10.2 阿基米德原理 教学设计 2025-2026学年人教版八年级物理下册

该初中物理教学设计聚焦阿基米德原理，通过回顾上节浮力与浸在液体体积、密度的定性关系，结合阿基米德鉴定王冠的故事引出排开液体体积，搭建从定性到定量探究浮力与排开液体重力关系的学习支架。 此资料以学生分组实验为核心，通过猜想、设计操作顺序、测量浮力与排开液体重力培养科学探究能力，结合中考题和实例分析强化科学思维，辅以视频资源增强直观性，助力学生掌握实验方法与公式应用，提升教师教学效率。

人教版八年级物理（2024）下册 第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 （教学设计） 【课题】第2节 阿基米德原理 【学习目标】 1.通过实验探究物体所受浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系，会操作、记录、分析、论证并能总结得出实验结论。 2.知道阿基米德原理，并能应用公式F浮=G排和F浮=G排=m排g= ρ液gV排计算简单的浮力问题。 【学习重点】 通过实验探究物体所受浮力的大小跟物体排开液体所受重力的关系，会操作、记录、分析、论证并能总结得出实验结论。 【学习难点】 应用公式F浮=G排和F浮= ρ液gV排计算浮力问题。。 【教学器材】 弹簧测力计、钩码、铝块、铁块、溢水杯、小桶、水、酒精、食盐、铁架台等（演示实验用一套、学生分组实验用每组一套）。 【新课导入】 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，物体所受液体的浮力就越大。 物体所受的重力G=F甲 浸在液体中的物体所受浮力的大小F浮=G-F乙 =F甲-F乙 问题： 通过上节的探究，我们知道:物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。浮力的大小跟它们有什么定量的关系呢? 由上节的探究可知:要计算浮力的大小，需要知道物体浸在液体中的体积和液体的密度。液体的密度通常容易知道，这样问题就集中到如何测量“物体浸在液体中的体积”。 【板书课题】第2节 阿基米德原理 一 阿基米德灵感的启示 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:物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗?由此他解决了王冠的鉴定问题。 物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积V浸=V排 【播放视频】阿基米德灵感的启示 我们可以在阿基米德灵感的启发下，进一步思考。 ①如果用物体排开液体的体积取代物体浸在液体中的体积，上节探究的结果就可以说成:物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。 ②而排开液体的体积与液体密度的乘积就是排开液体的质量，所以上面的结论又可以说成:物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大。 ③又由于物体所受的重力和它的质量是成正比的，由此可以想到:物体在液体中所受的浮力与它排开液体所受的重力有直接的关系。 【课堂练习】 【例题1】将两物体分别挂在弹簧测力计下，让它们同时浸没在水中时，两弹簧测力计示数的减小值相同，则这两物体必定有相同的【 】 A.密度 B.体积 C.质量 D.重力 【答案】B 【解析】物体挂在弹簧测力计下浸没在水中时，弹簧测力计示数的减小值等于物体所受水的浮力。 浸在液体中的物体所受的浮力跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。两物体在水中所受浮力相同，则两物体浸没在水中的体积相同。物体浸在液体中的体积等于物体的体积，则两物体的体积相同。　 【问题】物体在液体中受到的浮力F浮与物体排开的液体所受的重力G排什么样的定量关系呢？ 下面我们用实验来探究物体所受的浮力与它排开液体所受的重力之间的定量关系。 二 浮力的大小 【学生分组实验】探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 猜想1：浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关。 【实验器材】 弹簧测力计、物体（ρ物＞ρ液）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水. 【实验思路】 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? ①将物体挂在弹簧测力计上，测量物体所受重力G=F1； ②将物体浸在液体中，物体静止时，测出物体所受弹簧测力计的拉力F2 物体所受液体的浮力F浮=G-F2=F1-F2 2.怎样测量物体排开液体所受的重力? ①将空小桶（烧杯）挂在弹簧测力计上，测量空小桶所受重力G桶=F3； ②溢水杯装满液体，将物体浸在液体中，用小桶收集被物体排开的液体，物体静止后，测出小桶和被物体排开的液体的总重G总=F4； 被物体排开的液体所受的重力G排=G总-G桶=F4-F3 3.如果要减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序? ①测量空小桶（烧杯）所受重力G桶； ②测量物体所受重力G； ③溢水杯中装满液体，测量物体浸入液体中所受拉力F； ④测量小桶和被物体排开的液体所受的总重力G总. 【实验过程】 1.用弹簧测力计测量空桶所受的重力(图甲)。 2.用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中(图乙)和浸在水中(图丙)静止时弹簧测力计的示数，计算物体在水中所受浮力的大小。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(图丁)，计算排开的水所受的重力（G排＝G总－G桶）。把测量的实验数据记录在下表中。 改变物体浸入水中的体积、换用不同质量的物块，重复以上步骤，记录实验数据。 【播放视频】探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 【实验结论】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 注意：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 根据上一节所学的浮力产生的原因，通过进一步分析，也可以得出以上结论。 浸在液体中的物体所受的浮力 F浮＝F向上-F向下＝p向上S-p向下S＝ρ液gh2S-ρ液gh1S＝ρ液g（h2-h1）S＝ρ液Vg＝ρ液V排g =m排g=G排 注意：使用公式计算时，液体密度ρ液的单位用千克每立方米（kg/m3），物体排开液体体积V排的单位用立方米（m3），g是常数，g=9.8N/kg，物体所受浮力F浮的单位是牛顿（N）. 由公式F浮＝G排＝m排g = ρ液V排 g可知：浮力F浮的大小只和 ρ液和V排有关，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的运动状态等因素无关。 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，也叫浸没；物体浸没时：V排=V浸=V物； 二是一部分体积浸入液体中。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,物体都受到液体的浮力。 【课堂练习】 【例题2】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? 解 （1）由G=mg得，塑料块的质量m塑料=G塑料/g=0.22N/(10N/kg)=0.022kg 由ρ=m/V得，塑料块的体积V塑料=m塑料/ρ=0.022kg/(1.1×103kg/m3)=2×10-5m3 塑料块浸没在水中，排开水的体积V排=V塑料=2×10-5m3 塑料块受到水的浮力 F浮=G排=m排g=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3= 0.2N （2）塑料块浸在盐水中排开盐水的体积V排′= 90%V塑料=90%×2×10-5m3=1.8×10-5m3 塑料块浸在盐水中所受盐水的浮力F浮´=G=0.22N, F浮´=G排´=m排´g=ρ盐水 gV排´ 盐水的密度 ρ盐水=F浮´/( gV排´)= 0.22N/(10N/kg×1.8×10-5m3) =1.22×103kg/m3 【例题3】(2018年河南中考题）某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照图所示的步骤,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）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.  【答案】（1）3.8　（2）1.4　AD　（3）它排开的水所受的重力　（4）A　（5）能 【解析】（1）题图B中,弹簧测力计的分度值为0.2 N,示数是3.8N，石块的重力大小为3.8N； （2）石块浸没在水中受到的浮力等于石块重力与石块浸没在水中时弹簧测力计的示数之差 ,即F浮=G-F=3.8 N-2.4N=1.4N；A步骤中测量的是空桶的重力G桶,D步骤中测量的是石块排开的水和桶的总重力G总,即利用AD两个步骤可测出石块排开的水所受的重力G排=G总-G桶； （3）由题图可知,石块排开水的重力为G排=G总-G桶=2.6N-1.2N=1.4N,等于石块所受浮力F浮； （4）本实验为了得到更普遍的结论,可以用原来的方案换用其他液体、其他物块重复实验;多次测量取平均值能减小测量误差,对探究规律性的实验没有意义； （5）石块没有浸没时,受到的浮力也等于它排开水的重力,因此也能得到正确的结论。 【例题4】(2025年陕西西安长安区期末考试题)我国新一代核潜艇长征18号在进行水下连续航行训练时，需从长江潜行进入东海，在此过程中，核潜艇排开液体的体积与浮力大小变化情况分别为【 】 A.变大， 变大 B.不变，变大 C.不变， 不变 D.变小，变小 【答案】B 【解析】核潜艇长征18号从长江潜行进入东海，在此过程中，核潜艇排开水的体积不变，始终等于核潜艇的体积；由于江水的密度小于海水密度，潜水艇排开水的质量和重力变大，由阿基米德原理可知，潜水艇所受水的浮力变大。 【例题5】(2026年上海崇明区中考一模题)在以下各情况中，物体受到浮力增大的是【 】 A.轮船由长江驶入东海 B.浸没在水中的石块继续下沉的过程中 C.跳水运动员入水的过程中 D.轮船在码头卸载货物 【答案】C 【解析】A、D.物体漂浮时，物体受到的浮力等于受到的重力。轮船由长江驶入东海，两种情况下轮船都处于漂浮状态，浮力等于重力，故所受的浮力大小不变;轮船在码头卸载货物时，所受重力变小，故轮船受到的浮力变小; B.浸没在水中的石块继续下沉的过程中，排开水的体积不变，根据 F浮=G排=m排g=ρ液V排g可知，石块受到的浮力大小不变; C.跳水运动员入水的过程中，排开水的体积增大，根据F浮=G排=m排g =ρ液V排g可知，运动员受到的浮力增大。 【课后作业】练习与应用： 1、2、3、4题 鸿鹄志 鸿鹄志 学科网（北京）股份有限公司 $