《阿基米德原理》学案
一、学习目标
通过实验探究，认识浮力和测量浮力的一种方法——称重法。
经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程，发现浮力的大小和液体的密度及排开液体体积的关系。
通过科学探究，经历探究浮力大小的过程，知道阿基米德原理。
二、学习重、难点
重点：阿基米德原理是本节的重点。
难点：用阿基米德原理解答和计算有关浮力的问题。
三、学习活动
（一）思考：
万吨巨轮，在水中为什么不下沉？热气球为什么能腾空而起？
游泳的时候，你们在水中有什么样的感觉？你会发现很容易搬起水中的石头，如果在地面上搬起同样大的石头就非常吃力了，为什么？
（二）实验探究
什么是浮力？
你的猜想是：
（1）、看课本实验探究1，然后小组合作用桌面上的实验器材：弹簧测力计、烧杯、小石块、细线、水完成实验探究1。
石块在空气中，弹簧测力计的示数为G=N，在水中的示数为F′=N，那么，水对石块的浮力F浮=G-F′=N。
称重法求浮力：
先用弹簧测力计在空气中测出物体的重力G，再用弹簧测力计测出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F，则物体所受浮力：F浮=G-F。
练习：、
如图所示，物体浸没在水中时，所受到的浮力为______N；物体浸没在
盐水中时，所受到的浮力为______N；
（2）看课本“气体浮力演示器介绍”并讨论下列问题：
先独力思考，然后小组内讨论。
①、图（a）与图（b）中左端物体的总质量是否有变化？
②、杠杆由图（a）中的平衡变为图（b）中的左端上翘，说明了什么？
③、这个使杠杆左端上翘的力是谁施加的？
④、这个实验现象说明了什么？
结论：液体和气体对浸在其中的物体有（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做浮力。
浮力的大小与那些因素有关？
看课本实验探究2中的（1）、（2）然后说出你的猜想并与同学交流。
你的猜想是：
实验方案：
（2）、小组合作，按图7——21、7——22、7——23完成实验，验证假设。
分析：图7——21实验说明了什么问题？
图7——22实验说明了什么问题？
图7——23实验说明了什么问题？
结论：物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的有关，还与物体排开液体的
有关，而与浸在液体中的无关。
练习：写出下列实验所用的器材和实验步骤：
1、设计一个实验，验证浮力的大小与物体的形状无关。
2、设计一个实验，验证浮力的大小与物体的密度无关
探究浮力的大小
（1）、探究问题：浮力的大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？
（2）、制定实验方案
看课本实验探究3，明确图7——24实验的步骤。
（3）、进行实验与收集数据
以小组为单位，按图7——24中（a ）、（b ）、（c ）实验步骤完成探究实验。
（4）分析与论证
比较测得浮力与物体排开的水所受的重力，你发现了什么？
先独立思考，然后小组内讨论。
结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小被物体排开的液体所受的。这就是著名的阿基米德原理。阿基米德原理也适应与气体。
用公式表示为F 浮= 。
练习：1、某同学将一金属块轻轻放入盛满水的烧杯中，溢出了重3N 的水，则金属块受到的水的浮力是。如果将该金属块浸没在盐水中则受到的浮力将3N ：
2、某同学将一质量为300g 的金属块轻轻放入盛满水的烧杯中，溢出了80mL 的水，则金属块受到的水的浮力是（g 取10N/Kg ）：（）
Ａ．0.8Ｎ Ｂ．3.8Ｎ Ｃ．2.2ＮＤ．3Ｎ
（三）小结：这节课你学会了什么？（先独立思考，然后小组合作）
（四）随堂测：独立完成下列各题
1、跳水运动员离开跳台后，从接触水面到全部浸入水中，他受到的浮力将；当他全部浸入水中下沉的过程中，受到的浮力将。
2、物体在液体中受到的浮力大小
A 、和物体本身的重力大小有关
B 、和物体的体积大小有关
C 、和物体的密度大小有关
D 、和物体排开液体的体积大小有关
3、某物重为3．5N ，把它放在盛水的容器中，溢出的水重为2N ，则该物体受到的浮力
A ．一定是2N
B ．一定是3．5N
C ．可能是1．5N
D ．可能是2．5N
4、某同学通过实验来研究影响浮力大小的因素，做了如图所示的一系列实验。
（1）对比分析②③两次实验，得出的结论是：；
对比分析③④两次实验，得出的结论是：；
对比分析④⑤两次实验，得出的结论是：；
（2）综合分析和归纳上述实验，得到的较为完整的结论是：_____________________
__________________________________________________．
初中物理阿基米德定律 典型例题 例1如图所示，在盛水容器中，有4个体积完全相同的物体：A是一浮于水面的正方体木块；B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块；C是悬浮在水中的空心钢球；D是圆台形石蜡块，它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合，试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况． 例 2 有一木块，放入水中静止后，有的体积露在水面上，若将它放入另一种液体 中时，有的体积浸入液体中，求液体的密度．
例3 如图，现有一正方体的物体悬浮于密度为的液体中，其边长为L，上表面距液 面的深度为h，那么下表面距液面的深度即为．请根据浮力产生的原因推导阿基米德原理． 习题精选 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，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．如图所示,若A物压在B物上,A物露出水面体积为,若将物A用细绳挂在B下,B 物露出水面体积,则（） A．B． C．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___________Ｎ，弹簧秤的示数为_________Ｎ；若将铁块全部浸没在密度为0．8×103kg／m3的液体中，则铁块受到的浮力为________Ｎ． 10．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______． 11．将重是2．5Ｎ的物体A放进水中，它有一半体积露出水面，如图甲，在A上面再放一个体积与A相同的物体B，恰好A、B两物体全部浸入水中，且B上表面与水面相平，如图乙，求B物体的物重是多少____________Ｎ．
1.6 微积分基本定理（ 2） 一、【教学目标】 重点：使学生直观了解微积分基本定理的含义，并能正确运用基本定理计算简单的定积分. 难点：利用微积分基本定理求积分；找到被积函数的原函数． 能力点：正确运用基本定理计算简单的定积分. 教育点：通过微积分基本定理的学习，体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系，培养学生辩 证唯物主义观点，提高理性思维能力. 自主探究点：通过实例探求微分与定积分间的关系，体会微积分基本定理的重要意义. 易错点：准确找到被积函数的原函数，积分上限与下限代人求差注意步骤，以免符号出错. 考试点：高考多以填空题出现，以考查定积分的求法和面积的计算为主. 二、【知识梳理】 1. 定积分定义：如果函数() f x在区间[,] a b上连续，用分点 0121- =<<<<<<<= i i n a x x x x x x b，将区间[,] a b等分成n个小区间，在每一个小区间 1 [,] i i x x - 上任取一点(1,2,,) ξ= i i n，作和 1 ()() ξξ = - ?=∑n i i i i b a f x f n ，当n→∞时，上述和式无限接近某个常数，这个常数叫做函数() f x在区间[,] a b上的定积分，记作() b a f x dx ?，即 1 ()lim() n b a i n i b a f x dx f n ξ →∞ = - =∑ ?，这里a、b分别叫做积分的下限与上限，区间[,] a b叫做积分区间，函数() f x叫做被积函数，x叫做积分变量，() f x dx叫做被积式. 2．定积分的几何意义 如果在区间[,] a b上函数连续且恒有()0 f x≥，那么定积分() b a f x dx ?表示由直线, x a x b ==（a b ≠），0 y=和曲线() y f x =所围成的曲边梯形的面积.
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 ________。
浮力2（阿基米德原理） 阿基米德原理： 1、内容：____________________________________________________________________ 2、公式表示：F浮=_______=____________从公式中可以看出：物体在液体中所受的浮力的大小，与____________和___________________有关，而与物体浸没在液体中的________________无关． 3、适用条件：___________________________ 4、根据阿基米德原理，弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4之间的大小关系是（） A． F1=F4、F2=F3B． F2﹣F3=F4﹣F1 C． F1=F2=F3=F4D．上述结论都不正确 续：计算浮力的方法总结 ①弹簧秤称重法：F浮= _________(用弹簧测力计测浮力)。 （用浮力产生的原因求浮力） ②压力差法：F浮=________________ ③二力平衡法：F浮=___________ (漂浮、悬浮时；) ④阿基米德原理法：F浮=_____=__________（知道物体排开液体的质量或体积时常用） 提示：“浸入”、“浸在”所表示的物体在液（气）体中的情形可能是__________，也可能是___________，而“浸没”一定是____________。(填“部分浸没”或“全部浸没”) 练习 1．如图7.4-3所示，一个边长为4cm的正方体木块，放在有溢水口的水槽中，在没有把物体放到水槽 时，水槽中水面正好在溢水口，当木块浮在水槽的水面上静止不动时，从溢水口中溢出的水的体积是 34cm3，木块露出水面的体积大小和木块受到的浮力大小分别是(g取10N/kg)( ) A．64cm3，0.6N B．30cm3，0.3N C．34cm3，0.34N D．30cm3，0.34N 2．将一只铜球放在容器底部，然后向容器内注水，则铜球所受的浮力( ) A．随着注水量的增加而增大B．随着注水量的增加而减小 C．与注水量的多少无关D．开始时随着注水量的增加而增大，，水没过铜球后，浮力的大小不再变化 3．有一个铜块挂在弹簧测力计上，当铜块全部浸没在水中时，弹簧测力计的读数是( ) A．铜块所受重力B．铜块所受浮力 C．铜块所受重力与浮力之差D．无法确定 4．游泳的人由河边走向深水处的过程中，如果河底布满碎石子，则( ) A．脚越来越疼，因为水对脚的压力越来越大B．脚疼得越来越轻，因为河底对人的支持力越来越小 C．脚越来越疼，因为水对人的浮力越来越大D．脚疼得越来越轻，因为人受到的重力越来越小 5．重力相同的实心铜块、铁块、铝块放入水中均完全浸没，则它们所受到的浮力( ) A．铜块最大B．铝块最大 C．铁块最大D．都一样大 6．甲、乙两物体分别挂在弹簧测力计下，将物体都浸没在水中，如果弹簧测力计的示数变化相同，则两物体( ) A．质量相同B．重力相同 C．体积相同D．密度相同 7（2011?淄博）关于物体受到的浮力，下列说法正确的是（）
1.4定积分与微积分基本定理练习题及答案 1.(2011·一中月考)求曲线y ＝x2与y ＝x 所围成图形的面积，其中正确的是( ) A ．S ＝??01(x2－x)dx B ．S ＝??01(x －x2)dx C ．S ＝??01(y2－y)dy D ．S ＝??01(y －y)dy [答案] B [分析] 根据定积分的几何意义，确定积分上、下限和被积函数． [解读] 两函数图象的交点坐标是(0,0)，(1,1)，故积分上限是1，下限是0，由于在[0,1]上，x ≥x2，故函数y ＝x2与y ＝x 所围成图形的面积S ＝??0 1(x －x2)dx. 2．(2010·日照模考)a ＝??02xdx ，b ＝??02exdx ，c ＝??02sinxdx ，则a 、b 、c 的大小关系是 ( ) A ．a 《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 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 1.6 微积分基本定理 一、教学目标 知识与技能目标 通过实例，直观了解微积分基本定理的含义，会用牛顿-莱布尼兹公式求简单的定积分 过程与方法 通过实例体会用微积分基本定理求定积分的方法 情感态度与价值观 通过微积分基本定理的学习，体会事物间的相互转化、对立统一的辩证关系，培养学生辩证唯物主义观点，提高理性思维能力。 二、教学重难点 重点 通过探究变速直线运动物体的速度与位移的关系，使学生直观了解微积分基本定理的含义，并能正确运用基本定理计算简单的定积分。 难点 了解微积分基本定理的含义 三、教学过程 1、复习： 定积分的概念及用定义计算 2、引入新课 我们讲过用定积分定义计算定积分,但其计算过程比较复杂，所以不是求定积分的一般方法。我们必须寻求计算定积分的新方法，也是比较一般的方法。 变速直线运动中位置函数与速度函数之间的联系 设一物体沿直线作变速运动，在时刻t 时物体所在位置为S(t),速度为v(t)（()v t o ≥）， 则物体在时间间隔12[,]T T 内经过的路程可用速度函数表示为 21()T T v t dt ?。 另一方面，这段路程还可以通过位置函数S （t ）在12[,]T T 上的增量12()()S T S T -来表达，即 2 1()T T v t dt ?=12()()S T S T - 而()()S t v t '=。 对于一般函数()f x ，设()()F x f x '=，是否也有 ()()()b a f x dx F b F a =-? 若上式成立，我们就找到了用()f x 的原函数（即满足()()F x f x '=）的数值差()()F b F a -来计算()f x 在[,]a b 上的定积分的方法。 注：1：定理 如果函数()F x 是[,]a b 上的连续函数()f x 的任意一个原函数，则 ()()()b a f x dx F b F a =-? 证明：因为()x Φ=()x a f t dt ?与()F x 都是()f x 的原函数，故 ()F x -()x Φ=C （a x b ≤≤） 其中C 为某一常数。 令x a =得()F a -()a Φ=C ，且()a Φ= ()a a f t dt ?=0 即有C=()F a ，故()F x =()x Φ+()F a ∴ ()x Φ=()F x -()F a =()x a f t dt ? 令x b =，有()()()b a f x dx F b F a =-? 此处并不要求学生理解证明的过程 为了方便起见，还常用()|b a F x 表示()()F b F a -，即 ()()|()()b b a a f x dx F x F b F a ==-? 该式称之为微积分基本公式或牛顿—莱布尼兹公式。它指出了求连续函数定积分的一般方法，把求定积分的问题，转化成求原函数的问题，是微分学与积分学之间联系的桥梁。 它不仅揭示了导数和定积分之间的内在联系，同时也提供计算定积分的一种有效方法，为后面的学习奠定了基础。因此它在教材中处于极其重要的地位，起到了承上启下的作用，不仅如此，它甚至给微积分学的发展带来了深远的影响，是微积分学中最重要最辉煌的成果。 例1．计算下列定积分： （1）2 11dx x ?； （2）3211(2)x dx x -?。 解：（1）因为'1(ln )x x =， 所以22111ln |ln 2ln1ln 2dx x x ==-=?。 （2））因为2''211()2,()x x x x ==-， 所以3332211111(2)2x dx xdx dx x x -=-??? 233111122||(91)(1)33x x =+=-+-=。 练习：计算 120x dx ? 解：由于313 x 是2x 的一个原函数，所以根据牛顿—莱布尼兹公式有 120x dx ?=3101|3x =33111033?-?=13 例2．计算下列定积分： 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 阿基米德原理（基础） 【要点梳理】 要点一、浮力的大小【高清课堂：《浮力》三、浮力的方向】探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 （1）实验器材：溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶 （2）实验步骤： ①如图甲所示，用测力计测出金属块的重力； ②如图乙所示，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的示数。同时，用小桶收集物体排开的水； ③如图丙所示，测出小桶和物体排开的水所受的总重力； ④如图丁所示，测量出小桶所受的重力。 ⑤把测量的实验数据记录在下面的表格中： 次数 物体所受 的重力/N 物体在水中时测 力计的读数/N 浮力/N 小桶和排开的水所 受的总重力/N 小桶所受的重力/N 排开水所受的重力/N 1 2 3 … （3）结论：金属块所受的浮力跟它排开的水所受重力相等。 要点二、阿基米德原理 1.内容：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。 2.公式：F G m g gV ρ===浮排排液排 要点诠释： ①“浸在”包含两种情况：一是物体有一部分浸在液体中，此时；二是物体全部没入液 体中，此时 。 ②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”，这里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。力和体积不是同一物理量，不具有可比性；这 里所受的重力，不是物体所受的重力，而是被排开液体所受的重力。 ③由 ，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两个因素有关，而跟 物体本身的体积、密度、形状，与在液体中是否运动，液体的多少等因素无关。 ④阿基米德原理也适用于气体。浸没在气体里的物体受到浮力的大小，等于它排开的气体所受的重力。 即。 【典型例题】 类型一、浮力的大小 1.质量相同的实心铁球、铝球和木块，浸在液体中的情况如图所示，则比较它们受到的浮力（ ） A.铁球受到的浮力最大 B.铝球受到的浮力最大 C.木块受到的浮力最大 D.它们受到的浮力一样大 【思路点拨】已知三球的质量相同，根据公式m V ρ =可知，密度越大体积越小，根据阿基米德原理判断 受到水的浮力大小关系。 【答案】C 【解析】∵m V ρ= ， ∴m V ρ = ， ∵实心铁球、铝球和木块的质量相同，ρρρ>>铝铁木， ∴V V V <<铝铁木， 由图知，三物体浸没水中，木块排开水的体积最大， ∵F gV ρ=浮水排， ∴木块受到水的浮力最大。 【总结升华】本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理的掌握和运用，关键是三物体排开水的体积大小的判断。 举一反三： 【变式1】（2015?武冈市校级模拟）夏天人们游泳时，从岸边走向水深处的过程中，他受到的浮力变化情况是（ ） A ．浮力增大 B ．浮力不变 C ．浮力减小 D ．先增大后减小 阿基米德原理 一、教学分析 （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=G排液，还可推导出F浮=ρ液gV 排液，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 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 【知识点讲解】 1、实验：探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系 2、阿基米德原理 （1）内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于。（2）公式： 浮 F表示浮力，单位为； 液 ρ表示液体密度，单位为； 排 V表示物体排开液体的体积，单位为；①当物体只有一部分浸入液体中时，；②当物体完全浸入液体中时，。 公式变形：求物体排开液体体积：= 排 V ；求液体密度：= 液 ρ 。 （3）适用范围：阿基米德原理不仅适用于各种液体，也适用于各种气体。 【课后作业】 考点一、探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 1、小颖同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧测力计、密度大于水的塑料块、烧杯、小桶等器材进行实验，a、b、c、d是四个步骤的示意图，其中d测量空桶受到的，此实验操作的正确顺序是，由a、b两图中弹簧测力计的读数可求出塑料块受到的浮力为N；被排开液体受到的重力为N；如果关系式成立，就可得到著名的阿基米德原理。 2、在物理实验操作考查中,小华抽测的实验题目是“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； B.将水倒入溢水杯中; 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. 请根据小华的实验过程回答下面问题: (1)指出小华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: ． 考点二、阿基米德原理的理解及应用 1、浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( ) A. 物体的体积和液体的密度 B. 物体的密度和物体浸入液体的深度 C. 物体浸入液体的体积和液体的密度 D. 物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素 2、将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是（ ） A ．矿泉水瓶受到水对它的浮力 B ．浮力的方向竖直向上 C ．排开水的体积越大，受到的浮力越大 D ．浸没后，压入越深，受到的浮力越大 3、如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则( ) A ．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大 B ．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C ．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D ．因素太多，无法判断 4、把两个质量相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（ ） A ．相等 B ．铝球的比铁球大 C ．铝球的比铁球小 D ．浮力都等于重力 5、如图所示，体积相同的A 、B 、C 三个球，则它们所受浮力最大的是( ) A. A 球 B. B 球 C. C 球 D. B 球和C 球 6、甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为3 105? kg/3 m 和3 1010?kg/3 m ，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（ ） A ．甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1 B ．甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2 C ．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9 D ．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12 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 第十章第2节阿基米德原理导学案 一．学习目标 1.通过实验探究，理解阿基米德原理内容。 2.能根据阿基米德原理进行简单的浮力计算。 【学习重点】探究浮力的大小及阿基米德原理的理解及应用。 【学习难点】探究浮力的大小及阿基米德原理的理解及应用。 二．知识回顾 1，浮力：______________________________________。 2.用弹簧测力计测浮力表达式：_________________________。 3.浮力的方向：____________________。 4.物体在液体中的浮力大小与__________________和__________________有关。三．导入新课：1.复习 2.讨论由阿基米德原理的灵感导入新课。 四．自主学习，合作探究: (一）阿基米德原理实验探究 问题1：通过教材图10.2-1的操作，试试看。 当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？ 问题2：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。 猜想：_________________________________________ 实验： 实验设计： 讨论：（1）如何测出浮力？ （2）如何收集物体排开的液体并知道其受到的重力？ 实验器材：弹簧测力计、圆柱形物块、小桶、溢水杯、水 实验步骤：（1）用弹簧测力计在空气中测出圆柱形物块的重力G物； （2）用弹簧测力计在空气中测出小桶的重力G桶； （3）将圆柱形物块浸入盛满水的水杯中，记录弹簧测力计的示数F示； （4）用弹簧测力计测出盛水小桶的总重力G总； （5）计算出圆柱形物块受到水的浮力和排开水的重力，并记录在表格中。（6）换用不同的圆柱形物块，重复以上实验，并做好实验数据记录。 丙丁 二、 知识点归纳 阿基米德原理重要知识点归纳 阿基米德原理：浸在液体里的物体受到的浮力的大小,等于物体排开液体所受的重力 . 数学表达式：F 浮 =ρ液 g V 排 （ F 浮=G 排 ） 影响浮力大小的因素： (1)液体的密度 (2)物体排开液体的体积 探究浮力大小跟那些因素有关的基本结论： (1) 在液体密度和物体排开液体体积相同时,物体所受的浮力与其浸没的深度无关. (2) 在液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大. (3) 在物体排开液体的体积相同时, 液体密度越大,所受的浮力越大. 计算浮力的基本方法： (1) 用漂浮或悬浮条件求浮力: F 浮=G 物 (2) 用浮力产生的原因求浮力: F 浮=F 向上-F 向下 (3) 用弹簧测力计测浮力的方法求浮力:F 浮=G 物-F (4) 用阿基米德原理求浮力:F 浮=ρ 液 g V 排 物体在液体中的浮沉状态 三、典型例题精炼 一、选择题 1．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 2．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) 3．一木块浮在水面上时,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 4．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 5．浮在水面上的一正方体木块,若木块的水上部分是a,水下部分是b,则木块的密度为（） 6．下面有关浮力的说法不正确的是（） A．漂浮的物体受到的浮力的大小等于物体的体积、液体的密度和g的乘积 B．浮力的方向总是竖直向上的 C．正在上浮的物体，在露出水面之前，它所受到的浮力大小不变 D．浸没在液体中的物体，如果浮力小于重力，物体就下沉 二、填空题 1．体积是100 的石块浸没在煤油中，它排开煤油的体积是_ _ ，它排开的煤油重_0.784_N，它受到的浮力是_ _N． 2．如图所示，三个质量相同的物体Ａ、Ｂ、Ｃ放在水中保持静止状态，则它们所受 浮力的大小_ _ __ ，它们排开水的体积__ __ _ ．（填 “＞”、”＝“或“＜”）． 3．将重是2．5Ｎ的物体A放进水中，它有一半体积露出水面，如图甲， 在A上面再放一个体积与A相同的物体B，恰好A、B两物体全部浸 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《_阿基米德原理》教学设计[1]
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