10.2 阿基米德原理 课件-2025-2026学年人教版物理八年级下册

该初中物理课件聚焦阿基米德原理，通过复习上节浮力与物体浸在液体中的体积、液体密度的关系，结合阿基米德鉴定王冠的故事导入，引导学生建立“物体浸在液体中的体积等于排开液体体积”的认知，进而通过实验探究浮力与排开液体重力的定量关系，搭建从已有知识到新原理的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，设计“测量浮力（F浮=G物-F拉）”和“测量排开液体重力（G排=G总-G桶）”的完整实验方案，包含数据表格、多次验证及误差分析（如溢水杯未装满的影响），培养学生科学探究能力。融入阿基米德故事与生活实例（如溢水杯溢水、塑料块漂浮问题），渗透科学态度与责任，通过推理推导公式（从V浸=V排到F浮=ρ液V排g）发展科学思维，既提升学生实验操作与逻辑推理能力，也为教师提供分层习题和探究教学资源，助力高效教学。

10.2　阿基米德原理 核心 素养 学业质量 教学内容 物理 观念 1.知道阿基米德原 理，并能进行简单 计算。 2.知道阿基米德原 理的推导公式，并 能进行相关计算。 3.能利用浮力大小 的两个影响因素解 决生活中的实际问 题。 1.通过探究物体所受浮力大小与排开液体重力之间的关系，帮助学生得到阿基米德 原理公式。 2.通过对阿基米德原理公式的推导，引导学生掌握阿基米德原理的系列变形公式。 3.通过练习，使学生学会选择合适的方法，正确对公式进行变形，求解与浮力相关的实际问题。 4.通过进一步明确影响浮力大小的两个因素，使学生能正确解释生活中的相关现 象。 核心 素养 学业质量 教学内容 科学 思维 1.能根据已学知识推测浮力大小与物体排开液体的重力之间的关系。 2.会对阿基米德原理公式进行推导和变形。 1.通过阅读阿基米德的科学故事，启迪学生的科学思维，引导学生猜测浮力大小与物体排开液体的重力之间的关系，提高学生的科学推理能力。 2.通过结合已学的公式，对阿基米德原理进行推导，培养学生对物理学科内在规律及相互关系的认识能力。 核心 素养 学业质量 教学内容 科学 探究 1.能正确理解物体 浸入液体中的体积 与排开液体体积之 间的关系。 2.通过实验，知道 物体所受浮力大小 与排开液体重力之 间的关系。 1.通过设计测量实验，帮助 学生切实理解物体浸入液体 中的体积等于排开液体的体 积。 2.通过合理的猜想假设，引 导学生经历自行设计实验、 制定方案的过程，提高学生 的科学探究能力。 核心 素养 学业质量 教学内容 科学 态度 与责 任 1.感受物理学史的 意义。 2.体会科学—技 术—社会之间的联 系。 1.通过阿基米德的科学故 事，感受科学家解决问题的 科学智慧，提高学生学习物 理的兴趣。 2.通过解决生活和科技中的 浮力问题，体会科学—技 术—社会之间的联系。 2022课程标准 学习目标 知道阿基米德原 理。 1.能推测并通过实验探究浮力大小跟 排开液体所受重力的关系。 2.【重点】知道阿基米德原理的内 容。 3.【难点】能利用阿基米德原理及其 推论进行相关的计算，并解决实际生 活中的问题。 知识点1　阿基米德灵感的启示 1. 复习：通过上节的探究，我们知道：物体浸在液体中 的体积越 、 越大，所受的浮力也 越大。 2. 问题：要计算浮力的大小，液体的密度通常容易知 道，但如何测量“物体浸在液体中的体积”呢？ 大　 液体的密度　 3. 故事：据说两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了 鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥 思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴 缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到解决办 法，由此就解决了王冠的鉴定问题。 4. 启发：物体浸在液体中的体积（用V浸来表示）＝物 体 液体的体积（用 来表示）。 排开　 V排　 5. 推理： （1）已知：①F浮与 和 有关；（填入相关 物理量的符号） ②V浸 （选填“＝”或“≠”）V排。 （2）代入：F浮变成与 和 有关。（填入相 关物理量的符号） V浸　 ρ液　 ＝　 V排　 ρ液　 （3）已知：m＝ρV，G＝mg。 （4）代入：F浮变成与 有关（填入相关物理量的 符号）。 G排　 6. 问题：物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力 有什么定量关系？ 知识点2　探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 实验 目的 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 实验 设计 1.在实验中，测量物体所受浮力大小的方法（用 公式表示）：F浮＝ ⁠； 2.在实验中，测量排开液体所受重力的方法（用 公式表示）：G排＝ ⁠； 3.如图所示，应按照 ⁠的顺序依次进 行实验。 G物－F拉　 G总－G桶　 甲乙丙丁　 甲 乙 丙 丁 实验 器材 、密封圆柱体（内装铝块）、 、小桶、水 弹簧测力计　 溢水杯　 实验 步骤 1.用弹簧测力计测量空桶和物体所受的重力，分 别记为 和 ⁠； 2.在溢水杯中装满水，在溢水口下面放置空桶， 用弹簧测力计悬挂物体，将物体浸在水中，读 出 时弹簧测力计的示数，记为 ⁠， 同时用小桶将排开的水收集起来； 3.用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力，记 为 ⁠； 静止　 F拉　 G总　 G桶　 G物　 实验 步骤 4.改变物体浸入水中的深度（或使用不同的物 体、不同密度的液体），重复以上实验步骤，多 做2组数据。（注意每次重新实验前，需将物体 和小桶擦干） 数据 记录 （请在表格中的空白处，完善你的实验数据表格设计） 实 验 组 别 ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ ⁠ 浮 力 F浮 /N 排开液体所受 的重力G排/N 1 2 3 空桶所受 的重力G桶 /N　 物体所受 的重力 G物/N 物体在液体中 时弹簧测力计 的读数F拉/N　 小桶和排开 液体所受的 总重力G总/N　 评估 交流 （一）实验结论 1.浸在液体中的物体，所受浮力的大小 ⁠ （选填“大于”“小于”或“等于”）它排开液 体所受的重力大小，这就是著名的 ⁠ 原理。 2.用公式可将上述结论表示为 ⁠。 等于　 阿基米德　 F浮＝G排　 评估 交流 （二）实验反思 1.若按上图中乙、丙、丁、甲的顺序，测出合金 块排开水的重力将 （选填“偏大”或 “偏小”），原因是 ⁠ ⁠。 2.在步骤丙中，如果物体只有部分浸入水中，会 影响实验结论吗？ （选填“会”或“不 会”） 。 偏小　 小桶中有残留的水，导致 测得空桶重偏大，排开水的重力偏小　 不会　 评估 交流 3.按照上述步骤完成实验后，便马上得出结论， 结论可靠吗？若不可靠，应该怎么做？ ⁠ ⁠。 不可靠，应该更换不同液体或不同体积的固 体，多次实验　 A B C D 【典例1】图 （1）实验中所用圆柱体的重力为 N；在情景图B中 存在的错误是 ⁠。 4　 溢水杯中未装满液体　 【典例1】下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小 与排开液体所受重力的关系”的过程情景，请根据图示 完成下面的填空。 【典例1】下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小 与排开液体所受重力的关系”的过程情景，请根据图示 完成下面的填空。 （2）纠正错误后，继续实验，在情景图C时圆柱体受到 的浮力F浮＝ N；圆柱体排开的液体所受的重力G排 ＝ N。 （3）实验结果表明：浸在液体 中的物体受到的浮力等于 ⁠。 1　 1　 它排开的液体所受的重力　 A B C D 【典例1】图 （4）实验中，圆柱体从刚接触液面到浸没在液体中，液 体对溢水杯底的压强 （选填“变大”“变 小”或“保持不变”）。 保持不变　 【典例1】下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小 与排开液体所受重力的关系”的过程情景，请根据图示 完成下面的填空。 A B C D 【典例1】图 【变式1】将质量为0.5 kg的物体，轻轻放入盛满清水的 溢水杯中，溢出2 N的水，则此物体受到的浮力是（g取 10 N/kg）（　C　） A. 5 N B. 0.5 N C. 2 N D. 3 N C 知识点3　阿基米德原理的推论及应用 1. 推论：F浮＝G排＝ g＝ρ液 g。 2. 分析：根据以上推论，可以再次得出物体所受浮力的 大小只与 和 （或 ⁠ ） 有关。 m排　 V排　 液体的密度　 物体排开　 浸入 液体的体积　 3. 梳理： 对应物理量 符号 国际单位 常用的单位换算 浮力 ⁠ ⁠ — 物体排开的液体所受的重力 ⁠ ⁠ — 物体排开的液体的质量 ⁠ ⁠ 1 t＝ kg， 1 g＝ ⁠kg F浮 　 N　 G排 N　 m排 kg　 103　 1　 对应物理量 符号 国际单位 常用的单位换算 液体的密度 ⁠ ⁠ 1 g/cm3＝ kg/m3 排开的液体 的体积 ⁠ ⁠ 1 L＝ dm3＝ ⁠ m3 1 mL＝ cm3 ＝ m3 ρ液　 kg/m3 103　 V排 m3　 1　 10－3 1　 10－6　 ▶知识补充　V浸、V排和V物的关系： （1）任何情况下：V排 V浸； （2）物体完全浸入在水中时，V排 V物； （3）物体部分浸入在水中时，V排 V物。 ＝ ＝ ＜ 【典例2】如图所示，用弹簧测力计挂着质量为1 kg的物 块，慢慢浸没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质 量为0.4 kg，则物块受到的浮力为 N。（g取10 N/kg） 4　 【典例2】图 【变式2】有一杯水、一杯盐水和一块重0.22 N、密度为 1.1×103 kg/m3的塑料块，则该塑料块的体积是 ⁠ ，该塑料块浸没在水中时受到的浮力是 N； 若该塑料块在某种盐水中是漂浮的，它所受浮力的大小等于它所受的重力，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90％，则盐水的密度是 kg/m3（g取10 N/kg，结果保留两位小数）。 2×10 －5 m3　 0.2　 1.22×103　 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 ⁠。 2. 阿基米德原理及其推论公式：F浮＝ ⁠ 。（此公式气体同样适用） 3. V浸、V排和V物的关系： 它排开的液体所受的重力　 G排＝m排g＝ρ液 V排g　 （1）物体排开液体的体积等于物体浸在液体中的体积， 即 ＝ ⁠。 （2）当物体 在水中时，V排 V物；当物 体 在水中时，V排 V物。 V排　 V浸　 浸没　 ＝　 部分浸入　 ＜　 基础评价 1. 如图是某同学做“探究浮力的大小跟排开液体所受重 力的关系”的实验，若得出了F浮＞G排的结论。关于得 出此结论的原因，下列分析不合理的是（　A　） 甲 乙 丙 丁 A 第1题图 A. 溢水口还在缓慢滴水，便把空小桶放在溢水口下方 B. 放入物体前，溢水杯中未装满水 C. 在图丙步骤的操作中，物体碰到了容器底且对底部产 生了压力 D. 实验中先进行图丙步骤， 后进行图甲步骤 2. 两个量筒均装有20 mL的水，往量筒中分别放入甲、 乙两个不吸水的物块，物块静止后如图所示，水的密度 为1 g/cm3，g取10 N/kg，则（　B　） 第2题图 B A. 甲的体积为40 cm3 B. 甲受到的浮力为0.4 N C. 乙排开水的体积小于20 mL D. 乙受到的浮力小于甲受到的浮力 3. 铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开水的体 积是 cm3，排开水的重力是 N，受到的浮力 是 N。如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力 是 N。（ρ酒精＝0.8×103 kg/m3，ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg） 100　 1　 1　 0.8　 素养评价 4. 北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳 池深了0.5 m。有人说，水的深度越深，其产生的浮力就 越大，因此，运动员在“水立方”的比赛成绩会普遍提 高。于是小昊和小彤决定要探究“浮力的大小是否与液 体的质量有关”。 第4题图1 （1）他们用两块完全相同的橡皮泥各自进行了实验，每 人的两烧杯中分别加水300 g和200 g，步骤如图1所示， 经过交流，发现实验结论是不一致的，你认为 ⁠ 的实验方案得出的结论更可靠，另一方案得出的结论不 可靠的主要原因是 ⁠。 小彤　 没有控制物体排开液体的体积相同 第4题图1 （2）他们选择了可靠的实验方案继续实验，收集到的数 据如表所示。表中横线处浮力大小为 N。 实验 序号 烧杯中水的 质量m/g 物体的重 力G/N 物体浸没水中时受到的拉力F/N 浮力 F/N 1 100 2 0.6  　 2 200 2 0.6 1.4 3 300 2 0.6 1.4 1.4　 ①分析实验数据，得到的初步结论是 ⁠ ⁠； ②为了得到普遍规律，小昊和小彤还需要选取 ⁠ 进行多次实验。 物体所受浮力大 小与液体的质量无关　 不同的 物体和液体　 （3）小昊发现实验序号1中水产生的浮力 （选 填“小于”“等于”或“大于”）原有水自身的重力， 为什么会这样呢？他将实验序号1用的橡皮泥捏成圆柱 状，利用量筒重新进行了实验探究，如图2所示。通过对 实验数据的分析，他对浮力有了更深刻的认识：浮力的 大小等于物体 （选填“排开”“排出”或“排 开和排出都行”）液体受到的重力。 大于　 排开　 第4题图2 5. 用弹簧测力计在空气中测得某物体重8.9 N，将该物 体浸没在水中，弹簧测力计的示数变为7.9 N。求：（g 取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3） （1）该物体受到的浮力； 解：（1）物体受到的浮力F浮＝G－F＝8.9 N－7.9 N ＝1 N 答：（1）该物体受到的浮力为1 N。 解：（1）物体受到的浮力F浮＝G－F＝8.9 N－7.9 N ＝1 N 答：（1）该物体受到的浮力为1 N。 （2）该物体的体积。 解：（2）物体浸没时，排开液体的体积和本身的体积相 等，根据 F浮＝ρ液gV排，可得物体的体积 V＝V排＝＝＝1×10－4 m3 答：（2）该物体的体积为1×10－4 m3。 解：（2）物体浸没时，排开液体的体积和本身的体积相 等，根据F浮＝ρ液gV排，可得物体的体积V＝V排＝＝ ＝1×10－4 m3 答：（2）该物体的体积为1×10－4 m3。 5. 用弹簧测力计在空气中测得某物体重8.9 N，将该物 体浸没在水中，弹簧测力计的示数变为7.9 N。求：（g 取10 N/kg，ρ水＝1×103 kg/m3） $