初中物理人教版八年级下册10.2 阿基米德原理获奖ppt课件

第2节  阿基米德原理（导学案）

【学习目标】

1.  经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、会分析、会论证。

2.  能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。

3.  能应用公式F浮=G排和F浮= ρ液gV排计算简单的浮力问题。

【学习重点】

经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，概括、归纳出阿基米德原理。

【学习难点】

用阿基米德原理解答和计算有关浮力的问题。

【自主预习】

阅读教材，完成以下问题：

1. 两千多年以前，阿基米德发现：物体浸在液体的体积就是          的体积.

2. 物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，则排开的液体的        就越大，因此，浮力的大小可能跟排开液体的         有关，而液体的      跟它的质量成正比，因此，浮力的大小可能跟排开液体的          密切相关.

3. 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        ，这就是著名的阿基米德原理，用公式表示就是F浮=G排，进一步推导可得出F浮=            。阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于           。

【合作探究】

探究一、阿基米德的灵感

阿基米德洗澡时突然想到：物体浸在液体中的体积就是       的体积。由此，我们在第一节探究出的实验结论可以表述为：        越大，液体的密度越大，它所受的浮力就越大。

【做一做】体验物体排开液体的体积越大，所受的浮力就越大（课本53页“想想做做”）

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。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？                         

实验分析：实验发现将易拉罐压入水桶的过程中，易拉罐所受的浮力越来越大，排开的水越来越多。说明物体排开水的体积越大，所受浮力也越      。说明浮力的大小和       有关系。

推理：由于物体的体积与密度的乘积等于质量，物体的体积越大、密度越大，其      越大。如果液体的      越大、排开液体的      越大，溢出在盘中液体的       也就越大。由此，我们猜想，浮力的大小跟              有关，而液体的重力大小跟它的质量成正比，因此，可以进一步推想，浮力的大小跟排开液体的      也密切相关。

猜想与假设：浮力的大小跟物体排开液体所受          有关。

探究二：浮力的大小

实验：探究浮力大小与物体排开液体的重力的关系

1. 探究“浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系”

【设计实验】

①怎样测量物体受到的浮力？

使用弹簧测力计进行测量（称重法）：先测出物体所受的重力G，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F，则F 浮=            。

②怎样测量排开液体所受的重力？

物体排开液体所受的重力可以用          和弹簧测力计测出（溢水法）：溢水杯中盛满液体，再把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体         的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的         。

③实验器材：弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、圆柱体等。

【进行实验】

①如图甲、乙所示，用测力计测出物体所受         G（F1）和      重力G桶（F2），记录测力计示数。

②把物块浸入装满水的溢水杯中，同时用小桶收集物块所          的水，读出弹簧测力计的示数F3（如图丙所示）。

③如图丁所示，测出小桶和排开水的总重力G总（F4），记录测力计示数。

【分析论证】

①计算浮力F浮和排开水的重力G排.

②分析实验数据可知：F浮        G排。

实验结论：浸在液体中的物体受到浮力的大小          它排开的液体所受重力的大小。

上述结论早在两千多年前就已经被发现，称为阿基米德原理。

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，浮力的大小等于它          所受的重力。

②数学表达式：F浮=G排，导出式：F浮=G排=m排g=             .

ρ液表示液体的密度，单位：              （kg/m3 ） 

V排表示排开液体的体积，单位：        （m3）

g表示9.8牛/千克（N/kg）

F浮表示物体受到的浮力，单位：           （N）

③对阿基米德原理的理解：

（a）该定律适用范围：液体和气体.

（b）物体“浸在液体里”有两种情况：一是“全部浸入（即浸没）”，此时V排       V浸     V物）；二是“部分浸入”，此时V排        V浸       V物。

（c）阿基米德原理表明：浮力大小只和                、            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漂浮、悬浮、沉在水底还是运动等因素        。

【例题1】有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？g取10N/kg，铁的密度。

【例题2】下列A、B、C、D四幅图是“探究物体所受浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验情景。请根据图示完成下面的填空。

①实验中所用圆柱体的重力为______N。

②在情景图B中存在的错误是______________。

③纠正错误后，继续实验，在情景图C中圆柱体受到的浮力F浮= ______N。

④圆柱体排开的水所受的重力G排=_____N。

 ⑤实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力_______（选填“＜”、“＞”或“=”）物体排开的水所受到的重力。

⑥若不纠正情景图B中的错误，直接进行接下来的实验，则所测物体浸没时所受的浮力 _______，所测物体排开水的重力_______。（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

【精讲点拨】

1．关于物体“排开液体的体积V排”和物体的体积为V物的关系：

它们在数值上不一定相等，当物体浸没在液体里时，V排＝V物 ，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。在同种液体中，根据F液＝ρ液gV排，物体受到的浮力跟它排开液体的体积成正比。由此看出浮力的大小跟物体的体积无关，物体的体积再大，浸在液体里的体积很小，它也不会受到多大的浮力。

2. 阿基米德原理是通过探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验，概括、归纳出的，要认识建立该原理的过程。

3.阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力大小等于物体所排开的液体所受到的重力，即F浮=G排；浮力方向是竖直向上的；作用点在物体上。

【归纳整理】

【课堂练习】

1．沉船打捞人员完成水下打捞任务后，在不断上升且未出水面的过程中，下列说法正确的是　（      ）　

A．所受浮力变大，压强变大     B．所受浮力变大，压强变小 

C．所受浮力不变，压强变小         D．所受浮力不变，压强不变

2. 如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是（       ）

A．密度和浮力都不变                B．密度和浮力都变大

C．密度变小，浮力不变            D．密度变小，浮力变大

3．将质量为0.5kg 的物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2kg的水，则此物体受到的浮力是（g取10 N/kg） （     ）

A.  5 N             B. 2 N             C.  0.5 N          D. 0.2 N

4. 体积是100cm3的实心小球放入水中，静止后有1/4体积露出水面。求该小球受到的浮力。（g=10N/kg）

5. 有一物块的体积为0.3×10-3m3，用弹簧测力计测出此物块的重力为G=4N，如图甲所示，然后将物块浸没在水中，如图乙所示，g取10N/kg。求：

①该物块浸没在水中时受到的浮力大小；

②物块浸没在水中时弹簧测力计的示数。                      

6.  如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验，实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是（      ）

A．F浮=F2-F1         B．F浮=F4-F3          C．F浮=F2-F3          D．F浮=F2-F4

7．图所示的实验过程，可验证__________原理。其中“步骤B”的目的是：测出_________。若图中弹簧测力计的四个示数值F1、F2、F3、F4满足关系式_______时，则可以验证该原理。

8. 小明在验证“阿基米德原理”实验中:

（1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为：F1、F2、F3、F4，由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮=_____，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排=_______（用此题中所给字母表示）；

（2）小明预期要获得的结论是：_______（用此题中所给字母表示）；

（3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是_______（写出一条即可）；

（4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正，进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”，正确的观点是_______（选填“能”或“不能”）验证；

（5）他又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上，如图乙所示，其示数为m1，将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m2_______m1（选填“>”、“=”或“<”）。

9. 如图所示，弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质量为0.4kg（g取10N/kg）。求：

（1）物块受到的浮力；

（2）弹簧测力计的示数；

（3）物体的密度。

【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？