初中物理教科版八年级下册3 科学探究：浮力的大小课堂教学ppt课件

课题：10.3科学探究：浮力的大小

教学目标:

1.知识与技能

（1）了解浮力的大小与什么因素有关。

（2）知道阿基米德原理，会计算浮力的大小

2.过程与方法

（1）经历实验探究，了解浮力的大小与哪些因素有关。

（2）经历实验探究和理性探究，理解阿基米德原理，体验阿基米德原理时运用的科学方法。

3.情感态度与价值观

（1）结合阿基米德的故事和探究活动，激发学生勇于探究科学真理的热情，体验科学探究的乐趣，培养实事求是的科学态度。

（2）初步认识科学技术对社会发展的影响，建立用科学知识的意识。

教学重点：

    推导、理解阿基米德原理。

教学难点：

理解阿基米德原理。

教学器材：

盛有水的水杯、两端带有绷紧程度相同的橡胶膜的玻璃圆筒、体积相同的铁块、铜块、较大的铁块、食盐、小塑料袋

教学互动设计：

一、创设情景，导入新课

阿基米德的故事

2000多年以前，在古希腊著名的城堡叙拉古，曾经发生了一件几乎轰动全城的趣事。一天早上，一个赤身裸体的男子，全身湿淋淋的，奔跑在热闹的叙拉古大街上，他边跑边欣喜若狂地高喊着：“攸勒加！攸（you）勒加！”(“攸勒加”是希腊语，意思是“找到了”)街上的人都以为他是一个疯子呢。

这个男子，就是世界科技史上有显赫地位的古希腊最杰出的科学家——阿基米德。

是什么事情使得阿基米德如此兴奋呢？事情原来是这样的：

叙拉古国王希罗二世，叫工匠做一顶纯金的王冠。这顶王冠工艺精致，重量也与所给的黄金相等，但是国王凭着一些迹象，怀疑工匠在王冠中掺了银子，于是，国王召见了他的顾问——阿基米德，要求他在不损坏王冠的前提下查明真相。

    阿基米德接受任务之后，冥思苦想，吃不香，睡不安，眼看日子一天天地过去，他真要急疯了。

这天阿基米德去浴室洗澡。澡盆里放满了水，他跳了进去，只见水溢出了盆外。这时，他感到身子入水越深，溢出的水越多，身子也感到越轻，直到他整个身子浸入水中，水才不再溢出来。这时，他的想像力被激发了，一个科学家的灵感突然出现了！他终于悟出了一个科学的原理。此刻的阿基米德已经完全进入到科学的王国中去了，完全忘记了自己正在

洗澡，这才发生了他裸体在大街上奔跑的一幕。

千百年来，人们在洗澡时，也许都发现过人进入浴盆时，水会往上升，身子在水里要比在水外轻些的现象，但是，这究竟是什么原因呢？没有人去研究它，或者研究不出名堂来。然而，阿基米德却从洗澡中发现了人类科学史上的一个重大的秘密：重量相等的两种不同质量的物体，由于它们的质地不同（密度不同），它们的体积也是不相同的，它们排开水的体积也一定是不相同的。

于是，阿基米德进行了反复的试验，他把那顶皇冠和重量相等的金子分别放到大小一样、水多少一样的盆中去，结果发现皇冠排出的水多，金子排出的水少。他终于用精确的方法，计算出那顶皇冠中掺进了多少银子。然后，国王抓来工匠一审问，面对这位科学家，他只能从实招供了，这个宫廷悬案终于真相大白。

后来，阿基米德继续做了许多实验，又发现了一些科学原理，他在《论浮体》这部著作中，用生动的语言，阐述了他闹得轰动全城的洗澡时发现的原理：物体在液体中减轻的重量，等于它所排开液体的重量。用这种测定固体在水中的排水量的方法，可以用来测定该固体的比重。同时，它还可以用来测定该物体的密度，即单位体积所具有的质量。阿基米德这一惊人的发现，在工程技术中被广泛地运用。直到今日，在确定比水重的固体物质的密度时，还在使用攸勒加罐。攸勒加罐用锡制成，罐口旁装有一个管子，可让水流出，当罐装满水后，将所测的物体放入罐中，水便溢出来，通过管子流入一个量器中，这样就可以测出水的体积来，然后根据水的体积，来推算出该物体的体积。还可以用所测的数值去除该物体的质量，来计算出该物体的密度。

二、新课讲授，师生互动

（一）浮力的大小与什么因素有关

实验探究：影响浮力的大小的因素

 1．引导猜想：你认为浮力的大小与什么有关系？

学生猜想：“与浸没在液体中的深度有关”、“与物体的形状有关”、“与物体的密度有关”、“与物体的体积有关”、“与物体的质量有关”、“与浸入液体的体积有关”、“与液体的密度有关”等等。

 2．强调控制变量法：

在研究一个物理量与另一个物理量的关系时，我们常常运用“控制变量法”，也就是说我们现在要研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系，那么我们必须控制其他的实验条件相同，我们用同一个物体浸入同一种液体中，那么我们就可以研究浮力与物体浸没在液体中的深度的关系了。

（1）浮力可能与物体的体积有关？

（2）浮力可能与物体的密度有关？

（3）浮力可能与液体的密度有关？

3．实验探究：浮力的大小

4、分析与论证：

比较（1）（2）（3）（4）

浮力的大小与物体的密度无关；

比较（1）（2）（5）（6）

如果在不同的深度，浮力不变，那么意味着什么？也就是浮力不随着深度的变化而变化？

浮力的大小与物体浸入液体中体积有关；

比较（5）（6）（7）

浮力的大小与液体的密度有关。

进行分组探究实验，把上面不同的检验猜想的实验分给不同的小组进行探究。

在探究结束后，总结出以上各个猜想的正误，引导学生自己得出浮力与哪些因素有关。对照课本上的相关部分，看看自己写的和书上的表述哪个更好。

学生自己总结出“浮力的大小与浸入液体的体积和液体的密度有关”。

启发学生明白“浸入液体的体积”就是“排开液体的体积”，“浸入液体的密度”就是“排开液体的密度”，那么我们可以猜想一下浮力的大小是否与排开液体的重力有关。

浮力的大小与物体浸入液体中的体积和液体的密度有关。

　（二）阿基米德原理 

实验探究：浮力的大小与排开液体的关系

既然浮力与浸在液体中的体积有关，而与什么物体无关，那么把物体外形及体积和原物体相同的一塑料袋的水，会有什么结论呢？

1、实验探究：水对物体的浮力

如图10-3-4，用弹簧测力计吊起一只装满水的小气球（气球内不留空气），

观察弹簧测力计示数。然后把这袋水中间浸入水中，弹簧测力计的示数怎

样变化？这袋水完全浸入水中时受到的浮力是多少？你从这个实验中得到

了什么启示？

     观察实验，学生解释为什么弹簧测力计示数为 0 。

实验记录：G水=1N，F浮=1N。

F浮=1N= G水

浮力等于袋中水的重力。

分析推理：

在图10-3-5中，把气球中的水看做是从整杯水中隔出

的一块水。

这块水静止时，根据二力平衡条件，袋中水受到的浮力

等于袋中水受到的重力。

如果把袋中的水换成相同体积的固体，根据图10-3-5的

实验结论，水对这块固体的作用和对袋中水的作用是一样

的，这个作用就是浮力，等于袋中水所受的重力，即等于

固体排开水所受的重力。

2、实验探究：浮力大小与排开液体的关系。

用弹簧测力计、小石块、溢水杯（攸勒加）、小桶来探究阿基米德原理。

步骤：

    （1）先测出小桶在空气中的重力 G1

（2）再测量出小石块在空气中的重力 G2

 （3）将溢水杯的水正好接到刚好要溢出的位置，然后将小桶放在溢水杯的溢水口处；

    （4）将弹簧测力计挂着的小石块浸入水中，同时它排开的水通过溢水口进入小桶，这时读出弹簧测力计的读数 G3

（5） 然后用弹簧测力计测出这个时候盛水的小桶的重力G4

 实验记录表格见“备注”；

 引导学生得出结论：让他们分析数据，从数据中得出结论，写出自己的阿基米德原理，并与书上的对照，看有什么不同，比较哪个写得更好。

 学生自己比较实验数据结果，得出结论，写出自己的阿基米德陈述，与书上内容对照。

小结：同学们，你们和阿基米德一样经历了浮力探究的过程，如果你生活在 2000 多年以前，你就是阿基米德了。阿基米德是在他洗澡的时候得到灵感的，我们也要学会在生活当中去发现问题，并运用自己学过的知识去解释和探究这些问题。

阿基米德原理：浸在液体中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。

F浮=G排 。

无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力都等于其排开的水受到的重力。

物体在气体中也受浮力，氢气球脱手后会上升，就是因为受到空气对它的浮力。阿基米德原理也适用于气体。

讨论交流   死海之谜

在死海中，海水的密度高达1.18×103kg/m3。人们可以很轻松地在海面仰卧，甚至还可以看书呢！

你知道其中的原因吗？提出你的解释，和同学们交流。

在死海中，海水的密度高达1.18×103kg/m3。人体的密度约为1.0×103kg/m3。漂浮在海面上时，受平衡力作用，重力与浮力大小相等，浮力的大小与排开液体的重力相等，当液体的密度大于人体密度时，排开海水的体积小于人体自身体积。故躺在海面看书。

例题：边长为3cm,密度为2×103kg/m3立方体橡皮泥块，浸没在水中，受到的浮力是多少？如果把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，小船所受到的浮力是多少？（g=10N/kg）

     解：如果橡皮泥块浸没在水中，排开水的体积V排=V物=(0.03 m)3=2.7×10-5m3。

排开水的质量

m排=ρ水V排=1×103kg/m3×2.7×10-5m3

=2.7×10-2kg。

排开水的受到的重力

G排=m排g=2.7×10-2kg×10N/kg=0.27N 。

根据阿基米德原理F浮=G排=0.27N 。

小船在水面漂浮时，处于平衡状态

F浮=G物=m物g=ρ物V物 g

=2×103kg/m3×2.7×10-5m3×10N /kg

=0.54N。

橡皮泥小船比橡皮泥立方体能排开更多的水。采用“空心”的办法能增大可供利用的浮力，人们利用密度大于水的钢铁制造了轮船。

三、板书设计，整体提升

四、大海扬帆，尝试远航

1. 下列说法正确的是                （      ）

A.浮力的大小与液体的密度有关 

B.浮力的大小与物体的密度有关

C.物体的大小与液体的深度有关        

D.浮力的大小与物体的体积有关

2. 下列说法错误的是                 （       ）

A.物体浸在液体中体积就是物体排开液体的体积                 

B.浮力的大小与物体的体积和液体的密度有关

C.浮力的大小与物体排开液体的体积有关      

D.浮力的大小与物体排开液体的质量有关

3. 下列说法正确的是                  （       ）

A.浮力的大小等于物体的重力                

B.浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力

C.石块在水中下沉所受浮力小于排开水受到的重力     

D.木块浮在水面所受浮力大于排开水受到的重力

4. “青岛号”导弹驱逐舰的排水量为4800t,它受到的浮力约为 （   ）

A. 4800N

B. 4.8×105N

C. 4.8×106N

D. 4.8×107N

5. 一个体积不变载人氢气球，下列说法正确的是 

（      ）

A.在上升过程中，浮力的大小不变

B.在上升过程中，浮力的大小逐渐增大

C.在上升过程中，浮力的大小逐渐减小

D.浮力等于自身重力时，静止在空中

参考答案：1.A；2.B；3.B；4.D；5.C 。

五、作业

1.P65T1。

2.家庭作业：P65T2。

P65家庭实验室    探究阿基米德原理

教学反馈

浮力的问题是学生熟悉和感兴趣的知识，但在日常生活中积累了一些片面的或错误的概念。我们的意图是在学生原有的前概念的基础上建立浮力的概念，让学生们都熟悉“漂浮物体和浸没在液体中的物体都受到浮力”；“浮力的大小与什么有关”让学生大胆猜测，引导学生用控制变量法来进行探究实验，让他们以科学的探究方式来解决问题，阿基米德原理则用了一个巧妙的例子得出，训练了学生的思维。在整个过程中设立了一道道的关卡，引导学生去解决问题，通过引导，他们会觉得是他们自己解决的问题。