4.4水的浮力（2）课件- 2026-2027学年浙教版八年级科学上册

该初中科学课件聚焦“水的浮力（第2课时）”，核心讲解阿基米德原理。以死海人躺水面看书情境导入，承接浮力概念，通过阿基米德洗澡故事引导学生从定性观察到定量探究，搭建“问题-猜想-实验-结论”的学习支架。 其亮点在于实验设计多元，既用量筒测排液体积，又创新不用量筒通过称重法验证，结合等效替换（如正方体水块替换）培养科学思维，抗洪竹筏、救生圈等实例强化科学观念应用。助力学生提升探究实践能力，为教师提供完整教学流程与生活化素材。

第4节 水的浮力 （第2课时） 创设情境 在中东地区的死海，人能躺在水面上看书。你能解释其原理吗? 死海 死海的海水密度大，人浸入死海受到很大的浮力，使浮力等于人的重力。 如果将死海中的水装满浴缸，人浸入浴缸内的水中，水会溢出。 人所受的浮力跟排开的水的体积存在什么定量关系? 探究实践 2000多年前，科学家阿基米德在洗澡中得到启发，意识到人进入装满水的浴盆中，溢出水的体积正好等于身体浸入水中的体积。受此启发，他把王冠与相同质量的纯金浸没水中，比较它们排开水的体积是否相同，由此判断王冠是否掺了假。 在此基础上，他进一步研究，总结出著名的浮力原理--阿基米德原理 探究实践 完全浸入 部分浸入 V浸入=V物体=V排液 V浸入=V物体-V露出=V排液 铝块浸在水中时，它占据了原来由水占据的空间，也就是说，它排开了这个空间中的水。 而物体的质量跟体积有关，因此，可以推测，铝块浮力大小跟排开水的质量有关，也就是跟排开水所受的重力有关。 铝块浸在水中的体积，可以表述为“铝块排开水的体积”。 铝块排开水的体积越大，它受到的浮力就越大。 【问题思考】阿基米德在此基础上，他进一步研究，总结出著名的浮力原理——阿基米德原理。我们能否用实验去求证一下呢？ 【探究实践】 浮力大小与排开水所受重力的关系 目标 用实验探究阿基米德原理，用等效替换的方法理解阿基米德原理。 器材 溢水杯，量筒，烧杯，弹簧测力计，圆柱形物块，水。 量筒和溢水杯 量 筒： 测量排开水的体积。 溢水杯： 把被物体排开的那一部分水单独取出。 （1）图中，量筒和溢水杯在你的研究中有什么用？ 探究实践 探究实践 1.物体排开水的体积可以用溢水杯和量筒测出：把溢水杯盛满水，将物体浸入水中，让溢出的水流入小烧杯中，小烧杯中的水就是物体排开的水，用量筒测出排开水的体积，再计算出排开水所受的重力。 溢水杯中盛满水 物体浸入水中，排出水 m排水=ρ水V排水 G排水=m排水g=ρ水V排水g 量筒测出排开水的体积 浮力大小跟排开水所受重力的关系 实验思路 探究实践 3.用图4.4-6所示的器材，以小组为单位，定量研究水的浮力大小与物体排开水所受的重力的关系，实验中需要直接测量哪些量? ①测物体的重力G物 ②测浸入水中的拉力F拉 ③测出排开水的体积V排水 G F 量筒和溢水杯 探究实践 4.完成如下实验记录表的设计 物体的重G物/N 浸入水后弹簧测力计读数F拉/N 物体受到水的浮力F浮/N 物体排开水的体积V排水/cm3 物体排开水的重力G排水/N F浮与G排水 关系 5.进行实验，并把实验数据记录在表格中 第一步：在溢水杯中盛满水，将小烧杯放在溢水杯的出水口下方。 第二步：将物体悬挂在弹簧测力计上，用弹簧测力计测量出G物。 第三步：将物体浸没在溢水杯的水中，读出水中的拉力F拉。 第四步：将溢水杯溢出的水注入量筒内，测出它的体积V排水。 第五步：将上述数据填入实验记录表中。 探究实践 6.分析实验数据，写出实验结论 浸在水中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开水的重力。 7.问题与讨论：更换大小不同的物体做实验，看看是否存在同样的关系。 物体的重G物/N 浸入水后弹簧测力计读数F拉/N 物体受到水的浮力F浮/N 物体排开水的体积V排水/cm3 物体排开水的重力G排水/N F浮与G排水 关系 F浮＝G排水 ＝ρ水V排水g 更换大小不同的物体做实验，存在同样的关系：F浮＝G排水。 物体的重G物/N 浸入后弹簧测力计读数F拉/N 物体受到的浮力F浮/N 物体排开液体的体积V排液/cm3 物体排开水的重力G排液/N F浮与G排液 关系 水 酒精 如果把水换成别的液体，仍然可以得出相同的关系： 这个关系称为阿基米德原理。 浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。 F浮＝G排液 ＝ρ液V排液g 阿基米德适用范围：液体、气体 F浮＝G排空气 ＝ρ空气V排空气g V排液 = F浮 ρ液 g ρ液 = F浮 g V排液 ρ液 液体的密度 kg/m3 V排 物体排开液体的体积 m3 注意： V排不是液体体积，也不一定等于V物 部分浸入 V排<V物 完全浸入 V排=V物 （浸没） F浮＝G排液 ＝ρ液V排液g 浮力只跟 和 有关,即只跟_______________________ 有关， 液体密度 浮力与物体浸入液体的_______、 物体的_____、____、 _____ 、____ 等无关。 深度 形状 质量 密度 重力 浮力只跟ρ液和V排有关 物体排开的液体受到的重力 物体排开的液体体积 物重G物/N 空桶重力 G桶/N 物体浸没在水中示数F拉/N 浮力F浮= G物- F拉/N 桶和排开水的总重力G总/N 排开水的重力G排= ρ液 g V排/N 表格设计与数据分析 ？ ？ ？ ？ G物 G桶 F拉 G总 F浮=G物 - F拉 G排=G总 - G桶 不用量筒测V排，来验证F浮与G排液的大小关系？请说出实验方案 探究实践 不用量筒测V排，能否用实验来验证F浮与G排的大小关系？ (1)测出物块的重G物; (2)测出空桶的重力G桶； (3)溢水杯盛满水； (4)把浸没水中,读出F拉, 计算F浮=G物－F拉 (5)测出桶和排开水的总重力G总，算出排出的水的重力G排液= G总-G桶 F浮=G排液 =m排液g =ρ液 g V排 等效替换 等效替换是指用与研究对象特征相同的等效对象，换原来的对家的研究方法。在研究阿基米德原理时，用溢水杯把溢出的水收集起，再称出溢出的水的重，得到物体所受的浮力等于物体排开水的重力。 探究实践 即：物体所受浮力等于排开的这块水所受的重力。 甲 乙 静止，F浮水 = G水块 F浮物 = G排水 浸没，G排水 = G水块 我们可以在水中划出任意形状的一部分水，如边长为 d 的正方体水块如图4.4-7所示。这块正方体水块静止在水中，其所受的浮力等于它自身所受的重力。 若将同样大小的正方体物块浸没在水中这个位置时，物体浸入水中，它占据了原来由水占据的空间，相当于用该物块替换了原来的正方体水块、也就是物块排开了这块正方体水块。 等效替换 F浮物 = F浮水 4．称重法 测浮力： 2．浮力的方向： 3．浮力的施力物体： 一、浮力 （F浮） 1．浮力：浸在液体或气体里的物体受到液体或气体向上托的力，叫浮力。 竖直向上 液体或气体 F浮=G－F拉 5．浮力产生的原因： 物体上下表面受到的压力差 上下表面压力差法 6．阿基米德原理： F浮=G排 = m排g =ρ液gV排 F浮= F向上-F向下 探究实践 [例题] 在抗洪抢险中，某村民自制了一个总体积0.7米3的竹筏，放入河水中时有 1/5体积浸入水中。 （1）此时竹筏受到的浮力有多大？ （2）要使水对竹筏产生4500牛的浮力，竹筏应有多大的体积浸入水中？ 解 ： （1）竹筏放在河水中时，排开河水的体积为 ： V排水 = 0.7米3 × 1/5 = 0.14米3 F浮 = ρ水gV排水 = 1. 0×103千克 / 米3×9. 8牛 / 千克×0.14米3 1372牛 = 单位要统一； 公式→代入→结果；带单位代入。 F浮=G排 =m排g =ρ液 g V排 探究实践 （2）已知F′浮=4500牛，将阿基米德原理表达式 F ′浮 =ρ水gV ′排水进行变形，可得 ： V ′排水 = F ′浮 ρ水g = 4500牛 1. 0×103千克 / 米3×9. 8牛 / 千克 = 0.46米3 答：（1）竹筏放在水中时受到的浮力为1372牛； （2）竹筏应有约0.46米3的体积浸入水中，才能使水对竹筏 产生4500牛的浮力。 先公式变形，后代入；带单位代入。 探究实践 在一只很薄的塑料袋中装满水，使袋中的空气全部排出，用细线把袋口扎紧，挂在弹簧测力计上。然后将塑料袋缓慢浸没水中，观察弹簧测力计的示数将如何变化。用阿基米德原理解释这一实验现象。 浸没后， G排=G，由F浮 = G排，再由F拉=G－F浮可知，F拉变为0 浸没前，G排逐渐增大，由F浮 = G排得，F浮逐渐增大，又因为F拉=G－F浮，所以F拉逐渐减小 探究实践 [变式】小刚自制了一个泡沫救生圈,其重为80N,体积为0.06m3,求: (1)救生圈浮在水面上时，排开水的体积多大? (2)当小刚躺到救生圈上面时,救生圈刚好完全浸没在水中，所受浮力为多少？（g取10N/kg） F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×0.06m3×10N/kg=600N 解：（1）因为救生圈浮在水面，所以F浮=G=80N V 排水 = F 浮 ρ水g = 80牛 1. 0×103千克 / 米3×10牛 / 千克 =8×10-3米3 （2）当救生圈全部浸入水中时，产生的浮力： $