有什么关系？更换大小不同的物体做实验，看看是否都存在这种关系？ 分组实验 陈日繁设计　2024.07.01 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 次数 小桶所受的重力G桶/N 物体所受的重力G物/N 物体浸在水中时弹簧秤示数F/N 小桶和排开水总重G总/N 浮力F浮/N 物体排开水所受的重力G排/N 1 2 3 记录实验数据 陈日繁设计　2024.07.01 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。 F浮=G排 G排=m排g m排=ρ液V排 =m排g =ρ液gV排 F浮=ρ液gV排 ρ液= F浮 gV排 V排= F浮 ρ液g ρ液—kg/m3,V排—m3,F浮—N 阿基米德原理也适用于气体。 实验结论 陈日繁设计　2024.07.01 阿基米德原理中浸在的含义 （1）“全部浸入液体中（即浸没）”。如图所示，此时V排=V物。 （2）部分浸入液体中。如图，此时V排＜V物。 阿基米德原理理解 陈日繁设计　2024.07.01 实验分析 问题1：若溢水杯中没有装满水，对实验会有什么影响？ 问题2：若先测排出水和桶的总重力，再测空桶重力，会对实验有什么影响？ 问题3：物体需不需要完全浸没在水中？ 陈日繁设计　2024.07.01 实验优化器材 改进的实验器材：力学传感器、多媒体、溢水杯、小桶、带颜色的水、重物、细线、铁架台、升降台 陈日繁设计　2024.07.01 实验优化过程 陈日繁设计　2024.07.01 实验优化分析 通过优化后的实验，由于力的传感器具有较高的测量精度，能够更准确地测量物块所受浮力F浮和排开水的重力。实验数据表明， 与的大小相等（在误差允许范围内），从而准确快速地探究出阿基米德原理。 这种改进方案提高了实验的测量精度和可靠性。 陈日繁设计　2024.07.01 分析：F浮=ρ水gV排 V排=V塑= m塑 ρ塑 m塑= G塑 g 第①步 第②步 第③步 有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1x103kg/m3的塑料块。 (1)该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？ (2)若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%,则盐水的密度是多少？g取10N/kg。 第①步 第②步 例题 陈日繁设计　2024.07.01 陈日繁设计　2024.07.01 1.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 (1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为_____N。 (2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为______N。石块排开的水所受的重力可由_____(填字母代号)两个步骤测出。 3.8 1.4 A、D 三、课堂演练 陈日繁设计　2024.07.01 (3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于_____________________。 (4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 。 A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验 C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 (5)另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则_____(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。 物体排开的水所受重力 A 能 陈日繁设计　2024.07.01 自己总结这节课你有哪些收获？ 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。 ①F浮=G排 ②F浮=G排=m排g ③F浮=ρ液gV排 （原理法） 浸在的含义：① “全部浸入液体中（即浸没）”，此时V排=V物。②部分浸入液体中，此时V排＜V物。 四、课堂小结 陈日繁设计　2024.07.01 第2节 阿基米德原理 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。 计算公式 ①F浮=G排 ②F浮=G排=m排g ③F浮=ρ液gV排 五、板书设计 陈日繁设计　2024.07.01 基础作业：完成练习册上第2节阿基米德原理的练习题。 六、作业布置 拓展作业：查阅资料，试着做一个潜水艇。 陈日繁设计　2024.07.01 每一个伟大的发现，都始于“为什么”。 今天的你，就是未来的探索者！ 浮力的世界，等你来征服！ 陈日繁设计　2024.07.01 $$