第4节 水的浮力 第2课时（教学课件）科学浙教版2024八年级上册

该初中科学课件聚焦阿基米德原理，通过阿基米德鉴别王冠的传说导入，衔接前课时浮力概念，以实验探究为支架，引导学生用溢水杯、量筒等器材从定性观察排开水体积与浮力关系过渡到定量测量，构建浮力与排开水重力的关联。 其亮点在于以探究实践为主线，设计“目标-器材-过程-结论”完整实验流程，通过测量物体重力、测力计示数等数据推导F浮=G排，结合科学思维培养和科学史阅读，采用实验探究法与典例分析，帮助学生深化原理理解与应用，教师可直接利用实验方案与习题提升教学效率。

第4节 水的浮力 （第2课时） 第4章 水与人类 科学浙教版（2024） 八年级上册 01 阿基米德原理 知识目标 通过实验探究阿基米德原理，掌握实验操作与数据处理方法，提升科学探究能力。 了解阿基米德原理的应用价值与科学史，增强对科学的兴趣，培养科学态度与责任。 理解阿基米德原理的内涵与公式，能运用原理分析浮力相关问题，发展科学思维。 科学观念： 科学思维： 态度责任： 素养目标 课堂导入 据说，2000多年前，科学家阿基米德把王冠与相同质量的纯金浸没在水中，比较它们排开水的体积是否相同，由此判断王冠是否掺了假。 这就是物理学中非常著名的关于阿基米德原理的传说。那么，到底什么是阿基米德原理？它又有哪些应用？ PART 01 阿基米德原理 阿基米德原理 01 质量与体积有关 物体浸在水中的体积越大，受到的浮力越大。 结论 铝块浸在水中时，它占据了原来由水占据的空间，也就是说，它排开 了这个空间中的水。因此，铝块浸在水中的体积，也可以表述为“铝块排开水的体积”。 物体排开水的体积越大，受到的浮力就越大。 物体受到的浮力大小与它排开水所受的重力大小有关。 阿基米德原理 01 浮力大小与排开水所受重力大小的关系 一、目标 用实验探究阿基米德原理，用等效替换的方法理解阿基米德原理。 二、器材 溢水杯 量筒 烧杯 弹簧测力计 铁架台 圆柱形物块 阿基米德原理 01 三、过程 1.物体排开水的体积可以用溢水杯和量筒测出。 把溢水杯盛满水，将物体浸入水中，让溢出的水流入小烧杯中，小烧杯中的水就是物体排开的水，用量筒测出物体排开水的体积，再计算出物体排开水所受的重力。 溢水杯盛满水 物体浸入水中 G排 = m排g ρ水gV排 = 阿基米德原理 01 2.用图中所示的器材，以小组为单位，定性研究浮力的大小跟物体排开水的多少的关系。 物体排开的水越多，受到的浮力越大。 现象 阿基米德原理 01 3.以小组为单位，定量研究水的浮力大小与物体排开水所受重力的关系。实验中需要直接测量哪些量？ ①把溢水杯盛满水，将小烧杯放在溢水杯出水口的下方； ②将物体悬挂在弹簧测力计上，测出物体的重力G物； ③将物体浸入水中，读出此时弹簧测力计的示数F； ④将烧杯中的水倒入量筒内，测出溢出水的体积V排。 V排 G物 阿基米德原理 01 4.实验记录表的设计。 物体受到的重力G物/N 物体浸入水中时测力计的示数F/N 物体排开水的体积V排/cm3 物体受到 的浮力/N 物体排开水 的重力/N F浮=G物-F G排=ρ水gV排 5.进行实验，并把实验数据记录在表格中。 6.分析实验数据，看看物体所受浮力大小与它排开水所受的重力有什么关系，得出实验结论。 浸在水中的物体受到的浮力的大小等于物体排开的水受到的重力。 阿基米德原理 01 四、问题讨论 如果把水换成其他液体，看看是否可以得出相同的结论。 。 1、阿基米德原理 浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。 可以 （1）内容 （2）公式 F浮=G排=ρ液gV排 阿基米德原理 01 （3）理解 ①阿基米德原理既适用于液体，也适用于气体； ②阿基米德原理表明浮力大小只与液体密度和排开液体的体积有关，与其他因素无关； ③ρ液是液体密度而不是物体密度，单位必须取kg/m3；V排是物体排开液体的体积，单位必须取m3。 阿基米德原理 01 在一只很薄的塑料袋中装满水，使袋中的空气全部排出，用细线把袋口扎紧，挂在弹簧测力计下。然后将塑料袋缓慢浸没在水中，观察弹簧测力计的示数如何变化？ 。用阿基米德原理解释这一实验现象。 示数逐渐减小，直到变为0 因为随着装满水的塑料袋逐渐浸入水中，受到水的浮力慢慢增大；当它完全浸没于水中时，排开了相同体积的水，此时受到的浮力正好等于本身的重力,故弹簧测力计示数变为0。 阿基米德原理 01 2、浮力产生的原因 物块上、下表面所处深度不同，液体对物块下表面的压强大于液体对物块上表面的压强，下表面所受液体向上的压力F2大于物块上表面所受液体向下的压力F1，即物块上、下表面受到液体对它的压力不同，这就是浮力产生的原因。 F浮=F2-F1 阿基米德原理 01 判断下列物体是否受到浮力。 浸在水下的桥墩 ( ) 水中下沉的石块 ( ) 太空中的空间站 ( ) 天宫课堂中“悬浮” 在水中的乒乓球 ( ) × × × √ 阿基米德原理 01 3、阿基米德原理的应用 ①求浮力： F浮=G排=ρ液gV排 ②求体积： V排 = F浮 ρ液g F浮=G排=ρ液gV排 ③求密度： ρ液 = F浮 gV排 F浮和G排： 单位 ρ液： V排： N kg/m3 m3 阿基米德原理 01 【例】在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积为0.7m3的竹筏，放入河水中时有1/5体积浸入水中。 （1）此时竹筏受到的浮力有多大？ 解：已知V竹筏=0.7m3，放入河水中时有1/5体积浸入水中 竹筏放在河水中时，排开河水的体积为： V排=0.7m3×1/5=0.14m3 根据阿基米德原理，可得竹筏受到的浮力为： F浮=ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.14m3=1372N 阿基米德原理 01 已知F′浮=4500N，将阿基米德原理表达式F′浮=ρ水gV′排水进行变形，可得： （2）要使水对竹筏产生4500N的浮力，竹筏应有多大的体积浸入水中？ V′排 = F′浮 ρ水g = 4500N 1.0×103kg/m3×9.8N/kg ≈0.46m3 答：（1）竹筏放在水中时受到的浮力为1372N。 （2）竹筏应有约0.46 m3的体积浸入水中，才能使水对竹筏产生4500N的浮力。 阿基米德原理 01 阿基米德 阿基米德，古希腊哲学家、科学家。他在数学上有着极为光辉灿烂的成就，尤其在几何学方面。在科学上的贡献主要有两 项，一是关于平衡问题的研究，提出杠杆平衡条件；二 是关于浮力问题的研究，提出浮力原理。在机械工程方 面，他发明了一种螺旋提水器，运用杠杆原理制造了投 石机以用作武器。 （公元前287—公元前212） 阿基米德原理 01 据说，罗马军队攻入阿基米德居住的叙拉古城，一个士兵闯入阿基米德的居室时，阿基米德正在沙堆上专心研究一个几何问题。由于他过于专注研究，沉浸在学术乐趣之中，未能察觉危险正在临近。士兵高声喝问，沉思中的阿基米德只叫了一声“不要踩坏了我的圆”，便被士兵刺死。一位科学巨匠就这样死在野蛮的罗马士兵刀下。 课堂小结 课堂练习 【典例1】游泳时，将露出水面的双手浸入水中可以获得更大的浮力，使人上浮防止溺水。如图所示，在手浸入水中的过程中，浮力增大的原因是(　　) A．减少了人的重力 B．减少了空气对人的阻力 C．增大了人排开水的体积 D．增大了人的密度 【解析】根据阿基米德原理知，浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，游泳时，将露出水面的双手浸入水中可以使得排开液体的体积更大，液体密度不变，可以获得更大的浮力。 C 课堂练习 【典例2】 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．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 【解析】某潜水艇从a处高密度海水区驶入b处低密度海水区时，由于V排不变，海水密度减小，由阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可知，其受到的浮力减小、其排开液体的重力减小，故A正确，BCD错误。 A 课堂练习 【典例3】装满水的溢水杯放在水平桌面上，将一块质量为m、体积为V的物块甲轻轻放入溢水杯中，溢出的水全部用空的小烧杯接住，当物块甲在水中静止时排开水的体积为V排则下列说法中，正确的是(　　) A．物块甲受到的浮力一定等于mg B．物块甲受到的浮力一定等于ρ水gV C．小烧杯中水的重力一定等于mg D．小烧杯中水的重力一定等于ρ水gV排 【解析】A、物块甲的状态题中未说明，若为漂浮或悬浮，则浮力等于重力等于mg，若甲下沉，则浮力小于重力，故A错误；B、甲不一定浸没，则排开水的体积不一定等于甲的体积，故B错误；CD、由阿基米德原理可知，物体在水中受到的浮力等于排开水受到的重力，可知浮力一定等于 ρ水 gV排 ，但不一定等于物体的重力，故C错误，D正确。 D 第4节 水的浮力 （第2课时） 科学浙教版（2024） 八年级上册 谢谢观看 $