初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）阿基米德原理一等奖教案

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）阿基米德原理一等奖教案，共13页。教案主要包含了小组分享，提出问题，提出猜想，设计方案，进行实验，分析论证，交流评估，及时反馈1等内容，欢迎下载使用。

课题
10.2 浮力
教材分析
本节内容由“阿基米德的灵感”和“浮力的大小”两部分内容组成。本节内容是学生学习了压强的相关内容后引入的全新的内容，涉及的情况和计算较多，难度较大。本文在上一节探究影响浮力大小的因素的基础上进一步深入，主要探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，实验得出阿基米德原理，本节内容还是学习第三节物体的浮沉条件及应用的基础。
教学目标
物理观念：知道阿基米德原理，会用阿基米德原理公式简单计算。
物理思维：能应用公式和计算简单的浮力问题。
科学探究：经历探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。
科学态度与责任：经历知识的发现过程，学会从简单的物理现象中归纳出物理规律，培养学生观察、分析、归纳等学习方法和科学的思维观。
教学重难点
教学重点：阿基米德原理
教学难点：探究浮力的大小与被物体排开的液体的重力大小之间的关系，得出阿基米德原理
教学方法
实验法、讨论法、讲授法
教学准备
弹簧测力计、条形石块、溢水杯、小塑料袋、细线、水、圆形水槽、桶、盆等、多媒体课件
教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境，导入新课
阿基米德鉴别王冠的故事——两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。
阿基米德是怎么解决这个难题的呢？通过我们今天的学习，大家就能明白了，进入我们的新课——10.3阿基米德原理
合作探究，推进新课
学习任务一：阿基米德的灵感
【过渡】一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
【讲解】阿基米德的故事，给了我们很大的启示。我们知道，物体浸在液体中的体积越大，液体的密度越大，它受到的浮力越大。
现在我们用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中的体积”来陈述这个结论，就是：物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，它受到的浮力越大。
【想一想】上一节课中，我们在体验浮力的时候有这么个小实验， 把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。
【小组分享】我们发现，当我们将空饮料罐越往下压的时候，饮料罐所受的浮力越大，此时排开水的体积越多。这说明，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。
【提出问题】浮力到底与排开的液体有什么关系？可以怎样表述浮力的大小？
请阅读教材，小组合作，写出推理过程。
【提出猜想】浮力的大小跟排开液体的重力有关。
学习任务二：探究：浮力的大小
【过渡】物体所受的浮力大小与它排开液体所受的重力有什么定量关系呢？下面我们通过实验来进行研究。
【设计方案】分组讨论并解决以下问题，初步设计出实验步骤。
需要解决的两个问题：
①如何测量物体受到的浮力？
②如何收集被物体排开的液体，并且测量它的重力？
③需要哪些实验器材？
展示正确的实验步骤和记录表格，学生进行分组实验。
【进行实验】学生进行分组实验，记录数据，教师巡视指导
【分析论证】
①计算浮力和排开液体的重力，填入表格中
次数
物体的重力/N
浸在液体中的拉力/N
浮力/N
小桶和排开液体的总重力/N
小桶重力/N
排开液体的重力/N
1
2
3
②分析数据，得出结论：
浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力。
【交流评估】
1、在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响？
溢出的水偏少，导致测得的排开水的重力偏小
2、在测量排开液体的重力时，能否倒出水再测出空桶的重力？为什么？
不能，因为会导致测得的排开水的重力偏小
【及时反馈1】
1、小强利用弹簧测力计、铁块、溢水杯等器材按照如图所示，探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
（1）以上探究步骤中，最合理的操作顺序是 DBCA（或BDCA） （填字母代号）；
（2）铁块浸没于水后受到的浮力F浮为 1.4 N。测出铁块排开水所受的重力G排，可发现：F浮 ＝ G排（选填“＞”“＝”或“＜”），由此得出阿基米德原理；
（3）按最合理的实验步骤进行操作，下列因素会影响实验结果的是 A 。
A.溢水杯内未盛满水
B.小桶内原来有少量水
C.铁块未浸没在水中
【解答】解：（1）为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力，应先测量空桶的重力，然后再测出铁块的重力（或先测铁块的重力再测桶的重力）；将铁块浸入水中观察测力计的示数。最后测排出的水和小桶的总重，求排出的水的重力。因此，合理的顺序应为：D、B、C、A（或B、D、C、A）；
（2）由题图可知，步骤B测出了铁块的重力G＝3.8N，步骤C测出了铁块浸没在水中时测力计的拉力F拉＝2.4N，则物块浸在入液体时受到的浮力为F浮＝G﹣F拉＝3.8N﹣2.4N＝1.4N；
步骤D测出空桶的重力G桶＝1.2N，步骤A测出了桶和铁块排开水的总重力G总＝2.6N，则铁块排开水的重力G排＝G总﹣G桶＝2.6N﹣1.2N＝1.4N，由此可知，F浮＝G排，即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力；
（3）A、若溢杯内未盛满水，则石块排开的水不能全部排出，则测得排开水的重力会偏小，会影响探究结果；
B、小桶内有少量水，铁块排开水后，A、D两步骤的示数之差仍等于排开水的重力，不影响探究结果；
C、铁块未浸没水中，此时物体受到的浮力变小，排开水的重力也变小，不影响探究结果。故选A。
故答案为：（1）DBCA（或BDCA）；（2）1.4；＝；（3）A。
学习任务三：阿基米德原理
【过渡】刚刚实验的结论，早在两千多年前就已经被发现了，称为阿基米德原理。
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液体所受的重力。
2、符号表达式：F浮＝G排
3、适用范围：液体和气体
【讲解】关于阿基米德原理的理解
1、区分：浸没、浸入、浸在、没入；
浸没时：V排 = V物
2、进一步推导阿基米德原理：F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g
浮力的大小只与ρ液，V排有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
【例题1】铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开水的体积是
cm3，排开的水重是 N，受到的浮力是 N。
答案为：100 1 1
【例题2】 一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多少？（g取10 N/kg）
解：排开水的体积：
铁球受到的浮力：
答：铁球受到的浮力为1N。
【及时反馈2】
2、4月12日上午，中央军委在南海海域隆重举行海上阅兵，48艘战舰铁流澎湃，76架战机振翅欲飞，10000余名官兵雄姿英发……中国首艘航母辽宁号（如图所示）参加了阅兵，辽宁号航母标准排水量55000t，满载时排水量67500t，吃水深度10.5m，最大航速32节。求：（g取10N/kg，海水密度取1.0×103kg/m3）
（1）航母水下10m深处所受水的压强；
（2）航母满载时所受水的浮力及排开水的体积。
【解答】解：（1）航母水下10m深处受到的水的压强：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10m＝1×105Pa；
（2）航母满载时所受水的浮力：F浮＝G排＝m排g＝67500×103kg×10N/kg＝6.75×108N；
根据阿基米德原理可知航母满载时排开水的体积
V排＝＝＝6.75×104m3。
答：（1）航母水下10m深处所受水的压强为1×105Pa；
（2）航母满载时所受水的浮力为6.75×108N，航母满载时排开水的体积为6.75×104m3。
回忆课堂，进行小结
结合板书，进行本节课小结，最后进行课堂检测

学生读故事，并思考。
聆听，思考，知道
“物体排开液体的体积”=“浸在液体中的体积”
回想之前的实验操作，或者有条件的再进行一次操作
进行推理，得出猜想
思考、讨论、设计方案（不会的同学可参考课本“实验”部分内容）
进行分组实验，观察现象，记录数据，归纳出结论。
交流、讨论、发表观点
练习并解析
推导公式
学生听讲
练习并解析
总结归纳本节课所学的知识

激发兴趣，引入课题
让学生顺利过渡到用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中的体积”来陈述这个结论。
进一步体验，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。可视化的学习，让学生更有印象，形象化理解知识。
通过分步讨论，加深学生对知识的理解，培养学生的归纳总结能力。
培养学生实验探究能力及分析数据，归纳得出结论的能力
反思实验，回归原理，锻炼思维
及时反馈，学以致用
知道公式的来龙去脉，记住公式。
学以致用
课堂检测
1．浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体的（ ）
A．质量B．体积C．密度D．重力
【解答】解：根据阿基米德原理可知，浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开液体受到的重力。
故选：D。
2．将重为5牛的物体放入盛满水的容器中，容器溢出3牛重的水，物体受到的浮力（ ）
A．可能等于2牛B．可能等于4牛
C．一定等于3牛D．一定等于5牛
【解答】解：容器盛满水，所以物体排开的水与溢出的水相同，其重力为3N，根据阿基米德原理，浮力就等于它排开的水的重力，因此，物体所受到浮力一定等于3N。
故选：C。
3．金属块重20N，体积为4×10﹣4m3，将它浸没在盛满水的水杯中，从杯中溢出的水重为G，此时金属块受到的浮力为F，比较F与G的大小可知（ ）
A．G＞FB．G＜FC．G＝FD．无法判断
【解答】解：由阿基米德原理可知，金属块受到的浮力F等于其排开水的重力即溢出水的重力G，则F＝G＝20N。
故选：C。
4．重6N的物体浸没在装满水的杯中，溢出水的重力为5.5N，该物体受到的浮力是（ ）
A．6NB．11.5NC．0.5ND．5.5N
【解答】解：物体浸没在装满水的杯中时溢出水的重力，即物体排开的水重：
G排＝5.5N，根据阿基米德原理可知：物体受到的浮力：F浮＝G排＝5.5N；
所以，ABC错误，D正确。
故选：D。
5．把质量是0.5kg的某物体放入盛水的容器中，若溢出的水重3N，则该物体受到的浮力（ ）
A．一定是3NB．一定是5NC．可能是4ND．可能是2N
【解答】解：容器装满水时，物体所受浮力：F浮＝G排＝G溢＝3N。
但题目中没有给出装满水这个条件，所以，假如没有装满水，则物体所受浮力一定大于3N，但不是3N，可能是4N，也可能是5N，但不一定是5N，综上分析，选项ABD错误，C正确。
故选：C。
6．在“探究影响浮力大小的因素”实验中，小明根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：
A.与物体浸入液体中的深度有关；
B.与物体排开液体的体积有关；
C.与液体的密度有关。
（1）请你写出能够支持猜想C的一个生活现象： 鸡蛋在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底 。
（2）进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图1所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为 1.4 N。
（3）在图1中：分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 无关 （选填“有关”或“无关”）；分析 a、b、c 三次实验，可知浮力大小与物体排开液体的体积有关；分析a、d、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力 越大 （选填“越大”或“越小”）。
（4）小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”，过程如图2所示，其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
①探究操作的最合理顺序是 bacd （只填字母），若图中F1、F2、F3、F4四个力之间的关系式 F1﹣F3＝F4﹣F2 成立，就可得出结论F浮＝G排。
②图2中会影响该探究结论能否正确得出的是 A （只填字母）。
A.c中水面未到达溢水杯的溢水口
B.c中物体没有全部浸入在水中
【解答】解：（1）鸡蛋在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底，由此说明浮力大小可能与液体的密度有关；
（2）由图1中a图可知物体的重力为4.8N，b图中物体浸入水中时弹簧测力计的示数为3.4N，则b图中物体所受浮力大小为F浮＝G﹣F＝4.8N﹣3.4N＝1.4N；
（3）c、d实验中，液体的密度相同，物体排开液体的体积相同，物体浸没在液体中的深度不同，结合a实验，根据控制变量法可知，浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；b、c实验中，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，结合a实验，根据控制变量法可知，浮力大小与物体排开液体的体积有关；d、e实验中，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，结合a实验，根据控制变量法可知，在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大；
（4）①合理的实验顺序是：
b、测出空桶所受的重力；
a、测出物体所受的重力；
c、把物体浸没在装满水溢水杯中，测出物体所受的浮力，收集物体排开的水；
d、测出桶和排开的水所受的重力；
故合理的顺序为b、a、c、d；若四个力之间的关系式F1﹣F3＝F4﹣F2成立，就可得出结论F浮＝G排；
②要想测出物体排开的水的重力，溢水杯内水的液面必须到达溢水杯杯口，若达不到，则测得的排开的液体的重力会变小，与物体有没有全部浸入在水中无关，故选A。
故答案为：（1）鸡蛋在盐水中漂浮（悬浮），在清水中沉底；（2）1.4；（3）无关；a、b、c；越大；（4）①bacd；F1﹣F3＝F4﹣F2；②A。
板书设计
10.2 阿基米德原理
一、探究：浮力的大小
1、设计实验：
2、实验结论：浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体所受的重力。
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液体所受的重力。
2、符号表达式：F浮＝G排
3、适用范围：液体和气体
4、关于阿基米德原理的理解
（1）区分：浸没、浸入、浸在、没入；
浸没时：V排 = V物
（2）进一步推导阿基米德原理：F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g
浮力的大小只与ρ液，V排有关，与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
教学反思
本节课采用探究教学方法，使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程，从而更深刻地理解这一原理的内涵，同时有利于学生对科学本质的认识。同时也要注意在教学的各个环节中，有意识地引导学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。