第2節阿基米德原理教學目標【知識與技能】1．通過實驗探究知道影響浮力大小的因素．2．理解阿基米德原理，會用阿基米德原理計算浮力大?。具^程與方法】1．經歷科學探究浮力大小的過程，培養探究意識，提高科學探究能力．2．培養學生的觀察、分析、概括能力，發展學生處理信息的能力．3．經歷探究阿基米德原理的實驗過程，進一步練習使用彈簧測力計測浮力．【情感、態度與價值觀】1．通過實驗探究，培養學生尊重科學、實事求是的科學態度．2．在解決問題的過程中，有克服困難的信心和決心，能體驗戰勝困難、解決物理問題時的喜悅．3．通過運用阿基米德原理解決實際問題，意識到物理與生活的密切聯系．重點難點【重點】1．知道浮力的大小與哪些因素有關．2．阿基米德原理的實驗探究及其應用．【難點】實驗探究浮力與排開液體重力的關系，正確理解阿基米德原理的內容．教學過程知識點一浮力的大小與哪些因素有關【自主學習】閱讀課本P172－173，完成以下問題：物體在液體中所受的浮力大小不僅與液體的密度有關，還與物體排開液體的體積有關，而與浸沒在液體中的深度無關．【合作探究】探究一浮力的大小與哪些因素有關1．實驗目的：探究影響浮力大小的因素.2．實驗猜想(1)猜想一：液體對物體產生浮力，浮力的大小可能與液體的密度有關，故猜想浮力可能與液體的密度有關.(2)猜想二：浮力是在液體中產生的，不同深度，液體壓強不同，浮力也可能不同，故猜想浮力可能與物體浸入液體中的深度有關.3．實驗器材：相同的試管(口徑比雞蛋大點)、相同的燒杯各兩個，雞蛋，彈簧測力計，圓柱形鐵塊，小石塊，清水，鹽，細線等.4．實驗方法：控制變量法.5．設計并進行實驗(1)設計實驗驗證猜想一：浮力的大小可能與液體的密度有關．如圖所示，把雞蛋放入清水中，然后逐漸加鹽，改變液體的密度，直至雞蛋上浮至液面．此實驗證明了第一個猜想．結論：浮力的大小跟液體的密度有關．(2)設計實驗驗證猜想二：浮力的大小可能與物體浸沒在液體的深度有關．實驗一結論：浮力的大小跟物體排開液體的體積有關.實驗二甲乙在如圖乙所示的實驗中，同一物體完全浸沒液體中時，改變物體在液體中的深度，觀察彈簧測力計示數的變化．結論：浮力的大小跟物體浸沒在液體中的深度無關．6．整理實驗器材．7．分析與論證：物體在液體中所受的浮力大小不僅與液體的密度有關，還與物體排開液體的體積有關，而與浸沒在液體中的深度無關．浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大.【教師點撥】注意：物體浸沒在液體中的深度改變時，上、下表面的壓力差不變，浮力不變.【跟進訓練】1．繩子的下端系著一個鐵塊，當鐵塊浸沒在水中后剪斷繩子，鐵塊下沉的過程中它受到的浮力將(C)A．逐漸變大 B．逐漸變小C．保持不變 D．變為零2．將一個體育測試用的實心球和一個乒乓球同時沒入水中．放手后發現：實心球沉入水底，而乒乓球浮出水面，如圖所示，比較實心球和乒乓球沒入水中時受到的浮力大小．則(A)A．實心球受到的浮力大 B．它們受到的浮力一樣大C．乒乓球受到的浮力大 D．不能確定知識點二阿基米德原理【自主學習】閱讀課本P173－175，完成以下問題：浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開的液體所受重力的大?。霉奖硎揪褪荈浮＝G排.這就是阿基米德原理．【合作探究】演示阿基米德的故事給我們的啟發1．阿基米德的故事，給了我們很大的啟示．我們知道，物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，它受到的浮力就越大．現在我們用“物體排開液體的體積”取代“浸在液體中物體的體積”來陳述這個結論，就是：物體排開液體的體積越大、液體的密度越大，它所受的浮力就越大.2．想想做做如圖所示，將易拉罐按入裝滿水的燒杯中，感受浮力與排開的液體的關系．3．物體的體積與密度的乘積等于物體的質量．浮力大小跟它排開的液體的體積和液體的密度有關．排開的液體中的體積越大、液體的密度越大，排開的液體的質量也越大，而液體的重力大小跟它的質量成正比．因此，我們可以猜想：浮力的大小跟排開液體的重力有關.探究二浮力的大小跟排開液體所受重力的關系1．實驗目的：探究浮力與物體排開液體重力的定量關系.2．實驗方法：排液法.3．實驗器材：彈簧測力計，溢水杯，空杯子，石塊，水，細線等.4．進行實驗(1)如圖甲所示，先用彈簧測力計分別測出石塊和空杯所受的重力．(2)如圖乙所示，把石塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中，用空杯接從溢水杯里被石塊排開的水，讀出此時彈簧測力計的示數．(3)如圖丙所示，用彈簧測力計測出接了水后杯子和水的總重力．(4)測量數據填入實驗數據表格：次數123石塊的重力G石/N石塊在水中測力計示數F/N浮力F浮/N杯、水的總重G總/N空杯重G杯/N排開水所受的重力G排/N注意：用不同物體、不同液體多做幾次實驗.5．整理實驗器材．6．分析數據得出結論：浮力的大小等于物體排開液體所受重力的大小.知識拓展對阿基米德原理的進一步理解1．關于阿基米德原理的討論．(1)物理公式：F?。紾排＝m排g＝ρ液gV排.G排是指物體排開液體所受的重力；ρ液是指液體的密度；V排是指物體排開的液體的體積.(2)公式F?。溅岩篻V排表明，浮力大小只和ρ液、V排有關，浮力大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運動等因素無關.2．對阿基米德原理的理解(1)如圖所示，物體“浸在液體里”包括“全部浸入(即浸沒)”和“部分浸入”兩種情況．不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力．對于同一物體而言，浸沒時受到的浮力大，部分浸入時受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小.(2)浸沒時：V排＝V浸＝V物，此時物體所受的浮力等于排開液體的重力，即F浮＝G液＝ρ液gV排＝ρ液gV浸＝ρ液gV物．部分浸入時：V排＝V浸<V物，F?。溅岩篻V排＝ρ液gV浸<ρ液gV物．(3)同一物體浸沒在不同的液體中時，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同.根據公式F?。溅岩篻V排，浸沒時，V排＝V物，當ρ液不同時，浮力也隨之變化．例題一個體積為300cm3的物體浮在水面上，它的eq\f(2,3)體積露出水面，它受的浮力是多少？(g取10N/kg)解答根據阿基米德原理知F?。紾排液＝ρ液gV排．據題意V排＝eq\f(1,3)V，F?。溅岩篻V排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10－4m3＝1N.【教師點撥】1．用同一個物體進行實驗時，多測量幾次的目的是減小誤差.2．本實驗要更換物體或液體，進行多次測量，目的是使實驗結論更具有普遍性.3．若溢水杯沒有裝滿水，會導致排到小桶內的水的質量小于物體排開的水的質量，最終得到物體受到的浮力大于溢出的水所受的重力的錯誤結論．4．物體的體積與排開液體的體積是不同的．當物體浸沒在液體中時，物體的體積等于它排開的液體的體積；當物體沒有浸沒時，物體的體積大于它排開的液體的體積．5．阿基米德原理的公式適用于求液體和氣體中物體所受浮力的情況．【跟進訓練】1．如圖所示，懸吊的實心金屬球緩慢浸沒于傾斜的盛滿水的大燒杯中，最終沉到底部，則從大燒杯溢出流入小燒杯中的水和此金屬球的關系是(C)A．兩者體積相等，小燒杯中水的質量較小B．兩者體積相等，小燒杯中水的質量較大C．金屬球受到的浮力等于小燒杯中水的重力D．金屬球受到的浮力大于小燒杯中水的重力2．某實驗小組在探究“浮力大小跟排開液體所受重力的關系”時，做了如圖所示的四次測量，彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3和F4，則(B)A．F浮＝F1－F2 B．F?。紽4－F1C．F?。紽2－F3 D．F浮＝F2－F43．鐵塊的體積是100cm3，全部浸入水中時，排開水的體積是100cm3，排開的水重是1N，受到的浮力是1N．如果將它全部浸入酒精中，受到的浮力是1N．(g取10N/kg)4．在空氣中用彈簧測力計測得某石塊重5N；浸沒在水中稱量，彈簧測力計的示數為2N，求該石塊的密度．(g取10N/kg)解：浮力F?。紾－F＝5N－2N＝3N，石塊的體積V石＝V排＝eq\f(F浮,ρ水g)＝eq\f(3N,1×103kg/m3×10N/kg)＝3×10－4m3，石塊的密度ρ石＝eq\f(m,V石)＝eq\f(G,gV石)＝eq\f(5N,10N/kg×3×10－4m3