第2节 阿基米德原理（教学课件）（含交互动画）物理新教材人教版八年级下册

该初中物理课件聚焦人教版八年级下册第十章第2节“阿基米德原理”，核心围绕原理的探究与应用。课堂导入通过复习浮力与浸在液体中的体积、液体密度的定性关系，提出定量规律的问题，搭建新旧知识衔接的学习支架。 其亮点在于以科学探究为主线，设计“探究F浮与G排关系”实验，含步骤逻辑分析（如先测空桶重减小误差）、数据记录与论证，培养科学思维与探究能力。结合公式推导（F浮=ρ液gV排）及实例（浸没与部分浸入的V排辨析），帮助学生形成物理观念，教师可依托清晰结构高效教学，学生提升知识应用与探究能力。

null第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 物理八年级下册 •人教版 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 通过实验探究，知道阿基米德原理的内容（F浮 = G排）及其公式表达（F浮 = ρ液gV排）。能运用该原理分析和解决简单的浮力问题，理解浮力大小只取决于ρ液和V排。 02 科学思维 能通过阿基米德故事的启示，将“浸入体积”转化为“排开液体体积”，进而猜想浮力与排开液体所受重力的关系。在实验探究中，能设计合理的实验步骤，分析处理数据，通过归纳概括得出结论。 03 科学探究 经历“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的完整探究过程。正确使用溢水杯和弹簧测力计进行测量，记录并处理数据，通过分析比较F浮与G排，得出实验结论。 04 科学态度与责任 通过了解阿基米德的故事，感受科学家善于观察、勤于思考的科学精神。在探究实验中培养严谨细致、实事求是的科学态度和合作交流的意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 1、通过实验探究，归纳得出阿基米德原理（F浮 = G排）。 2、理解原理的公式表达（F浮 = ρ液gV排），并能进行简单计算。 1、理解“物体排开液体的体积”概念，并建立 “浮力大小可能与G排有关”的猜想。 2、设计并完成“探究F浮 与G排关系”的实验，理解实验步骤的逻辑。 课堂引入 上节课结论：浮力大小与物体浸在液体中的体积、液体的密度有关。 思考： 这只是定性关系。我们能否找到一个更精确的、定量的物理规律来描述浮力到底等于什么？ 复习旧知，提出问题： 知识点1   阿基米德灵感的启示 知识点1： 阿基米德灵感的启示 阿基米德通过“溢水”想到了什么？ 思考： 知识点1： 阿基米德灵感的启示 思考： 问： 阿基米德通过“溢水”想到了什么？ 答：物体浸入的体积 = 排开液体的体积 问：如果我们用“排开液体的体积(V排)”来代替“浸入的体积(V浸)”，上节课的结论可以怎么说？（F浮与V排、ρ液有关） 答：F浮与V排、ρ液有关。 问： V排和ρ液的乘积是什么？又和什么物理量相关？ 答：m排 = ρ液V排；G排 = m排g 知识点1： 阿基米德灵感的启示 良好的数理基础是必备条件。物理测量的远程操作，针对物理这门实验性学科，收集错题并分析错误原因。包括物态变化的能量分析。细节决定物理问题的成败。关注物理单位的换算关系。包括温度计的工作原理。物理问题的解决需要耐心。物理学习中的挫折应对如欧姆定律等电学基础知识。将复杂公式分解记忆。细节决定物理问题的成败。将抽象的物理知识具体化需要实验探究是物理学习的灵魂。创新思维能突破学习瓶颈。 浮力 大小 排开液体 所受重力 液体 密度 排开液体 的体积 排开液体 的质量 m=ρV G=mg ρ V 浮力大小与排开液体所受的重力有何关系？（梳理前面的分析） ? 猜想： 知识点2：浮力的大小 F浮与G排的关系？ 探究： 设计实验方案： 阅读教材“实验思路”和图示。 本实验需要先测量两个量：物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力， 然后分析它们的关系。 1. 怎样测量物体所受浮力的大小？ 答：称重法：F浮 = G - F拉 知识点2： 浮力的大小 教材建议先测空桶重G桶，再测物体重G物，然后测浸没时的F拉，最后测桶水总重G总。为什么要按这个顺序？如果先测G总，再倒掉水测G桶，会有什么问题？ 思考： 为了减小因液体残留带来的误差。 知识点2：浮力的大小 F浮与G排的关系？ 探究： 进行实验 （1）用弹簧测力计先测出空桶的重力G桶 （2）再用弹簧测力计测出石块的重力 G物 （3）把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数F示。 （4）用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重G总。 知识点2：浮力的大小 F浮与G排的关系？ 探究： 知识点2：浮力的大小 F浮与G排的关系？ 探究： 次数 小桶的重力G桶/N 物体的重力 G物/N 物体在水中测力计示数F示/N 小桶和排开水的总重G总/N 浮力F浮/N ( G 物- F示) 排开水的重力G排/N (G总-G桶) 1 0.3 1.15 0.85 0.6 0.3 0.3 2 0.7 0.75 0.45 0.45 3 0.45 1 0.7 0.7 数据记录： 知识点2：浮力的大小 F浮与G排的关系？ 探究： 分析论证： 大量的实验结果表明，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。这就是著名的阿基米德原理。 用公式表示就是：F浮=G排 F浮 = G排 = ρ液 gV排 ρ液是液体的密度，V排是物体排开液体的体积（物体浸没时V排 = V物） 知识点2：浮力的大小 对阿基米德原理的理解 拓展： 1、阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 2、影响浮力大小的因素：浮力大小只与 r液、V排有关（F浮 = G排 = ρ液 gV排），与物体的体积、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。 3、如何求液体密度、排开液体的体积？ 知识点2：浮力的大小 对阿基米德原理的理解 拓展： 4、“侵入”和“浸没”的理解： 浸在液体中的物体”包括两种情况：一是物体全部浸入液体中，如图中B物体，也叫浸没；二是一部分体积浸入液体中，如图中A物体。 物体浸没时：V排=V浸=V物； 物体部分浸入时：V排=V浸<V物。不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力，都遵循阿基米德原理。 知识点2：浮力的大小 对阿基米德原理的理论演绎 拓展： F浮= F向上－ F向下 F向下= p向下S =ρ液gh1S F向上= p向上S =ρ液gh2S =ρ液gh2S－ρ液gh1S =ρ液gS(h2－h1) =ρ液gV排 =G排 知识点2：浮力的大小 在验证阿基米德原理的实验中，下列操作会对验证结果产生影响的是（　　） A．溢水杯内未盛满水 B．金属块未完全浸没在水中 C．小桶内原先有少量水 D．将溢水杯中水换成酒精 例1： 【详解】A．水面未到达溢水杯的溢水口，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，故在此过程中，物体受到的浮力大于排出的水的重力，故A符合题意；B．物体未全部浸没在水中，物体排开液体的体积小，排开液体的重力小，浮力也小，仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力，对实验没有影响，故B不符合题意；C．小桶内有少量水，小桶的重力大，测量的小桶和水的总重力也偏大，G排不变，所以对实验没有影响，故C不符合题意； A 知识点2：浮力的大小 有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的实心塑料块。（g取10N/kg） （1）该塑料块浸没在水中时受到多大的浮力? （2）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%，则盐水的密度是多少? 例2： 知识点2：浮力的大小 塑料块的质量: 解：（1） m塑料= = = 0.022kg G塑料 g 0.22N 10N/kg 塑料块的体积: V塑料= = = 2×10-5m3 m塑ρ料 0.022kg 1.1×103kg/m3 塑料块浸没在水中： V排= V塑料 塑料块受到的浮力： F浮=G排=ρ水 gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3= 0.2N （2） 排开盐水的质量: m盐水= = = 0.022kg G盐水 g 0.22N 10N/kg 盐水的密度: ρ盐水= = =1.22×103kg/m3 m盐水 V盐水 0.022kg 1.8×10-5m3 排开盐水的体积： V盐水= 90%V塑料=90%×2×10-5m3=1.8×10-5m3 故：该塑料块浸没在水中所受的浮力为0.2N， 盐水的密度为1.22×103kg/m3。 课堂总结 阿基米德灵感的启示 阿基米德原理 浮力的大小 物体浸在液体中的体积等于排开液体的体积 V浸 = V排 → m排 = ρ液 V排 → G排 = m排 g 1.阿基米德原理：F浮=G排=ρ液 gV排 2.①适用范围：液体、气体，②计算液体的密度ρ，浸入的体积V排 课内知识通关练 课内知识通关练 1、如图所示，将重为8牛的物体挂在测力计下并将其浸没在水中，此时测力计的示数为3牛，则物体排开水的重力为 牛。当剪断连接金属块与测力计的细线时，金属块所受浮力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”），下沉过程中，金属块下表面受到的压强 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 【答案】 5 不变 变大 【详解】[1]物体排开水的重力为G排=F浮=G−F拉=8N−3N=5N [2]根据F浮=ρ液 gV排可知，当剪断连接金属块与测力计的细线时，由于金属块排开液体的体积不变，液体的密度不变，所以金属块所受浮力将不变。 [3]根据p=ρgh可知，下沉过程中，由于深度变大，所以金属块下表面受到的压强变大。 考点：浮力的大小 课内知识通关练 2、将甲、乙、丙三个体积相同、材料不同的小球放在水中，静止在如图所示的水里，则（　　） A．甲球所受的浮力最大 B．乙球所受的浮力最大 C．丙球所受的浮力最大 D．三个球所受的浮力一样大 【详解】由图示知，乙球浸没在水中，排开水的体积最大，甲和丙都漂浮，丙排开水的体积比甲的大，据阿基米德原理知，乙所受的浮力最大，丙所受的浮力比乙小，比甲大，甲所受的浮力最小。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 考点：浮力的大小 B 课内知识通关练 3、将质量为1kg的物体，轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.4kg的水，则此物体受到的浮力是（g取10N/kg）（　　） A．10N B．5N C．4N D．0.4N 【详解】把物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中，排开的水重G排=mg=0.4kg×10N/kg=4N 根据阿基米德原理可知：物体受到的水的浮力 F浮=G排=4N 故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 考点：浮力的大小 C 课内知识通关练 4、将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中，物体静止后溢出3N的水，则物体受到的浮力大小（　　） A．一定是3N B．一定是7N C．可能是4N D．可能是10N 【详解】将重为7N的物体放入盛满水的溢水杯中，物体静止后溢出3N的水，即物体排开水的重力为3N，由阿基米德原理可知，物体受到的浮力为3N，则物体受到的浮力大小一定为3N。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 考点：浮力的大小 A 课内知识通关练 5、一金属块在空气中称重时示数为27N，把它全部浸入水中称时弹簧测力计的示数为17N，则该金属块受到的浮力是 N，排开水的重力是 N． 【答案】 10 10 【详解】[1]由称重法测浮力得，金属块受到的浮力为 [2]由阿基米德原理知，物体受到的浮力等于排开液体的重力，金属块排开水的重力为10N。 考点：浮力 课内知识通关练 6、把重力为3.9N的铁块挂在弹簧测力计下并将铁块浸没在水中，静止时测力计的示数为3.4N，则铁块受到的浮力为 N；铁块的密度为 kg/m3，若增加铁块浸没在水中的深度，水对铁块上、下表面的压力差将 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 考点：浮力的大小 【答案】 0.5 7.8×103 不变 【详解】[1]根据称重法可知，铁块受到的浮力为F浮=G−F示=3.9N−3.4N=0.5N；[2]由于铁块浸没在水中，则铁块的体积等于排开水的体积V=V排=F泽/ρ水g=0.5N/（1.0×103kg/m3×10N/kg）=5×10−5m3，即，铁块的质量为0.39kg，则铁块的密度为7.8×103kg/m3；[3]物体所受的浮力与物体浸没在水中的深度无关，因此若增加铁块在水中的深度，铁块受到的浮力不变，根据浮力产生的原因可知，水对铁块上、下表面的压力差（即浮力）将不变。 课内知识通关练 7、如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下，从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，直到离开水面一定的高度处。图乙是绳子拉力F随时间t变化的图像。根据图像信息，下列判断正确的是（　　） A．该金属块重力的大小为136N B．该金属块的密度是7.8×103kg/m3 C．在0至t1时间段金属块在水中受到水的压强不变 D．在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐增大 考点：浮力产生的原因 B 课内知识通关练 【答案】B 【详解】A．据乙图可知，BC段绳子的拉力逐渐变大， 说明此时逐渐将金属块拉出水面，AB段金属块浸没在水中； CD段金属块已完全被拉出，此时在空气中，因此该金属块 重力的大小为156N，故A错误；B．金属块完全浸没在水中受到的浮力为F浮=G−F拉'=156N−136N=20N，金属块浸没在水中排开水的体积与金属块的体积相等，则金属块的体积为 该金属块的密度是 故B正确； C．在0至t1时间段金属块在水中所处的深度变小，根据p=ρgh可知，受到水的压强变小，故C错误；D．在t1至t2时间段金属块排开液体的体积变小，根据F浮=ρ液 gV排可知，受到的浮力逐渐变小，故D错误。故选B。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 物理八年级下册 •人教版 $