4.4.2 阿基米德原理-【牵手名师】2025-2026学年八年级科学上册同步教学课件（浙教版·新教材）

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历史故事引入，承接上节课浮力与浸在液体中的体积、液体密度的关系，以实验探究浮力与排开液体重力的定量关系，构建从定性到定量的学习支架。 其亮点在于以探究实践为核心，通过完整实验流程（设计记录表、测量数据、分析结论）培养科学思维，结合抗洪竹筏等生活实例深化科学观念。易错辨析（如F浮与G排的区别）和当堂巩固题帮助学生准确理解，教师可利用实验指导和分层练习提升教学效果，学生能提升探究能力和知识应用能力。

第4章　水与人类 第4节　水的浮力 第2课时　阿基米德原理 浙教版　八年级上册 科学 据说，2000多年前，科学家阿基米德在洗澡时得到启发，意识到人进入装满水的浴盆中，溢出水的体积正好等于身体浸入水中的体积。受此启发，他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。在此基础上，他进一步研究，总结出著名的浮力原理—— 阿基米德原理。 课堂引入 通过上节课的学习我们知道了： 物体在液体中所受的浮力的大小，跟它浸在液体中的体积、液体的密度有关。 “物体浸在液体中的体积”也就是物体排开液 体的体积，因为浸入的这部分物体排开了本来处于 这一位置的液体。所以，物体浸没时V物＝V排，如 图所示。 内容讲解 5 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”。 铝块排开水的体积越大，受到的浮力就越大。而 物体的质量大小与体积大小有关，因此，可以推断， 铝块受到的浮力大小与它排开水的质量大小有关，也 就是与它排开水所受的重力大小有关。 内容讲解 6 浮力大小与排开水所受重力大小的关系 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。 溢水杯，量筒，烧杯，弹簧测力计，铁架台，圆柱形物块，水。 器材 实验探究 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。 实验探究 过程 2. 用右图所示的器材，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。 研究浮力大小与物体 排开水多少的关系 3. 用左图所示的器材，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？ 量筒和溢水杯 物块的重力G、物块浸入水中后弹簧测力计的示数F、物块排开水的体积V排水 实验探究 过程 4． 完成如下实验记录表的设计。 实验 序号 物块的重力G/N 物块放入水中后弹簧测力计的示数F/N 物块排开水的体积 V排水/m3 物块受到水的浮力 F浮/N 物块排开的水受到的重力 G排水/N 1 2 5. 进行实验，并把实验数据记录在表格中。 实验探究 参考视频 实验探究 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。 物块的 重力G/N 物块放入水中后弹簧测力计的示数F/N 物块排开水的体积 V排水/m3 物块受到水的浮力 F浮/N 物块排开的水受到的重力 G排水/N 1.1 0.1 10－4 1.0 1.0 实验数据 实验中需要重复多次实验 浸在液体中的物体所受浮力的大小，等于被它排开的液体所受 的重力。 F浮＝G排 实验探究 易错辨析 F浮不是G排 V排与V物的关系 物体所受的浮 力不是物体排开的 液体所受的重力， 二者只是大小相等。 物体排开液体的体积不一定等 于物体的体积，V排 是物体排开液 体的体积。 实验探究 实验注意事项 ①实验时溢水杯中的水面必须恰好至溢水口，这样才能保证排 开的水全部流入小桶中。 实验探究 实验注意事项 ②实验中将物体浸入溢水杯中时，要缓慢浸入，并且手不能晃 动，以免排开的水量增加。 ③为减小实验误差，应先测出小桶的重力，后测小桶和溢出水 的总重力；先测物体的重力，后测物体浸入水中时的拉力。 实验探究 大量的实验结果表明： 用公式表示为： 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。 ——阿基米德原理 F浮＝G排液＝ρ液gV排液 内容讲解 16 F浮＝G排液＝ρ液gV排液 公式中各字母代表的物理量及单位: F浮：表示物体受到的浮力，单位：N G排液：表示物体排开液体所受的重力，单位：N ρ液：液体的密度，单位：kg/m3 V排液：表示排开液体的体积，单位：m3 g：表示9.8 N/kg 内容讲解 17 特别提醒 ①由公式F浮＝G排液＝ρ液gV排液可以看出，浮力的大小只与液 体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体本身的体积、密 度、形状、浸没时在液体中的深度等无关，也与物体是否在液体 中运动、液体的多少等因素无关。 ②不但液体会产生浮力，气体也会产生浮力。阿基米德原理 同样适用于气体浮力的计算：F浮＝G排气＝ρ气gV排气。 内容讲解 18 如图所示，我们可以在水中划出任意形状的 一部分水，如边长为d 的正方体水块。这块正方 体水块静止在水中，其所受的浮力等于它自身所 受的重力。若将同样大小的正方体物块浸没在水 中这个位置时，物体浸入水中，它占据了原来由 水占据的空间，相当于用该物块替换了原来的正 方体水块，也就是物块排开了这块正方体水块， 即物体所受浮力等于排开的这块水所受的重力。 内容讲解 19 液体内部压强随深度增加而增大。把正方体物 块浸没在水中时，物块前后面、左右侧面所处深度 相同，受到液体的压力相互平衡。 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，如图所示，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 内容讲解 20 参考视频 内容讲解 21 关于浮力的两个特殊位置 ①部分浸入：液体对物体上 表面的压力为0，则F浮＝F向上。 ②紧密接触：液体中物体的 下表面所受液体的压力为0，物体 不受浮力的作用。如水中的桥墩、 陷在淤泥中的物体等。 内容讲解 22 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。 测量装满水塑料袋 所受的浮力 内容讲解 弹簧测力计的示数逐渐减小，直到变为0。 假设塑料袋中水的重力为G，由于塑料袋很薄很轻，质量可忽略不计。 当装满水的塑料袋逐渐浸入水中时，排开液体的重力G排逐渐增大，但在浸 没前，G排始终小于袋内水的重力G。根据阿基米德原理F浮＝G排，可知浮 力F浮也逐渐增大。此时对塑料袋进行受力分析，可得F拉＝G－F浮。随着 F浮逐渐增大，弹簧测力计的示数F拉就会逐渐减小。 当塑料袋完全浸没于水中后，排开液体的重力不再发生改变，且G排大 小等于袋内水的重力G。根据阿基米德原理，此时F浮＝G排，再由 F拉＝G－F浮可知，弹簧测力计的示数F拉变为0。 内容讲解 例题　在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积为0.7 m3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？ （2）要使水对竹筏产生4500 N的浮力，竹筏应有多大的体积 浸入水中？ 解：（1）竹筏放在河水中时， 排开河水的体积为：V排水＝ 0.7 m3 5 ＝0.14 m3 根据阿基米德原理，可得此时竹筏受到的浮力为： F浮＝ρ水gV排水＝1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×0.14 m3＝1372 N 内容讲解 25 例题　在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积为0.7 m3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？ （2）要使水对竹筏产生4500 N的浮力，竹筏应有多大的体积 浸入水中？ （2）已知F′浮＝4500 N，将阿基米德原理表达式F′浮＝ρ水gV′排水 进行变形，可得： V′排水＝ 4500 N 1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg F′浮 ρ水g ≈0.46 m3 ＝ 答：（1）竹筏放在水中时受到的浮力为1372 N。（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4500 N 的浮力。 目前为止，你掌握了几种计算浮力的方法 内容讲解 26 阿基米德（公元前287—公元前212）， 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。 阿基米德 螺旋提水器 内容讲解 27 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。 阿基米德 内容讲解 28 阿基米德原理 内容 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 公式 F浮＝G排液＝ρ液gV排液 注意 阿基米德原理同样适用于气体浮力的计算 知识总结 29 1．如图所示，一个塑料小球堵在一个水池的出口处，水无法排出，则 该小球（　　） A．不受水的浮力，也不受水对它的压力 B．受水的浮力，也受水对它的压力 C．不受水的浮力，但受水对它的压力 D．受到水的浮力，但浮力很小 C 当堂巩固 2．一个竖直悬挂在水中的圆柱体，上表面受到水的压力为5 N，底部 受到水的压力为13 N，这个物体受到水的浮力为（　　） A．5 N B．18 N C．13 N D．8 N D 当堂巩固 3．某同学用图所示实验装置验证阿基米德原理。将物块和空桶挂在弹 簧测力计上，示数如图1所示；将物块浸没在装满水的溢水杯中，稳定后， 弹簧测力计的示数如图2所示。此时物块受到的浮力大小是（　　） A．0.5 N B．0.9 N C．1.5 N D．3.5 N A 当堂巩固 4．如图所示，体积V＝200 cm3的木块在绳子拉力F＝0.8 N的作用下完 全浸没在水中（g＝10 N/kg，绳子重力不计）。求： （1）木块此时受到浮力。 （2）木块的重力。 2 N 1.2 N 当堂巩固 5．如图所示，将一块挂在弹簧测力计下的圆柱体金属缓慢浸入水中 （水足够深），在圆柱体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数 F和圆柱体下表面到水面的距离h关系的图像是（　　） A 当堂巩固 声　明 本课件中所用的图片、视频等素材，一部分取自电子版教材； 另一部分来源于网络，由于网络资源源头不易查询，所以未能联 系到版权所有者，若侵权，请联系删除。 宁波涌济文化发展有限公司 $