第八讲浮力阿基米德原理
【学习要求】
1．理解什么是浮力，及浮力产生的原因。
2．理解物体的浮沉条件，并能应用浮沉条件解决有关问题。
3．理解阿基米德原理，理解阿基米德原理的推导过程。并运用它解决有关问题。
4．理解轮船、潜水艇、气球和飞艇的浮沉原理。
【知识讲解】
一、单元知识结构
产生原因：F浮=F向上-F向下
浮力方向：竖直向上
大小：遵循阿基米德原理
上浮：F浮>G
物体的浮沉条件下浮：F浮 浮力 悬浮：F=G(V物=V排) 物体的漂浮条件：F浮=G(V排 轮船、舰艇 浮力的作用飞艇、氢气球 潜水艇 二、重点难点知识讲解 1．浮力产生的原因？ 浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）对物体向上的托力叫做浮力。 浮力产生原因是：物体在左右侧面产生的压力大小相等，方向相反，互相平衡，上下侧面的压力，大小不等，这个压力差就是浮力。 浮力的大小： F浮=F向上-F向下 注意：①浮力的施力物体是液体，受力物体是浸在液体中的物体。 ②下侧面向上的压力总是大于上侧面向下的压力，所以浮力的方向总是竖直向上的。 ③如果物体浸入液体底并为容器底部紧密接触，这时物体只受到液体向下的压力，而不受向上的压力，故物体不受浮力。例如：桥墩 ④物体浸在气体中也同样要受到浮力。 ⑤浮力 F浮=F向上-F向下说明：浮力是液体（气体）对物体的压力的合力。 2．阿基米德原理 （1）内容：浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等到于它排开液体受到的重力。 （2）公式：F 浮=G 排=ρ 液 gV 排 上表面受到液体对其向下压力的大小为：F 下=ρ液 gh 1a 2 下表面受到液体对其向上压力的大小为：F 上=ρ液 gh 2a 2 两者之差就是浮力大小：F 浮=F 上―F 下=ρ 液 gh 2a 2 ―ρ 液 gh 1a 2 =ρ 液 g(h 2―h 1)a 2 =ρ液 ga 3 （3）说明：阿基米德原理也适用于气体、浸没在气体的物体受到的浮力大小等于它排开的气体受的重力。 注意1：对阿基米德原理的正确理解。 (1)“浸在”的含义既包括物体全部体积都没入液体里，也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况，“浸没”指全部体积都在液体里，阿基米德原理对浸没和部分 （2V 排决定的。 因此, (3)阿基米德原理也适用于气体：F 浮=ρ气 gV 排，浸在大气里的物体，V 排=V 物。 （4）本章最常用公式除F 浮=ρ液·g ·V 排外,还有G 物=ρ物·g ·V 物,要注意两式的区别。 注意2：浮力三要素： 浮力的大小：物体排开液体受到的重力， 方向：竖直向上； 作用点：浮心。既在被浸入的物体上（排开液体体积的几何中心）。 3．物体的浮沉条件和平衡条件 研究物体的浮沉时，应把物体浸没在液体中（V 排=V 物），比较此时物体受到的浮力与重力关系，如果把浮力和重力分别用：F 浮=ρ 液 gV 排；G 物=ρ 物 gV 物来表示，则物体的浮沉条件可变成以 下形式（用ρ液和ρ物分别表示液体和物体密度）。 用上述密度关系来判断物体的浮沉，有时比用比较浮力、重力大小更简捷，但应注意ρ物是物体的平均密度，而非物质密度，否则可能造成误判。 4．计算浮力的方法 （1）压力差法：即浮力产生的原因 F浮=F向上-F向下。适用于浸入深度已知的形状规则的正方体或长方体物体。 （2）原理法：即根据阿基米德原理 F浮=ρ液gV排，普遍适用于计算V排已知的任何形状物体受到的浮力。 （3）称量法：即利用弹簧秤测浮力 F浮=G物-F拉。G物是弹簧秤测得物体在空气中的重力，F拉代表物体浸入液体中时,弹簧秤的读数,它大小等于弹簧秤对物体的拉力。 （4）平衡法：即根据力的平衡求浮力：即物体悬浮或漂浮时，物体处于平衡状态：F浮=G物，适用于物体是悬浮或漂浮的情况，需要注意的是悬浮与漂浮的不同点：悬浮时是浸没在液体中，V 排=V物；漂浮时，V排 5．浮力的利用 （1）轮船：利用“空心”的办法，增大可以利用的浮力，从而浮在水面上的。 排水量＝船自身的质量＋满载时货物的质量 （2）潜水艇： 通过改变自身受到的重力来改变沉浮状态的。 （3）气球和飞艇：是通过充入密度比空气小的气体来升空的。通过改变体积来改变浮力，实现升降的。 例1、如图所示，密度为0.6×103kg/m 3的正方体木块，放入盛有水的容器中，此时，木块的下表面距水面3cm ，请根据所学的物理知识，至少计算出与木块有关的8个物理量。（g 取10N/kg ） 解： ⑴木块下表面受到水的压强 33110/10/p gh kg m N kg ρ==??下水2310m -??300Pa = ⑵木块的边长：因为木块漂浮，所以F G =浮木， 则33330.610/31.010/5V kg m V kg m ρρ?===?木排 木水，13 5 h h =，5h cm =。 ⑶木块的底面积：()2 2 2 525S h cm cm ===木 ⑷木块的体积：()3 3 3 5125V h cm cm === ⑸木块排开水的体积：3333 1257555 V V cm cm =?=排木= ⑹木块受到的浮力3363110/10/75100.75F gV kg m N kg m N ρ-= =????=浮水排 ⑺木块的物重：0.75G F N ==浮木 ⑻木块的质量：0.750.07510/G N m kg g N kg == =木木 一．选择题： 1．根据阿基米德原理，物体受到的浮力大小跟下面的哪些因素有关？（ ）． A ．物体的体积 B ．物体的密度 C ．液体的密度 D ．物体所在的深度 E ．物体的形状 F ．物体排开液体的体积 G ．物体的重力 2．如图1所示是同一长方体放在液体中的情况．长方体在图（ ）中受到的浮力最大，在图（ ）中受到的浮力最小． 3．选择正确答案（ ）． A ．密度大的液体对物体的浮力一定大 B ．潜水员在水面下50米比在水面下10米受到的浮力大 C ．将体积不同的两个物体浸入水中，体积大的物体受到的浮力一定大 D ．体积相同的铁球和木球浸没在水中，它们受到的浮力一定相等 4．将挂在弹簧秤下的物体放入酒精中，弹簧秤的示数等于（）． A ．物体受到的重力 B ．物体受到的浮力 C ．物体受到的重力减去它受到的浮力 D ．物体受到的浮力减去它受到的重力 5．如图所示，A 为木块，B 为铝片，C 为铁球，且C B A V V V ==，把它们都浸没在水中则（）． A ．由于铁的密度大，所以铁球受的浮力最大 B ．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 C ．由于木块要上浮，所以木块受的浮力最大 D ．三个物体所受浮力一样大 6．甲、乙两物体的质量之比是3∶5,密度之比是3∶10,若把它们浸没在同种液体中,则它们所受的浮力之比是 ( ) A.3∶5 B.3∶10 C.1∶2 D.2∶1 7．质量相同的甲、乙两球,它们的密度之比是3∶2,甲球浸没在水中,乙球浸没在酒精中,则甲、 乙两球所受浮力之比是（ ） A ．6∶5 B ．5∶6 C ．5∶4 D ．2∶3 8.如图3所示，体积相同的甲、乙、丙三个物体浸没在水中。甲上浮、乙悬浮、丙下沉，在甲露出水面之前，关于它们所受浮力的说法正确的是( ) A.甲受到的浮力 B.乙受到的浮力大 C.丙受到的浮力大 D.甲、乙、丙受到的浮力一样大 9．关于物体受到水的浮力，下面说法中正确的是( ) A. 漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B ．没入水中的物体在水中的位置越深受到的浮力越大。 C. 物体排开水的体积越大受到的浮力越大 D ．物体的密度越大受到的浮力越小 10．一个边长为a 的立方体铁块从图4（甲）所示的实线位置（此时该立方体的下表面恰与水面齐平）下降至图中的虚线位置，则图（乙）中能正确反映铁块所受水的浮力的大小F 和铁块下表面在水中的深度h 关系的图像是( ) A B C D 图1 图3 11．如图5所示，浸没在烧杯底部的鸡蛋所受水的浮力F 1小于鸡蛋的重力，现将适量的浓盐水倒入烧杯中，鸡蛋所受的浮力为F 2，则F 1与F 2的关系是( ) A.F 1>F 2 B.F 1 A.甲的最小 B.乙的最小 C.丙的最小 D.一样大 13．在弹簧测力计下挂一实心物体，弹簧测力计的示数是Ｆ，如果把物体浸没在水中央，物体静止时弹簧测力计的示数为F/5，则该物体的密度是（ ） A.1.0×103kg/m 3 B.0.8×103kg/m 3 C.1.5×103kg/m 3 D.1.25×103kg/m 3 14．一铁球在空气中称时，重力为4．41Ｎ，浸没在水中称时，弹簧秤的读数为3．43Ｎ，则 （ ） A ．球所受的浮力是3．43Ｎ B ．球所受的浮力是0．98Ｎ C ．此球必是实心的 D ．此球必是空心的 二、填空题： 1．把挂在弹簧秤上金属块浸在煤油中，如图7所示，金属块受到_____________力、______________力和_________力的作用．在图上画出它们的示意图．这几个力的施力物体分别是______、________和______________． 2．如图8是利用弹簧秤测浮力的实验，将重4牛顿的物体A 挂在弹簧秤下，并使物体浸在液体中，此时弹簧秤的示数为________，物体受到的浮力大小为___________． 3．体积是1003 cm 的石块浸没在煤油中，它排开煤油的体积是______3 m ，它排开的煤油重_____________N ，它受到 的浮力是______________N 4.把从图9中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在下面的表格中物重________（N ）,物体在水中弹簧秤的示数_________（N ）,物体受到的浮力_________（N ）,物体排开水的体积_________（m 3 ）,物体排开水的重力___________（N ）. 从实验中得出的结论是：_____________________________________ 5．利用阿基米德原理测物质的密度和液体的密度，根据如图10所示的实验结果填表： 物体在空气中的重力___________（Ｎ）；物体浸没在水中时重力______________（Ｎ）；物体浸没在某种液体中时重力___________（Ｎ）；物体的体积_________（cm 3）；物体的密度______________________（kg ／m 3）；某种液体的密度________（kg ／m3） 6．把一块圆柱体的金属块挂在弹簧秤上，把金属块的3／5 浸没在水中时弹簧秤的示数和把 金属块全部没入某液体中时弹簧秤的示数相等，那么两次金属块受到的浮力之比是_____，液体的密度之比是______． 7．在图甲中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降．直至全部没入水中。 图6 图7 图8 图9 图10 图乙是钢绳拉力随时间t 变化的图像，若不计水的摩擦力，则可算出该石料的密度为(g=10N/㎏)（ ） A. 1. 6×103kg ／m 3 B. 2 .3×103㎏／m 3 C. 2. 8×l03 ㎏／m 3 D .3 .2×103㎏／m 3 三、计算题： 1．把体积是1dm 3的铁球（3 3 kg/m 108.7?=铁ρ）挂在弹簧秤上，若将铁球浸没在水中， 则弹簧秤的示数是它在空气中称时的五分之四；求：（1）铁球受到的浮力．（2）铁球受到的重力．（3）这个铁球是实心的还是空心的．（要通过计算说明） 2．如图11所示,在空气中称木块重6N ；当该木块的3/5体积浸入水中时,弹簧测力计的示数恰好为零. 求:(1) 木块的密度多大? (2) 若把木块从测力计上取下,并轻轻放入水里,那么在木块上加多大竖直向下的压力,才能使木块刚好全部浸入水中?(g=10N/kg) 3． 科技小组的同学用长方体泡沫塑料A 、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图）, 总重为4N , A 底部与浮子B 用细绳相连。水位上升时，浮子B 下降；水位下降时，浮子B 上升，使航标灯静止时A 浸人水中的深度始终为5cm ，排开水的质量为500g ，浮子B 重0.5N （不计绳重和绳与滑轮间的摩擦） 求：航标灯静止时，浮子B 体积应为多大？ 图 11 4．如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有长方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有2/5的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，没有发生形变．(不计弹簧受到的浮力，g取10N／kg) 。 (1)求此时容器底部受到的水的压强。 (2)求木块A的密度。 (3)向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没水中，立即停止加水，此时 弹簧对木块A 的作用力为F1，在原图上画出此时水面的大致位置。 (4)打开阀门B缓慢放水，直至木块A刚好完全离开水面时，立即关闭阀门B， 此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1、F2之比 四．实验设计题： 1．给你一个实心铅锤，一个弹簧秤，密度表和一杯待测的油，请利用阿基米德原理，测出油的密度，简要写出你的实验步骤及计算公式． 2.浸没在液体中的物体受到的浮力，实质上是物体表面受到的液体压力的合力。而在液体中，深度越大，液体压强越大，物体受到的压力越大。那么物体浸没在液体中所受到的浮力大小与液体的深度是否有关呢？请你设计一个实验来探究，并说明探究的方法。 3．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想： ①可能跟物体浸入液体的深度有关； ②可能跟物体的重力有关； ③可能跟物体的体积有关； ④可能跟物体浸入液体的体积有关； ⑤可能跟液体的密度有关。 为了验证上述猜想，李明做了如图14所示的实验：他在弹簧测力计下端挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中： （1）铁块从位置1－2－3的过程中，弹簧测力计的示数，说明 铁块受到的浮力；从位置3－4的过程中，弹簧测力计的示 数，说明铁块受到的浮力。（填“变大”、“变小”或“不 变”） （2）通过这一实验可以验证上述猜想是正确的，猜想 是不正确的（填上面猜想的序号）。 第2课时阿基米德原理的应用 【教学目标】 一、知识与技能 1.会用阿基米德原理计算浮力. 2.掌握计算浮力的几种方法. 二、过程与方法 通过收集、交流关于浮力应用的资料，了解浮力应用的社会价值. 三、情感、态度与价值观 通过利用多种方法求浮力，建立用不同角度、不同思维方式去解决问题的意识. 【教具准备】 多媒体课件. 【教学课时】 1课时 【巩固复习】 教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固. 【进行新课】 知识点1 浮力的计算 师同学们想想有哪些方法可以计算物体受到的浮力. 生1：称重法：F浮=G-F. 生2：二力平衡法：F浮=G（漂浮时）. 生3：阿基米德原理：F浮=ρ液gV排. 教师鼓励学生的回答，并用多媒体播放课件“浮力的计算”，并讲解. 浮力的计算（多媒体课件） ①公式法（阿基米德原理）：F浮=G排=ρ液gV排. a.物体浸没在液体中时，V排=V物；物体的一部分浸在液体中时，V排＜V 物. b.对于同一物体，物体浸入液体中的体积越大，物体所受的浮力就越大.当物体全部浸入液体中时，物体排开的液体的体积不再变化，它所受的浮力大小也不再变化. c.阿基米德原理也适用于气体.由于大气的密度是变化的，所以大气中的物体所受的浮力也是变化的. ②压力差法：F浮=F向上-F向下. 浸入液体中的物体受到的浮力等于物体上下表面受到液体的压力之差. ③称重法：F浮=G-F拉（或F浮=G-G′）. 空气中测得物体所受重力为G，物体浸在某种液体中时，弹簧测力计示数为F拉，则F浮=G-F拉（注：当物体处于漂浮状态时，弹簧测力计示数为0，则F 浮=G）. 例题 1 （用多媒体展示）某同学在实验室里将体积为 1.0×10-3m3的实心正方体木块放入水中，如图所示，静止时， 其下表面距水面0.06m.请根据此现象和所学的力学知识，计算 出两个与该木块有关的物理量.(不要求写计算过程，g取10N/kg) （1）；（2） 答案：（1）木块所受浮力F浮=ρ水gV排=6N （2）木块所受重力G木=6N （3）木块质量m木=0.6kg （4）木块密度ρ木=0.6×103kg/m3 （5）木块下表面受到的压力F=6N （6）木块下表面受到的压强p=600Pa（任选两个） 知识点2 利用阿基米德原理测密度 师我们运用阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排可以求浮力，反过来我们知道物体受到的浮力和物体排开液体的体积，是否可以求出液体的密度呢？ 师请同学们思考，假如我们想测物体的密度，又该如何呢？ 生：可以通过公式ρ=m/V计算得出. 师规则的物体可以通过测量计算出体积，不规则的物体的体积又如何求出呢？ 阿基米德原理练习 一、单选题（本大题共9小题，共18.0分） 1.关于阿基米德原理，正确的叙述是 A. 浸入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的体积 B. 浸入水中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的水受到的重力 C. 浸没在液体中的物体受向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体受到的重力 D. 浸入液体中的物体受到向上的浮力 2.如图甲为盛水的烧杯，上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降，直至 将圆柱体全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示，g取，下列说法正确的是 A. 圆柱体受到的重力是6N B. 圆柱体受到的最大浮力是3N C. 圆柱体的密度是 D. 当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为800Pa 3.小明将同一个鸡蛋先后放入如图所示的甲、乙两杯液体中，液体密度分别为ρ甲、ρ ，鸡蛋在液体中所受的浮力分别为F甲、F乙，则下列关系正确的是) 乙 A. ρ甲<ρ乙F甲>F乙 B. ρ甲>ρ乙F甲=F乙 C. ρ甲>ρ乙F甲 6.如图所示，体积相等铜、铁、铝三个实心球，用细线拴住，全部浸没在水中时三根 细线的拉力大小，下列说法正确的是（） A. 一样大 B. 栓铝球的细线上的拉力大 C. 栓铁球的细线上的拉力大 D. 栓铜球的细线上的拉力大 7.如图所示，将边长为10cm的正方体木块放入装有某种液 体的圆柱形容器中，木块静止时，有的体积露出液面，此 时液面比放入木块前升高2cm，容器底部受到的压强变化 了160Pa（取g=10N/kg），则下列判断错误的是（） A. 液体的密度是0.8×103kg/m3 B. 木块的密度为0.6g/cm3 C. 木块受到的浮力是6N D. 使木块完全浸没需要4N向下的压力 8.如图，将同一密度计分别放入盛有甲、乙两种液体的烧杯中， 它竖直立在液体中，如果密度计受到的浮力分别为F甲、F乙， 液体的密度分别为ρ甲、ρ乙．则（） A. F甲=F乙ρ甲＞ρ乙 B. F甲=F乙ρ甲＜ρ乙 C. F甲＜F乙ρ甲＜ρ乙 D. F甲＜F乙ρ甲＞ρ乙 9.把一铁块系在气球上，放入水中，恰好悬浮于水中某处，如图所示， 现沿容器壁缓缓注入一些水，则铁块和气球将（） A. 仍然悬浮 B. 下沉 C. 上浮 D. 都有可能 二、填空题（本大题共6小题，共12.0分） 10.体积相同的三个实心小球，分别放入盛有水的A、B、C三个容器中，静止后的位 置如图所示，若三个小球所受到的浮力分别用F A、F B、F C表示，则它们中最大的是______，容器______中的小球密度最小． 11.如图所示，将物体A放入水中时悬浮，将物体B放入水中时有一半的体积露出水面， 将物体A置于物体B上再放入水中时，物体B有三分之一的体积露出水面，则两物体的体积V A：V B=______，物体B的密度是______kg/m3 第十章第2节：阿基米德原理 说明：此页用来搜集实验数据 实验1：测量物体的浮力 测量浮力的方法：称重法 实验准备： 勾码，弹簧测力计，烧杯，水 实验步骤： 1.用弹簧测力计测出物体的重G=______N 2.将勾码浸没在水中，记录此时弹簧测力计的读F=________N 3.示数变_______（大/小），示数差_______N 4.F浮=_______N 实验2：阿基米德原理 实验准备： 勾码，弹簧测力计，上端开口的烧杯1，烧杯2，水 实验步骤： 步骤一：用弹簧测力计测出勾码的重力F1=_____N，测出空烧杯2的重力G杯2=_____N； 步骤二：将水倒入烧杯中至开口处； 步骤三：将勾码浸没在水中，排出水，并测出此时测力计的示数F2=_____N，求出勾码所受到的浮力F 浮 = F1- F2=_____N 步骤四：用弹簧测力计测量出G 水+G 杯2 =____N； 步骤五：计算出水的重力G 水 =______N； 步骤六：比较G 水与F 浮 的大小。 G水______F浮 课堂练习 1、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上， 如图所示．图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应 是( ) A．F l B．F2C．F3 D．F4 2、体积相等，形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深 度处，则( ) A．铁板受到的浮力大 B．铝块受到的浮力大 C．铅球受到的浮力大 D．它们受到的浮力一样大 3、弹簧测力计的下端吊着一个金属球，当静止时，弹簧测力计的示数是4 N；若将金属球慢慢浸入水中，弹簧测力计的读数将逐渐(变大/变小)，金属球受到的浮力将逐渐_______ (变大/变小)；当金属球的一半浸在水中时，弹簧测力计的示数是2．4 N，这时金属球受到的浮力是N；当金属球全部浸没在水中后，这时金属球受到的浮力是N，弹簧测力计的示数是N． 4、如图所示，用弹簧测力计悬挂重l0N的金属块浸入水中，弹簧测力计的示数为7N，此时金属块所受浮力的大小和方向是( ) A．7N，竖直向上 B．10N，竖直向下 C．3N，竖直向下 D．3N，竖直向上 5、所受重力相等的铜球、铁球和铝球分别用细线悬挂而浸没在水 中，则（） A.悬挂铜球的细线所受的拉力最大 B.悬挂铁球的细线所受的拉力最大 C.悬挂铝球的细线所受的拉力最大 D.三根细线所受拉力一样大 6、在打捞过程中潜水员多次下潜勘查，当潜水员浸没海水后继续下潜的过程中，其所受浮力的大小，压强的大小。（选填“增大”、“减小”或“不变”） 7、质量相同的实心铜球，铁球，铝球分别投入水中静止时，它们受到的浮力()． Ａ．铝球最大Ｂ．铁球最大Ｃ．铜球最大Ｄ．三个球一样大 8芳芳在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关，如图6所示。请仔细观察图示并回答下列问题： （1）从A、B两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力大小是 ___N。 （2）根据B、C两实验，她就得出鸡蛋受到的浮力大小 与液体的密度有关，你认为对吗？________，理由是 ________。 《阿基米德原理》教学案例 2012.04.29 南靖二中林仕文 我要说的课题是沪教版八年级物理第七章第四节《阿基米德原理》，我准备从四个方面谈一谈对本节课的教学构思： 一、教材分析： 二、学情分析 三、教法和学法 四、课堂设计 一。教材分析 1、本节教材的地位和作用 浮力是前面所学的力学知识的延伸扩展，是初中力学部分的又一个重点； 浮力是本章的关键，为以后研究物体浮沉条件奠定基础； 浮力知识对人们的日常生活、生产技术、科学研究有着广泛的现实意义。 2、学习目标的确定 (一)、知识与技能(二)、过程与方法(三)、情感态度与价值观 (一)、教学的重点: 1、探究认识浮力，会测量浮力的大小。 2、实验探究阿基米德原理。 (二)、教学难点： 探究浮力的大小与排开液体重力关系的过程 二、学情分析 “浮力”对于初二学生来说，既熟悉又陌生。说熟悉，是因为在日 常生活的积累中和在小学自然常识课的学习中已有了一定的感性认识；说陌生，是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性，需要综合运用各方面的知识，如力的测量、重力、二力平衡、二力的合成等重要知识，还需要对这些知识进行科学的分析、推理、归纳等 三、教法和学法 学案启发法，实验探究法等 学案在课前能引导学习进行目的明确的预习，解决基本知识及基本实验操作；在课堂上能引领学生进行有序的学习！ 本节是一节实验探究课，主要通过探究让学生获得新知，并在探究过程中培养合作能力，动手实验能力！ 教师用具： 1杯清水、1杯盐水、1只氢气球、乒乓球、石块、钩码、橡皮泥体积相同的铝块、铜 块及组装好的铁架台弹簧称、水槽等 学生用具：1杯清水、1杯盐水、1只水球、乒乓球、石块、钩码、橡皮泥、体积相同的铝块及铜块组装好的铁架台弹簧称、水槽、小烧杯及溢水杯等 四、课堂设计 依据本节教材编排的顺序，根据学生的认识规律，为了更好地完成本节的学习目标，突出重点、突破难点，我设计了下面的教学程序和相应的具体操作： 环节一：开门见山，直奔主题 有位科学家曾发出豪言壮语：“给我一个支点，我可以撬起地球”。大家知道他是谁吗？学生回答！他的成就有很多，今天我们就来学习解决浮力问题的----阿基米德原理！ 2019年中考物理实验专题复习—— 探究阿基米德原理的实验 答案解析 1．（2018?淄博）小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体 的重力的关系。 （1）部分实验操作步骤如图所示，遗漏的主要步骤是测量空桶的重力，若将遗漏的步骤标注为D，最合理的实验步骤顺序是D、B、A、C（用实验步骤对应的字母表示）。（2）小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是 0.2N，排开液体的重力是0.2N．小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验，同组的小丽认为实验还没有结束，理由是通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性，接下来的实验操作应该是换用不同液体重新实验。 实验步骤 A B C D 弹簧测力计示数/N 1.6 1.8 0.5 0.3 （3）实验结束后，小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关，可取体积相同的铁块和铝块，使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。 【分析】（1）阿基米德原理的内容：浸在液体中物体受到的浮力，大小等于被它排开的液体受到的重力；要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力，可根据F浮=G﹣F示得出，然后测出排开液体的重力，两者进行比较即可验证。 （2）根据称重法求出实验中物体所受的浮力；用桶和水的总重力减去桶的重力算出排开水的重力；为了找普遍规律，需要换用不同的液体再次实验； （3）根据控制变量法的要求，要探究浮力大小是否与物体的密度有关，需要选用体积相同的不同物体使其浸没在同种液体中，比较浮力的大小。 【解答】解： （1）探究浮力大小与排开液体的重力的关系，需要测出物体排开水的重力，需要先测出空 《阿基米德原理》的教案设计 （1）教材分析 本节的主要内容有：探究阿基米德原理；用阿基米德原理解释轮船漂浮的原因，学习用阿基米德原理计算物体所受浮力的大小。 阿基米德原理是流体静力学中的一条基本定律，是解决浮力问题的重要依据之一。从知识体系上来看，本节内容是在定性探究“浮力大小跟哪些因素有关”的基础上，进一步定量探究浮力的大小，是上一节知识的延续和深化，并为下一节进一步学习物体的浮沉条件奠定基础 （2）教法建议 本节是让学生在实验探究的基础上归纳总结阿基米德原理，所以让学生做好探究浮力大小的实验，是学好本节课的关键。浮力的产生及阿基米德原理的学习向来是初中物理教学的难点之一。为了在这部分给学生的学习做好铺垫、搭好台阶，修订教科书利用前面学过的液体内部不同深度压强不同的知识，分析了浮力产生的原因；另外，从浮力与排开液体的体积有关、与液体的密度有关，引导学生得出与排开的液体所受的重力有关。这样就较原教科书的设计梯度更小些， 利于学生理解。不然学生在得出排开的液体越多所受的浮力越大后，总是很难想 到为什么要称排开的液体所受的重力。 （3）学情分析 教材通过探究浸在液体中的物体所受的浮力大小与物体排开液体所受重力的关系，归纳出阿基米德原理。当然，根据阿基米德原理的数学表达式F浮二G排液，还可推导出F浮二，从而了解浸在液体中的物体所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与其它因素无关。但在实际教学中，由于初二学生的思维多停留在感性阶段，抽象思维能力还比较薄弱，学生很难完全理解这一点，更不能熟练应用。因此，进行阿基米德原理内容教学之前，首先安排了一课时时间，让学生探究影响浮力大小的因素。通过探究影响浮力大小的因素，使学生亲身感受浸在液体中的物体所受的浮力大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的材料、形状、物体在液体中所处的深度无关。同时，通过该探究活动，也可培养学生研究解决问题的方法、探索问题的精神和合作交流的能力。这一切，都能为学习阿基米德原理打下很好的基础。 4）学法建议促进学生自主学习，并通过“课内课外”、“个体合作” 的相 结合，提高获取信息、分析信息和处理信息的能力，培养学生的自学能力，独立钻研的精神以及创造性思维的方法，让学生真正成为学习的主人 《阿基米德原理》教学设计 一、教材分析： 阿基米德原理是初中物理教学的重要内容，在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用。浮力是前面所学的力学知识的延伸扩展，是初中力学部分的又一个重点；浮力是本章的关键，为以后研究物体浮沉条件奠定基础；浮力知识对人们的日常生活、生产技术、科学研究有着广泛的现实意义。由于这部分内容有一定的难度，学生学起来总有种望而生畏的感觉。因此，教学过程中我注重学生对知识的理解，通过实验、推理等方法，努力激发使这一部分教学不枯燥，争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。 二、学生情况分析： “浮力”对于学生来说，既熟悉又陌生。说熟悉，是因为在日常生活的积累中和在小学自然常识课的学习中已有了一定的感性认识；说陌生，是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性，需要综合运用各方面的知识，如力的测量、重力、二力平衡、二力的合成等重要知识，还需要对这些知识进行科学的分析、推理、归纳等。在第一节浮力的教学过程中，已经学习了称重法求浮力的方法，学习了影响浮力的相关因素，为进一步学习《阿基米德原理》做好了铺垫和准备。如何调动他们的学习兴趣是一个关键问题。 三、教学目标 知识与技能 1、能用溢水杯等器材探究浮力的大小。 2、会利用阿基米德原理解释简单的现象和计算。 过程与方法 1．经历科学探究，培养探究意识，发展科学探究能力。 2．培养学生的观察能力和分析概括能力，发展学生收集、处理、交流信息的能力。 情感、态度与价值观 1．增加对物理学的亲近感，保持对物理和生活的兴趣。 2．增进交流与合作的意识。 3．保持对科学的求知欲望，勇于、乐于参与科学探究。 四、教学重点、难点 （1）重点：阿基米德原理。 （2）难点：①探索阿基米德原理的实验设计及操作过程；②对阿基米德原理的理解。 五、教法的选择 1、将被动观察改为主动探究，将演示实验改为学生探索实验。 2、探究模式采用与物理研究方法相同的模式，猜想——设计——验证——分析归纳——评估。 六、学法的指导 在课堂上着力开发学生的三个空间 1、学生的活动空间。将演示实验改为学生的分组试验，全体学生参与，使每个学生都能体验探究过程，得到发展。 2、学生的思维空间。创设问题情景，让学生自己体验、感知知识的发生、发展过程，通过思维碰撞，培养思维能力。 3、学生的表现空间。通过把自己的想法、结果展示给大家，学习交流与合作，体验成功的愉悦。 七、教学准备 空易拉罐（自备，每组1个）、盘子每组1个、弹簧秤每组1只、小石块每组1块、溢水杯每组1套、细线、烧杯、水等 八、课堂主线设计： 知识线索：（隐线）探究阿基米德原理的实验设计及操作过程。 情景线索：（明线）阿基米德鉴定王冠是否掺假 逻辑线索：（思维线索）在不损坏王冠的情况下，怎样才能测出王冠的体积，进而求出王冠的密度。 九、教学过程 第2节阿基米德原理 【学习目标】 1．会设计实验探究阿基米德原理。 2．了解阿基米德原理，并会进行浮力的简单计算。 【学习重点】 了解阿基米德原理。 【学习难点】 理解阿基米德原理，会灵活地应用阿基米德原理解决实际问题。 ———————— 行为提示： 1．用双色笔将学习目标中行为动词标出来。 2．解读学习目标，引入新课。 规律总结： 如何正确理解阿基米德原理： 理解阿基米德原理时，应注意以下几点： (1)原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态：一是物体全部浸在液体里，即物体浸没在液体中；二是物体的一部分浸在液体里，另一部分露在液面以上。 (2)G排是指物体排开液体所受的重力，F浮＝G排表示物体受到的浮力大小等于被物体排开的液体的重力。 (3)V排表示被物体排开的液体体积，当物体浸没在液体里时，V排＝V物，当物体只有一部分浸入液体里时，V ＜V物。 排 (4)由F浮＝ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。 情景导入生成问题 我们学习物质的密度时说过一个故事：两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否用纯金制成，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。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？随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。这次洗澡的偶然发现，不仅让阿基米德解决了王冠的鉴定问题，还通过大量的实验，总结出了著名的阿基米德原理。你认为阿基米德原理的内容是什么呢？自学互研生成能力 知识板块一阿基米德原理 自主阅读教材P53～55的内容，独立思考并完成： 1．如图所示，在研究浮力大小与哪些因素有关时，某同学将一个空易拉罐开口向上，缓缓压入到盛水烧杯中，在这个过程中，手用的力越来越大，这说明：__物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大__。 2．实验探究阿基米德原理 实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。 实验过程：如图所示。 操作说明：(1)溢水杯中的水应当装满(至溢水口处)。 (2)实验中所测物理量有：物体__重力__、物体完全浸没后测力计示数、排开的水和小桶__总重力__、小桶__重力__。 实验结论：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：F浮＝G排＝__ρ液gV排__。 浮力阿基米德原理计算题 1、把体积为4×10- 3m3的小球浸没在酒精中，问：小球受到的浮力是多少？（ρ酒精＝0.8×103 kg/m3）（g取10N/kg） 2、重力为54N的实心铝球浸没在水中时，铝球受的浮力是多大？（g取10N/kg）(ρ =2.7×103kg/m3） 铝 3、有一金属块，在空气中称得重3.8N，将它浸没在盛满水的溢水杯中时，有50mL 的水从溢水杯中流入量筒，求：（1）金属块的体积；（2）金属块在水中受到的浮力；（3）金属块在水中时弹簧秤的读数；（4）金属的密度是多少？（g取10N/kg） 4、如图13所示，在空气中用弹簧测力计测得物体重为2.7N，将其一半浸入水中，此时弹簧测力计的示数变为2.2N，求：（g取10N/kg） （1）物体浸没时所受的浮力大小（2）物体的体积是多少 （2）物体的密度为多少。 5、如图所示，在水中有形状不同，体积都是100厘米3的A、B、C、D四个物块，A的体积有2/5露出水面，D的底面与容器底紧密贴合，求各个物块所受的浮力。 6、一个实心石块，在空气中用弹簧测力计测得示数是10N，当把石块完全浸没在水中时，弹簧测力计测得示数是6N，求：石块密度。（取g=10N/kg）. =7.9×103kg/m3）挂在弹簧测力计上，若将铁7、一个体积为1000cm3的铁球（ρ 铁 球浸没在水中，则弹簧测力计的示数是它在空气中称时的4/5，求铁球受到的浮力和重力？（g取10N/kg） 8、将一个挂在弹簧测力计上的物体完全浸没盛满水的容器中（未碰到容器底及侧壁），溢出了0.24kg的水，此时弹簧测力计示数是1.2N， 求：（1）该物体在水中受到的浮力（2）该物体的体积（3）该物体的密度 9、如图所示，烧杯内盛有某种液体，把一体积为1×104m3的铝块用细线系在弹 簧测力计下浸没在液体中，静止时弹簧测力计的示数为1.5N，已知铝的密度为2.7×l03kg/m3。 求(1)铝块在液体中受到的浮力 (2)液体的密度 新课标沪科版初中物理第七章第四节《阿基米德原理》精品教案 一、教材分析 阿基米德原理是初中物理教学的重要内容，在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用。学好这部分内容既有利于深入理解液体压强、压力、二力平衡和二力合成等知识，又为进一步学习机械效率打好了基础。由于这部分内容涉及到的计算公式比较多，内容又有一定的难度，学生学起来总有种望而生畏的感觉。因此，教学过程中我注重学生对知识的理解，通过实验、推理等方法，努力激发使这一部分教学不枯燥，争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。 二、学生情况分析 由于学生学习意识比较淡漠，学习基础比较差，在学习过程中体现的问题主要表现在：学习很被动、计算能力比较差。在前面的教学过程中，已经重点强调了相关内容，为进一步学习《阿基米德原理》做好了准备。如何调动他们的学习兴趣是一个关键问题。 三、教学目标 （一）知识与能力 1．知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论。 2．理解阿基米德原理的内容。 3．会运用阿基米德原理解答和计算有关浮力的简单问题。 （二）过程与方法 1、通过观察了解浮力是怎样产生的 2、通过探究理解用弹簧测力计测量浮力的大小的原理 （三）情感、态度与价值观 初步认识科学技术对社会发展的影响，树立应用科学知识的意识 四、教学重点、难点 1、重点：通过实验探究学习用弹簧测力计测量浮力的大小 2、难点：理解浮力产生的原因 五、教具 学生分组实验器材：溢水杯、烧杯、水、小桶、弹簧秤、细线、石块。 六、教学过程 一、复习提问： 1．浮力是怎样产生的？浮力的方向是怎样的？ 2．如何用弹簧秤测出浸没在水中的铁块所受浮力的大小。要求学生说出方法，并进行实验，说出结果。 二、进行新课 1．引言：我们已经学习了浮力产生的原因。下面来研究物体受到的浮力大小跟哪些因素有关系？下面我们用实验来研究这一问题。 2．阿基米德原理。 学生实验：实验1。 ①简介溢水杯的使用：将水倒入溢水杯中，水面到达溢水口。将物体浸入溢水杯的水中，被物体排开的这部分水从溢水口流出。用空小桶接住流出的水，桶中水的体积和浸入水中物体的体积相等。 ②按本节课文实验1的说明，参照图12-6进行实验。用溢水杯替代“作溢水杯用的烧杯”。教师简介实验步骤。说明注意事项：用细线 阿基米德原理实验题 阿基米德原理实验题 1、图是研究浮力与哪些因素有关的实验，弹簧测力计的示数依次是5N、4N、 4N、3N． (1)比较图乙和图丙可得到的结论是：浮力的大小与______________________无 关． (2)比较图乙与图丁可得到的结论是：浮力的大小与_______________________ 有关。 ⑥将算出的“王冠”密度p与纯金的密度进行比较，从而得出了“王冠”真伪的结论． 2、如图1所示．是认识浮力的探究实验． (1)将物体悬挂在弹簧测力计下端，如(a)实验所示，物重G＝_____N． (2)当用手向上托物体时，如(b)实验所示，手对物体向上的托力F ＝ 2 ______N． (3)当物体浸入水后，如(c)实验所示．将(c)实验与(a)、(b)实验对照．说明 水对物体也有向 上的托力，即浮力．水对物体的浮力F 浮＝______N． (4)该实验是通过_____ 物理方法．建立起浮力 概念的． 图1 3、探究浮力大小与哪些因素有关 例：（潍坊）如图2所示是“探究浮力大小与那 些因素有关”的实验装置，请根据图示回答问 题： (1)由图和可知浸在液体中的物 体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关． 图2 (2)由图和可知物体排开相同体积的液体时，浮力大小跟液体的种类有关． (3)当物体完全浸没在水中时，物体上下表面所受压力的差为 N. 4某同学探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积大小有什么样的关系，他利用弹簧测力计、烧杯、溢水杯、石块、水等，按如图所示的步骤进行实验操作： ①用弹簧测力计测出小石块所受的重力。 ②用弹簧测力计测出空烧杯所受的重力。 ③把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空烧杯承接从溢水杯里溢出的水，读出此时弹簧测力计的示数。 ④用弹簧测力计测出承接了水后烧杯和水受到的总重力力。 阿基米德原理公式的巧妙理解 刘 勤 （电子科技大学） 本文通过巧妙的理想实验的分析，得出任意形状物体所受浮力的阿基米德原理公式，可以让广大学生更容易理解不规则形状物体在液体或气体中所受浮力的公式。并且我们也可以用很接近理想实验的真实实验进行验证和课堂演示。 一切浸入液体（气体）的物体都受到液体（气体）对它的竖直向上的力，叫浮力。 对浮力的计算来源于阿基米德，提出了阿基米德原理：浸入液体（气体）的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体（气体）受到的重力。 下面，我们以液体为例对阿基米德原理进行讨论分析，同样的结果可以应用于气体中的浮力。对于形状规则的物体，可以通过物体各侧面受到的压力公式推导出物体所受浮力： 排液浮V g F ..ρ= (1) 如图1所示。 图1形状规则的物体在液体中 对于形状不规则的物体，公式（1）不容易直接理解，需要通过实验测定。 本文提出一个理想实验，可以更简单地理解各种形状（包括规则形状及不规则形状）物体受到的浮力，而且可以被真实实验验证。 排 V 图2 形状不规则的物体在液体中 如图2所示，假设有一个形状不规则的物块如图中所示，全部体积悬浮在液体中。因此，物块所排开的那部分液体的量等于物块所占据的那部分体积所包含的液体。我们将物块体积占据部分标记为排V ，如图2中所示。 现在我们假设理想地将排V 体积物块全部移出，而盛进与容器里面完全一样的液体，如图3所示。 图3形状不规则的物体在液体中的理想实验 我们将这部分体积的液体作为一个整体进行分析，显然，这部分液体在全部液体里应该处于受力平衡状态，因此其周围液体对这部分液体应该有一个整体向上的力（即浮力），而且这个力的大小应该和盛进这部分液体的重力相等，这样才能使那部分液体处于受力平衡。 所以，无论物块是什么形状，我们都可以用上述理想替换的方式将物块所占体积里盛入液体，从而都可以推出：浮力等于所排开液体（等于所占体积可以盛的液体）的重力。用公式表达即是： 排液排液浮V g G F ..ρ== (2) 浮 F V 实验十二、验证阿基米德原理的实验 或者 【实验目的】： 探究浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体排开液体的重力之间的关系。 【实验原理】： 阿基米德原理。 【实验器材】： 弹簧测力计、金属块、量筒（小桶）、水、溢水杯、 【实验步骤】： ①把金属块挂在弹簧测力计下端，记下测力计的示数F1。 ②在量筒中倒入适量的水，记下液面示数V1。 ③把金属块浸没在水中，记下测力计的示数F2和此时液面的示数 V2。 ④根据测力计的两次示数差计算出物体所受的浮力（F 浮=F1-F2）。 ⑤计算出物体排开液体的体积（V2-V1），再通过G水=ρ（V2-V1）g 计算出物体排开液体的 重力。 ⑥比较浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体重力之间的关系。（物体所受浮力 等于物体排开液体所受重力） 【实验数据】： 次数物重 G（N） 拉力 F拉（N） F浮＝ G－F拉（N） 杯重 G杯（N） 杯＋水重 G杯＋水（N） 排开水重 G排＝G杯＋水－G杯（N） 比较F浮和 G排 1 2 3 【实验结论】：液体受到的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小 【考点方向】： 1、为了验证阿基米德原理，实验需要比较的物理量是：。 1、弹簧测力计使用之前要上下拉动几下目的是：。 2、实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现什么结果： 答：。 3、实验前先称量小桶和最后称量小桶有何差异：。 4、实验结论：。 5、实验时进行了多次实验并记录相关测量数据目的是：。 6、实验中是否可以将金属块替换为小木块，为什么？ 答：。 7、如果用塑料方块来验证阿基米德原理，实验需要改进的地方是：。 8、实验过程中，难免有误差存在，请说出一些容易导致误差的原因：。 【创新母题】：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，来验证阿基米德原理。 （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）由以上步骤可直接得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于。 （4）另一实验小组同学认为上述实验有不足之处，其不足是：。 （5）为了改善上述不足之处，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 第七章 密度和浮力 第四节 阿基米德原理 一、教学目标： 1．知识目标： 知道什么情况下物体受浮力；知道与浮力大小有关的因素；理解阿基米德原理。 2．能力目标： 能用已掌握的知识，根据实验目的，设计、完成实验，得出实验结论并归纳出阿基米德原理的内容。培养学生初步的观察、实验能力，初步的分析、概括能力。 3．情感目标： 在观察实验的基础上，归纳、概括出物理规律，培养学生实事求是的科学态度,培养学生爱科学，探求真理的愿望。 二、教学重难点： 1．重点：浮力的概念，阿基米德原理。 2．难点：浮力产生的原因；设计实验，归纳出实验定律。 三、教具： 1．演示用：弹簧测力计、溢水杯、水、圆柱形金属物（铅块）、石块、细线、小桶、杠杆、篮球、打气筒、气针、气球、长圆柱形玻璃筒。 2．学生用：两人一组。每组配备器材有弹簧测力计、烧杯、水、石块、细线、小桶。 四、教学方法： 实验探究法。 五、教学过程： （一） 引入新课： 讲述：万吨巨轮，在水中为什么不下沉？热气球为什么能腾空而起？这些现象都与浮力有关。这是一个有关浮力的问题。那么什么是浮力？它的大小与哪些因素有关呢？今天我们就来学跟浮力有关的阿基米德原理。 （二） 进行新课： 1、 什么是浮力？ 设置情景：如图1所示。 置 疑：为什么金属块沉在水底，木块浮在水面? 充分让学生猜想假设，学生可能会有如下想法： ① 木块受到水对它的浮力，所以浮了起来。 ② 金属块比木块重，不受浮力。 ③ 金属块比木块密度大，不受浮力。 ④ 金属块沉在水底，所以未受到水的浮力。 释疑：实验探究1(探究过程如图2、图3、图4、图5、图6所示。) 图2弹簧测力计有示数；图3木块放入水中后，弹簧测力计无示数； 图4木块比金属块重，却浮在水面； 图5金属块沉入水底，金属盒却浮在水面； 图6加水前后弹簧的形变不同。 1小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精)， 对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。下图27表示探究过程及有关数据。 (1).分析②、③、④，说明浮力大小跟 有关。 (2).分析 ，说明浮力大小跟液体的密度有关。 (3).物体完全浸没在酒精中所受的浮力是 N 。 (4).根据图中的实验数据，该金属块的密度是 kg ／m 3。(g 取10 N ／kg) 2、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜 想： ① 可能跟物体浸入液体的深度有关； ② 可能跟物体的重力有关； ③ 可能跟物体的体积有关； ④ 可能跟物体浸入液体的体积有关； ⑤ 可能跟液体的密度有关。 为了验证上述猜想，李明做了如图28所示的实验：他在弹簧测力计下端 挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中： （1）铁块从位置1－2－3的过程中，弹簧测力计的示数 ，说明铁块受到的浮力 ；从位置3－4的过程中，弹簧测力计的示 数 ，说明铁块受到的浮力 。（填“变大”、“变小”或“不变”） （2）通过这一实验可以验证上述猜想 是正确的，猜想 是不 正确的（填上面猜想的序号）。 （3）给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐（如图29），请你设计实验验证浮力与液体 的密度是否有关。简要写出你的实验验证的方法 3在物理实验操作考查中，小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。他的实验操作步骤如图4所示，实验过程如下． A ．用细线将橡皮挂在弹簧测力计下，测出橡皮的_________； 图27 图28 图29 B．将水倒入溢水杯中；[来源:学科网] C．将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时 _____________； D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数； E．记录、分析实验数据，得出实验结论； F．整理实验器材。 请根据小雨的实验过程回答下面问题： (1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤： ______________________________。 (2)指出上面实验操作中的一处错误： __________________________________。 (3)如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验，那么与上述操作不同的一个步 骤是_____________(填字母) 。小刚同学想测出一个实心塑料球的密度，但是发现塑料球放在水中会漂浮在水面上，无法测出它的体积。小刚设计了以下实验步骤： A．用天平测量塑料球的质量，天平平衡时如图a所示。记录塑料球质量为m； B．把适量的水倒进量筒中如图b所示，记录此时水的体积为V1； C．用细线在塑料球下吊一个小铁块放入水中，静止时如图c所示，记录此时量筒的示数为V2； D．把小铁块单独放入水中静止时如图d所示，记录此时量筒的为V3； E．利用密度公式计算出结果。 根据上述实验过程，回答下列问题。 （1）实验中使用天平测出塑料球的质量m＝g，塑料球的体积V＝cm3，计算出塑料球的密度ρ＝g/cm3. （2）实验拓展：本实验中若不用天平，只在B、C、D三个步骤中增加一个步骤也可以测出塑料球的密度。请你写出这个操作步骤。 根据你补充的步骤，写出计算塑料球密度的表达式。（用字母表示，水的密度为ρ水） 阿基米德原理习题精选 班级姓名学号 一、选择题 1．根据阿基米德原理，物体受到的浮力大小跟下面的哪些因素有关外？（）． A．物体的体积B．物体的密度C．液体的密度D．物体所在的深度 E．物体的形状F．物体排汗液体的体积G．物体的重力 2．如图所示是同一长方体放在液体中的情况．长方体在图（）中 受到的浮力最大，在图（）中受到的浮力最小． 3．选择正确答案（）． A．密度大的液体对物体的浮力一定大 B．潜水员在水面下50米比在水面下10米受到的浮力大 C．将体积不同的两个物体浸入水中，体积大的物体受到的浮力一定大 D．体积相同的铁球和木球浸没在水中，它们受到的浮力一定相等 4．将挂在弹簧秤下的物体放入酒精中，弹簧秤的示数等于（）． A．物体受到的重力 B．物体受到的重力减去它受到的浮力 C．物体受到的浮力 D．物体受到的浮力减去它受到的重力 5．如图所示，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则（）． 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 6．如图所示,若A物压在B物上,A物露出水面体积为 V1,若将物A用细绳挂在B下,B 物露出水面体积 V2,则（） A．V1> V2 B．V1= V2 C．V1< V2 D．无法比 较大小 7．把一个密度为10．2×103kg／m3的实心合金块投入水银中，这时合金块浸入水银中的体积和总体积之比为（） (已知水银的密度为13．6×103kg／m3) 8．一木块浮在水面上时,总体积的1/5露出水面,把它放在另一种液体中,总体积的1/3露出液面,则水与这种液体的密度之比为（） A．5∶6 B．15∶8 C．6∶ 5 D．3∶5 9．在盛水的烧杯中漂浮着一块冰,待冰全部熔化后将发现杯中水面（） A．升高 B．降低 C．不变 D．无法判断 10．一木块浮在煤油中,露出体积的1/4,当它浮在另一种液体中时,露出体积的1/2,则木块在这两种液体中受到的浮力之比和煤油与这种液体密度之比分别是（） A．1∶1,1∶2 B．1∶1,2∶3 C．1∶3,1∶2 D．3∶1,3∶2 11．有一木块在水中上浮，从开始露出水面最后静止漂浮在水面上的过程中（） A．木块所受的浮力，重力都在逐渐变小 B．木块所受的浮力，重力都不变 C．木块所受的浮力变大，重力不变 D．木块所受的浮力变小，重力不变 12．重38Ｎ的铁桶里装满水，水重98Ｎ，用手提住铁桶，将这桶水浸没在河里（桶未露出水面，也不碰到河底）此时所用力为（） A．零B．小于38Ｎ C．大于38Ｎ而小于136ＮD．等于38Ｎ 第七章 第四节 阿基米德原理 自主学习提纲 1、漂浮在海面上的万吨巨轮，收到几个力的作用？你能画出它的受力示意图嘛?那漂浮的气球呢？ 2、液体和气体对浸在其中的物体有没有力的作用？方向是怎样的？ 3、联系实际生活中的现象分析，浮力的大小与那些因素有关？ 4、分析弹簧称所挂物体在液体中的受力分析示意图，能否得出包含浮力的等式？ 5、能否用等式表示出阿基米德原理？ 6、合上书本，自己能否想象出物体浸没在液体中是什么情况？物体排开液体体积是表示哪部分的体积？ 7、练习 1．同样重的铁块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，__________铁块受到的浮力要大一些． （水ρ＞煤油ρ） 2．弹簧秤下吊着重为14.7N 的正方形金属块，当它完全浸没在水中时，弹簧秤的示数为9.8N ，则金属块排开水的重力为_______N ． 3．把一木块浸没在水中，排开的水所受重力为12N ，木块受到的浮力 （ ） A ．大于12N B ．小于12N C ．等于12N D ．等于10N 4．把体积相同的铁块和铝块浸没在水中,则 ( ) A.铁块受到的浮力大 B.铝块受到的浮力大 C.铁块与铝块受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小 5．关于物体受到的浮力，下列说法正确的是 （ ） A ．浮在水面的物体受到的浮力比沉在水底的物体受到的浮力大 B ．物体排开水的体积越大受到的浮力越大 C ．没入水中的物体在水中位置越深受到的浮力越大 D ．物体的密度越大受到的浮力越小 6．甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况如图7-14所示．它们中所受浮力最小的是 （ ） A ．甲 B ．乙 C ．丙 D ．丁 7.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没同一种液体中,两弹簧测力计减小的数值相同,两物 体必定有相同的 ( ) A.密度 B.体积 C.质量 D.形状 8.如图7-15所示是研究浮力与哪些因素有关的实验，弹簧秤的示数依次是5N 、4N 、4N 、3N ． （1）比较图（乙）与图（丙）可得到的结论是：浮力的大小与____________无关． （2）比较图（丙）与图（丁）可得到的结论是：浮力的大小与____________无关． （题型一） 8、本节课你学到了什么知识？ 图7-14 图7-15 初中物理《阿基米德原理》实验教学设计第七章密度与浮力 第四节阿基米德原理（第一课时） 一、教学目标： 1、通过实验探究，认识浮力。 2、经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理。 二、课型与课时：科学探究型课2课时 三、重点：在探究 究浮力的过程中，怎样引导学生去猜想。 难点：设计探究浮力大小的实验。 四、教学准备：弹簧测力计、石块、细线、溢水杯、烧杯、水。 五、教学思路：本节课的教学顺序没有按照课本的顺序来，因为在“什么是浮力？”后，探究阿基米德原理比较好。从阿基米德洗澡的故事提出问题，再教学生进行猜想，可以直奔主题，且猜想也能很好的实施。中间可以不要对“浮力的大小与哪些因素有关”的内容进行过渡。但“浮力的大小与哪些因素有关”的内容能培养学生的动手能力，训练学生的思维，可以作为第二课时的内容进行。 本节内容分两课时进行： 第一课时，内容是浮力的概念和探究浮力的大小。关于浮力的大小要经历提出问题、猜想、、设计实验与收集证据、评估、交流等环节。 第二课时，探究浮力的大小与哪些因素有关和无关。这要经历分析论证、实验验证两个环节，主要是训练学生的思维能力，培养学生的动手能力 六、教学过程： 1、引入新课 师：同学们平时都喜不喜欢听故事呀！ 生：喜欢。 师：今天，在上新课之前先给同学们讲一个故事。相传，2000多年前古希腊的亥尼洛国王做了一顶金王冠。但是，这个国王相当多疑,t他怀疑工匠用银子偷换了王冠中的金子。国王便要求阿基米德查出王冠是否是由纯金制造的，而且提出要求不能损坏王冠。阿基米德捧着这顶王冠整日苦苦思索却找不到问题的答案。有一天，阿基米德去浴室洗澡，当他跨入盛满水的浴桶后，随着身子进入浴桶，他发现有一部分水从浴桶中溢出，阿基米德看到这个现象头脑中马上意识到了什么，便高呼：“我找到了！我找到了！”他忘记了自己还光着身子，便从浴桶中一跃而出奔向王宫。一路上高呼：“我找到了！我找到了！”科学家们发现真理时的喜悦是让人无法想象的，他这一声高呼便宣告了阿基米德原理的诞生。同学们想知道阿基米德原理的具体内容是什么吗？ 生：想。八年级下册物理 阿基米德原理的应用教案
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