10.3 阿基米德原理 导学案 2025-2026学年人教版八年级物理下册

该初中物理导学案聚焦“阿基米德原理”，引导学生探究浮力大小与排开液体所受重力的关系，通过“温故知新”复习称重法及浮力影响因素，衔接“阿基米德灵感的启示”，搭建从已有认知到新知探究的学习支架。 此导学案以实验探究为核心，涵盖思路设计、器材选择、步骤实施及数据论证，培养科学探究能力，通过公式推导与应用深化物理观念，例题和练习题注重科学思维中的科学论证，助力学生掌握原理并提升解决实际问题的能力。

10.2阿基米德原理导学案 【学习目标】 1.会探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系,在实验探究中，做到会操作、会记录、会分析、会论证。 2.能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。 3.能应用公式F浮=G排和F=液gV排计算简单的浮力问题。 【温故知新】 1.“称重法”计算浮力的公式： _． 2.影响浮力大小的因素：浸在液体中的物体所受浮力的大小，与它浸在 有关，与 有关； 【探究新知】 一、阿基米德灵感的启示 两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体中的体积就是物体 的体积，物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就 。而排开的液体的排开液体的体积和液体密度的乘积就是 的质量，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 有关，而液体的 跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 有直接的关系。 二、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 1.基本思路； （1）测出物体所受的浮力： （2）测出物体排开的液体所受的重力： 物体排开液体所受的重力可以用__ 和_ _测出：溢水杯中_ 液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体_ 的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的_ _. （3）比较物体所受的浮力与排开液体所受重力的大小。 2.实验器材： 弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、小石块等 3. 实验步骤： ①用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶； ②用弹簧测力计测出小石块的重力G物； ③将小石块浸没盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F拉； ④用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总； ⑤计算出小石块受到水的浮力F浮和排出水的重力G排.实验数据记录在表格中； ⑥更换物体（或液体）再重复实验两次。 4.实验数据记录表格： 次数 物体重力G物 物体浸在水中时弹簧测力计的示数F拉 物体受到的浮力F浮 小桶重 G桶 排开的水和桶的总重G总 排开的水重G排 1 2 3 4.分析论证：比较几次实验的F浮和G排。 5.分析实验数据，得出结论： 浸在液体中的物体受到 ，浮力的大小等于它 ，这就是著名的阿基米德原理， 用公式表示就是 ，进一步推导可得出F浮= . 6.对阿基米德原理的理解： ①由公式F浮=ρ液gV排可知：浮力F浮的大小只和 和 有关，与物体的密度、体积、形状、浸没在液体中的深度等因素无关。 ②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，此时V排 ； 二是一部分体积浸入液体中，此时V排 。 三、浮力的计算 【例题1】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。 （1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？ （2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，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？ g取10 N/kg。 【例题2】学习了阿基米德原理，小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是，再把金属块浸没到水中，静止时，弹簧测力计的示数是。求： （1）金属块浸没在水中受到的浮力； （2）金属块的体积； （3）金属块的密度。 【百炼成钢】 1.有三个物体，A为木块，B为铝片，C为铁球，且 V A=V B=V C，把它们都浸没在水中那么（ ）． A．由于铁的密度大，所以铁球受的浮力最大 B．由于木块要上浮，所以木块受的浮力最大 C．由于铝片面积大，水对它向上的压力也大，因此铝片受到的浮力最大 D．三个物体所受浮力一样大 2．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 3.一个空药瓶，瓶口扎上橡皮膜，分别竖直地浸入甲、乙两杯液体中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，两次药瓶在液体里的位置相同，两杯中液面相平，如图所示。若两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同，下列说法正确的是（　　） A．甲杯中橡皮膜受到的压强小 B．甲、乙两杯中液体密度相等 C．药瓶在甲杯中受到的浮力较大 D．乙杯底部受到液体压强较大 4.一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． 5. 用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体，放入水中，静止时弹簧测力计示数如图所示，则物体在水中受到的浮力为______N，物体的体积为_______m3。（水=1.0×103kg/m3） 6.如图所示，小红同学利用如下器材和步骤验证“阿基米德原理”。 （1）实验的过程中步骤最合理的顺序应该是 ； （2）图乙中金属块受到的浮力为 N，金属块排开液体所受重力可由 两个步骤测出； （3）小红通过上述实验得到结论：F浮=G排。老师说得出的这个结论不可靠，原因是 。 （4）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是（ ） A．金属块在浸入在水中前，溢水杯内未盛满水 B．金属块没有全部浸没在水中    7.小华采用如下方法测量一物块（不溶于水）的密度：弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N（如图甲所示）；将物块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0N（如图乙所示）。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1）物块的质量m； （2）物块的密度ρ。 8.如图所示，放在水平面上装满水的一溢水杯和小桶，弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质量为400g，溢出的水全部装入小桶中，小桶的质量为200g，小桶底面积为30cm2（g取10N/kg）。求： (1)物块所受的浮力是多少？ (2)小桶装完溢出的水后对水平面的压强？ (3)物块的密度是多少？ 10.2阿基米德原理导学案答案 【温故知新】 1.“称重法”计算浮力的公式： F浮=G-F拉 _． 2.影响浮力大小的因素：浸在液体中的物体所受浮力的大小，与它浸在液体的体积 有关，与 液体的密度 有关； 【探究新知】 一、阿基米德灵感的启示 两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体中的体积就是物体 排开液体的体积，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。而排开的液体的排开液体的体积和液体密度的乘积就是 排开液体 的质量，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 质量 有关，而液体的 重力跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能跟排开液体的 重力有直接的关系。 二、探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 1.基本思路； （1）测出物体所受的浮力：称重法： F浮=G-F拉 （2）测出物体排开的液体所受的重力： 物体排开液体所受的重力可以用__溢水杯_和__弹簧测力计测出：溢水杯中_盛满液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体__排开的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的_重力_. （3）比较物体所受的浮力与排开液体所受重力的大小。 2.实验器材： 弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、小石块等 4. 实验步骤： ①用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶； ②用弹簧测力计测出小石块的重力G物； ③将小石块浸没盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的示数F拉； ④用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总； ⑤计算出小石块受到水的浮力F浮和排出水的重力G排.实验数据记录在表格中； ⑥更换物体（或液体）再重复实验两次。 4.实验数据记录表格： 次数 物体重力G物 物体浸在水中时弹簧测力计的示数F拉 物体受到的浮力F浮 小桶重 G桶 排开的水和桶的总重G总 排开的水重G排 1 2 3 4.分析论证：比较几次实验的F浮和G排。 5.分析实验数据，得出结论： 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 ，进一步推导可得出F浮=ρ液gV排 6.对阿基米德原理的理解： ①由公式F浮=ρ液gV排可知：浮力F浮的大小只和 排开液体的体积和 液体的密度 有关，与物体的密度、体积、形状、浸没在液体中的深度等因素无关。 ②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，此时V排=V浸=物； 二是一部分体积浸入液体中，此时V排=V浸<V物。 三、浮力的计算 【例题1】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。 （1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？ （2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，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？ g取10 N/kg。 解：（1）塑料块的质量 ：， 塑料块的体积：m3， 浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。 根据阿基米德原理，塑料块受到浮力: F浮=G排= m水g= ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N (2) 塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22 N， 根据阿基米德原理，可知塑料块在盐水中排开盐水的重力：G盐水= 0.22 N， 排开盐水的质量：， 盐水密度 ： 。 【例题2】学习了阿基米德原理，小明想到一种只用弹簧测力计测量金属块密度的方法。先用弹簧测力计测出金属块的重力是，再把金属块浸没到水中，静止时，弹簧测力计的示数是。求： （1）金属块浸没在水中受到的浮力； （2）金属块的体积； （3）金属块的密度。 解：（1）金属块受到的浮力：F浮=G-F拉=0.85N-0.75N=0.1N； （2）根据阿基米德原理，金属块完全浸没在水中时，排开的水的体积： , 因金属块浸没在水中，故金属块的体积:, （3）根据G＝mg，金属块的质量:, 物块的密度：。 【百炼成钢】 1.有三个物体，A为木块，B为铝片，C为铁球，且 V A=V B=V C，把它们都浸没在水中那么（ D ）． A．由于铁的密度大，所以铁球受的浮力最大 B．由于木块要上浮，所以木块受的浮力最大 C．由于铝片面积大，水对它向上的压力也大，因此铝片受到的浮力最大 D．三个物体所受浮力一样大 2．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）（　C　） A．10N B．5N C．4N D．0.4N 3.一个空药瓶，瓶口扎上橡皮膜，分别竖直地浸入甲、乙两杯液体中，一次瓶口朝上，一次瓶口朝下，两次药瓶在液体里的位置相同，两杯中液面相平，如图所示。若两次实验中橡皮膜的凹陷程度相同，下列说法正确的是（　C　） A．甲杯中橡皮膜受到的压强小 B．甲、乙两杯中液体密度相等 C．药瓶在甲杯中受到的浮力较大 D．乙杯底部受到液体压强较大 4.一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 10 N，排开水的重力是 10 N． 5. 用弹簧测力计悬挂重为5.4N的物体，放入水中，静止时弹簧测力计示数如图所示，则物体在水中受到的浮力为__2_____N，物体的体积为___2×10-4_______m3。（水=1.0×103kg/m3） 6.如图所示，小红同学利用如下器材和步骤验证“阿基米德原理”。 （1）实验的过程中步骤最合理的顺序应该是 丁、甲、乙、丙 ； （2）图乙中金属块受到的浮力为 1 N，金属块排开液体所受重力可由 丙、丁 两个步骤测出； （3）小红通过上述实验得到结论：F浮=G排。老师说得出的这个结论不可靠，原因是 只进行一次实验，其结论不具有普遍性 。 （4）以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是（ A ） A．金属块在浸入在水中前，溢水杯内未盛满水 B．金属块没有全部浸没在水中    7.小华采用如下方法测量一物块（不溶于水）的密度：弹簧测力计悬挂物块静止时的示数为F1=3.0N（如图甲所示）；将物块浸没在水中，静止时弹簧测力计的示数为F2=2.0N（如图乙所示）。已知ρ水=1.0×103kg/m3，g取10N/kg，求： （1）物块的质量m； （2）物块的密度ρ。 解：（1）根据题意可知，物块的重力G=F1=3N， 由G=mg可知，物块的质量：. （2）根据称重法可知，物块浸没在水中受到的浮力：F浮=G-F2=3.0N-2.0N=1N 物块浸没在水中，由F浮=ρ液gV排可知，物块的体积： 物块的密度：。 8.如图所示，放在水平面上装满水的一溢水杯和小桶，弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质量为400g，溢出的水全部装入小桶中，小桶的质量为200g，小桶底面积为30cm2（g取10N/kg）。求： (1)物块所受的浮力是多少？ (2)小桶装完溢出的水后对水平面的压强？ (3)物块的密度是多少？ 解：（1）物块受到浮力：F浮=G排=m排g=400×10-3kg×10N/kg=4N. （2） 小桶装完溢出的水后对水平面的压力：F=G总=m总g=(0.2kg+0.4kg)×10N/kg=6N， 小桶装完溢出的水后对水平面的压强：p===2×103Pa. （3） 物块的体积:===4×10-4， 物块的质量：, 物块的密度：==2.5×103kg/m3. 学科网（北京）股份有限公司 $