10.3科学探究：浮力的大小 导学案 2025-2026学年教科版（2024）八年级物理下册

第10章 流体的力现象 3 科学探究：浮力的大小 导学案 班级：________ 姓名：________ 组别：________ 评价：________ 【学习目标】 1.知道浮力的大小与哪些因素有关，能通过实验验证猜想。 2.理解阿基米德原理，掌握公式 F浮=G排=ρ液gV排​，并能进行简单计算。 3.了解阿基米德原理在生活、生产中的应用，能用原理解释相关现象。 4.经历“猜想—实验—验证—总结”的探究过程，学习控制变量法的应用。 5.通过实验探究浮力大小与排开液体重力的关系，提升实验设计与数据分析能力。 6.感受阿基米德原理的科学价值，体会物理与生活、科技的紧密联系。 7.培养严谨的科学态度和合作探究精神，激发对物理学科的兴趣。 【学习重点】 1.浮力大小的影响因素（物体浸在液体中的体积、液体的密度）。 2.阿基米德原理的内容、公式及应用。 【学习难点】 1.用控制变量法设计实验，探究浮力的影响因素。 2.理解阿基米德原理的推导过程，灵活运用公式解决实际问题。 3.区分 “物体的体积” 与 “排开液体的体积”，理解漂浮、悬浮、沉底时的浮力计算差异。 【学习过程】 一、情景导入 同学们，我们都见过航母、轮船在海面上航行，也见过铁块沉入水底、木块漂浮在水面。 轮船的 “排水量” 是什么意思？为什么钢铁做的巨轮能浮在水面，而小铁块却会下沉？ 传说古希腊科学家阿基米德在洗澡时发现：身体越往水下浸，溢出的水越多，身体越轻。这背后藏着什么浮力的规律？今天我们就一起探究浮力的大小，揭开阿基米德原理的奥秘！ 二、自主学习・快乐感知（填空题） 知识点 1：浮力大小的影响因素 1.实验表明：浸在液体中的物体受到的浮力大小，跟物体浸在液体中的______和______有关；浸没在同种液体中的物体所受浮力跟物体在液体中的______无关。 2.物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越______。 知识点 2：阿基米德原理 1.浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它______所受到的重力，这就是阿基米德原理，公式表示为：F浮​=______。 2.阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于______。 3.阿基米德原理的推导公式：F浮=G排=m排g=______（其中ρ液是______的密度，V排是______的体积）。 知识点 3：阿基米德原理的应用 1.轮船采用 “______” 的办法增大排开水的体积，从而增大可利用的浮力，使密度大于水的钢铁能漂浮在水面上。 2.死海海水的密度远大于普通水的密度，人在死海中能轻松漂浮，是因为人受到的浮力______自身重力，此时人排开海水的重力______自身重力（选填 “大于”“小于” 或 “等于”）。 三、合作探究・快乐学习 探究任务 1：探究浮力大小与哪些因素有关 【实验猜想】浮力的大小可能与：①物体浸在液体中的体积；②物体所处的深度；③液体的密度有关。 【实验器材】铁架台、升降台、弹簧测力计、烧杯、带刻度的圆柱体、水、盐水。 【实验方法】控制变量法：每次只改变一个因素，控制其他因素不变，观察浮力的变化。 【实验步骤】 1.探究浮力与物体浸在液体中体积的关系 用弹簧测力计测出圆柱体的重力G。 将圆柱体分别浸入水中 体积和完全浸没，记录每次弹簧测力计的示数F拉，根据F浮=G−F拉计算浮力。 分析数据：随着浸入体积增大，浮力______（选填 “变大”“变小” 或 “不变”），得出结论：______。 2.探究浮力与物体浸没深度的关系 将圆柱体完全浸没在水中，改变圆柱体在水中的深度，记录弹簧测力计的示数，计算浮力。 分析数据：深度改变，浮力______（选填 “变大”“变小” 或 “不变”），得出结论：______。 3.探究浮力与液体密度的关系 将圆柱体完全浸没在水中，记录弹簧测力计示数，计算浮力。 将圆柱体完全浸没在盐水中，记录弹簧测力计示数，计算浮力。 分析数据：盐水中的浮力______（选填 “大于”“小于” 或 “等于”）水中的浮力，得出结论：______。 【实验结论】浸在液体中的物体受到的浮力大小，与______和______有关；与______无关。 探究任务 2：探究浮力大小与排开液体重力的关系（阿基米德原理实验） 【实验器材】阿基米德原理实验器、弹簧测力计、溢水杯、小桶、水、铁块（或铝块）。 【实验步骤】 1.用弹簧测力计测出：①铁块的重力G物；②空小桶的重力G桶。 2.将溢水杯装满水，把铁块缓慢浸没在溢水杯中，让溢出的水全部流入小桶，记录此时弹簧测力计的示数F拉，计算铁块受到的浮力：F浮=______。 3.用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力G总，计算排开水的重力：G排=______。 4.换用体积相同的铝块重复实验，记录数据。 【实验数据记录】 表格 实验次数 物体重力G物/N 空桶重力G桶/N 浸没时拉力F拉/N 浮力F浮/N 桶和水总重G总/N 排开水的重力G排/N 1（铁块） 2（铝块） 【实验结论】浸在液体中的物体受到的浮力大小______它排开的液体所受的重力，即F浮​______G排​（选填 “大于”“小于” 或 “等于”），这就是阿基米德原理。 探究任务 3：阿基米德原理的应用讨论 1.死海之谜：死海海水密度高达1.18×10kg/m，人能轻松漂浮在海面。请用阿基米德原理解释：人漂浮时，浮力______自身重力；死海海水密度大，人只需排开______（选填 “较多” 或 “较少”）的海水，就能获得足够的浮力平衡重力，因此人能漂浮在水面。 2.橡皮泥实验：将同一块橡皮泥捏成立方体浸没在水中，再捏成小船漂浮在水面上。 立方体浸没时，浮力F浮1​=ρ水gV橡皮泥​； 小船漂浮时，浮力F浮2​=G橡皮泥。 对比可知：______（选填 “立方体” 或 “小船”）排开的水更多，浮力更大，说明 “空心” 法能______（选填 “增大” 或 “减小”）可利用的浮力，这就是轮船的工作原理。 四、智能演练・快乐升级 一、选择题 1.下列关于浮力大小的说法中，正确的是（ ） A. 物体浸没在水中越深，受到的浮力越大 B. 物体的体积越大，受到的浮力越大 C. 液体的密度越大，物体受到的浮力一定越大 D. 物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，浮力越大 2.关于阿基米德原理，下列说法错误的是（ ） A. 阿基米德原理适用于液体和气体 B. 浸在液体中的物体受到的浮力等于排开液体的重力 C. 漂浮的物体不受阿基米德原理的约束 D. 公式F浮​=ρ液gV排​中，V排是排开液体的体积 3.将同一铁块分别浸没在水、盐水、酒精中，受到浮力最大的是（ ） （ρ盐水>ρ水>ρ酒精） A. 水中 B. 盐水中 C. 酒精中 D. 一样大 4.一艘轮船从长江驶入东海（海水密度大于江水密度），轮船受到的浮力（ ）A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 5.把重为 5N 的物体轻轻放入装满水的溢水杯中，溢出 3N 的水，则物体受到的浮力为（ ） A. 5N B. 3N C. 2N D. 8N 二、填空题 1.一个物体浸没在水中，排开水的体积为2×10m，则物体受到的浮力为______N（g=10N/kg，ρ水=1×10kg/m）。 2.我国 055 型驱逐舰的排水量为1.2×10t，表示它浮在海面上排开的海水质量为1.2×10t，此时舰船受到的浮力为______N（g=10N/kg）。 3.一个体积为9000m3的浮空艇，在海拔 4270m 处（空气密度0.80kg/m）受到的空气浮力为______N（g=10N/kg）；浮空艇上升过程中（体积不变），浮力会______（选填 “变大”“变小” 或 “不变”），原因是______。 4.一个边长为 3cm 的立方体橡皮泥，密度为2×10kg/m，浸没在水中时受到的浮力为______N；捏成小船漂浮时，受到的浮力为______N（g=10N/kg）。 三、实验题 在 “探究浮力大小与哪些因素有关” 的实验中，小明用弹簧测力计挂着圆柱体，进行了如下操作： 1.对比甲、乙、丙三次实验，可得出结论：浮力大小与______有关。 2.对比______两次实验，可得出结论：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。 3.对比丁、戊两次实验，可得出结论：浮力大小与______有关。 4.戊实验中，圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力为______N（已知圆柱体重力为 5N，浸没在水中时拉力为 3N，浸没在盐水中时拉力为 2.8N）。 四、计算题 1.一个质量为 540g 的铝块，体积为200cm，将其浸没在水中，求： （1）铝块受到的浮力；（2）铝块的重力； （3）放手后铝块的浮沉状态（g=10N/kg，ρ水=1×10kg/m）。 2.一个边长为 10cm 的正方体木块，漂浮在水面上，有 的体积露出水面，求：（1）木块受到的浮力；（2）木块的密度（g=10N/kg，ρ水=1×10kg/m）。 3.用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。从此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放（物块未与水底接触）。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水的深度h的关系如图乙。g=10N/kg，ρ水=1.0×10kg/m。求：（1）物块受到的重力；（2）物块完全浸没在水中受到的浮力；（3）物块的密度。 【参考答案】 二、自主学习・快乐感知 知识点 1 1.体积；液体的密度；深度 2.大 知识点 2 1.排开的液体；G排​ 2.气体 3.ρ液gV排​；液体；物体排开液体 知识点 3 1.空心 2.等于；等于 三、合作探究・快乐学习 探究任务 1 1.变大；在液体密度相同时，物体浸在液体中的体积越大，浮力越大 2.不变；物体浸没在同种液体中，浮力与深度无关 3.大于；在物体排开液体体积相同时，液体密度越大，浮力越大实验结论：物体浸在液体中的体积；液体的密度；物体浸没的深度 探究任务 2 2.G物−F拉​ 3.G总−G桶​ 实验结论：等于；= 探究任务 3 1.等于；较少 2.小船；增大 四、智能演练・快乐升级 一、选择题 1.D 2. C 3. B 4. C 5. B 二、填空题 三、三、实验题 1.物体浸在液体中的体积 2.丙、丁 3.液体的密度 4.2.2（计算：F浮=5N−2.8N=2.2N） 四、计算题 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $