人教版八年級物理（下冊）第十章浮力第2節(jié)阿基米德原理（導學案）【學習目標】1、知道阿基米德原理，會用阿基米德原理公式簡單計算。2、能應用公式和計算簡單的浮力問題。3、經(jīng)歷探究浮力大小跟排開液體所受重力的關(guān)系的實驗過程。4、經(jīng)歷知識的發(fā)現(xiàn)過程，學會從簡單的物理現(xiàn)象中歸納出物理規(guī)律，培養(yǎng)學生觀察、分析、歸納等學習方法和科學的思維觀。【學習重難點】學習重點：阿基米德原理學習難點：探究浮力的大小與被物體排開的液體的重力大小之間的關(guān)系，得出阿基米德原理【學習過程】學習任務一：阿基米德的靈感【想一想】上一節(jié)課中，我們在體驗浮力的時候有這么個小實驗，把裝滿水的燒杯放在盤子里，再把空的飲料罐按入水中，在手感受到浮力的同時，會看到排開的水溢至盤中。【實驗現(xiàn)象】我們發(fā)現(xiàn)，當我們將空飲料罐越往下壓的時候，飲料罐所受的浮力越大，此時排開水的體積越多。這說明，物體排開液體的體積越大，受到的浮力越大。思考：浮力到底與排開的液體有什么關(guān)系？可以怎樣表述浮力的大小？請閱讀教材，小組合作，寫出推理過程。推理過程：物體的體積×密度=物體的質(zhì)量排開液體的體積×排開液體的密度=排開液體的質(zhì)量如果排開的的液體體積越大、液體的密度越大，排開液體的質(zhì)量也就越大。由此我們推想，浮力的大小跟排開液體的質(zhì)量密切相關(guān)，而液體的重力大小跟它的質(zhì)量成正比。【進一步推想】浮力的大小跟排開液體所受的重力也密切相關(guān)。學習任務二：探究：浮力的大小思考：物體所受的浮力大小與它排開液體所受的重力有什么定量關(guān)系呢？【設(shè)計方案】需要解決的兩個問題：①如何測量物體受到的浮力？②如何收集被物體排開的液體，并且測量它的重力？③需要哪些實驗器材？【進行實驗】【分析論證】①計算浮力和排開液體的重力，填入表格中次數(shù)物體的重力/N浸在液體中彈簧測力計的示數(shù)/N浮力/N小桶和排開液體的總重力/N小桶重力/N排開液體的重力/N123②歸納結(jié)論：浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開液體所受的重力。【交流評估】1、在探究過程中如果溢水杯中的水沒有加滿，會造成什么影響？溢出的水偏少，導致測得的排開水的重力偏小2、在測量排開液體的重力時，能否倒出水再測出空桶的重力？為什么？不能，因為會導致測得的排開水的重力偏小【及時反饋1】1、小強利用彈簧測力計、鐵塊、溢水杯等器材按照如圖所示，探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）以上探究步驟中，最合理的操作順序是DBCA（或BDCA）（填字母代號）；（2）鐵塊浸沒于水后受到的浮力F浮為1.4N。測出鐵塊排開水所受的重力G排，可發(fā)現(xiàn)：F浮＝G排（選填“＞”“＝”或“＜”），由此得出阿基米德原理；（3）按最合理的實驗步驟進行操作，下列因素會影響實驗結(jié)果的是A。A.溢水杯內(nèi)未盛滿水B.小桶內(nèi)原來有少量水C.鐵塊未浸沒在水中【解答】解：（1）為了使小桶在接水之后可直接計算水的重力，應先測量空桶的重力，然后再測出鐵塊的重力（或先測鐵塊的重力再測桶的重力）；將鐵塊浸入水中觀察測力計的示數(shù)。最后測排出的水和小桶的總重，求排出的水的重力。因此，合理的順序應為：D、B、C、A（或B、D、C、A）；（2）由題圖可知，步驟B測出了鐵塊的重力G＝3.8N，步驟C測出了鐵塊浸沒在水中時測力計的拉力F拉＝2.4N，則物塊浸在入液體時受到的浮力為F浮＝G﹣F拉＝3.8N﹣2.4N＝1.4N；步驟D測出空桶的重力G桶＝1.2N，步驟A測出了桶和鐵塊排開水的總重力G總＝2.6N，則鐵塊排開水的重力G排＝G總﹣G桶＝2.6N﹣1.2N＝1.4N，由此可知，F(xiàn)浮＝G排，即物體浸在液體中受到的浮力等于物體排開液體的重力；（3）A、若溢杯內(nèi)未盛滿水，則石塊排開的水不能全部排出，則測得排開水的重力會偏小，會影響探究結(jié)果；B、小桶內(nèi)有少量水，鐵塊排開水后，A、D兩步驟的示數(shù)之差仍等于排開水的重力，不影響探究結(jié)果；C、鐵塊未浸沒水中，此時物體受到的浮力變小，排開水的重力也變小，不影響探究結(jié)果。故選A。故答案為：（1）DBCA（或BDCA）；（2）1.4；＝；（3）A。學習任務三：阿基米德原理阿基米德原理1、內(nèi)容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體所受的重力。2、符號表達式：F浮＝G排3、適用范圍：液體和氣體4、對阿基米德原理的理解：（1）區(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入；浸沒時：V排=V物部分浸入時：V排<V物（2）進一步推導阿基米德原理：F浮＝G排＝m排g＝ρ液V排g浮力的大小只與ρ液，V排有關(guān)，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(guān)。【例題1】鐵塊的體積是100cm3，全部浸入水中時，排開水的體積是cm3，排開的水重是N，受到的浮力是N。答案為：10011【例題2】一個體積為300cm3的物體浮在水面上，它的2/3體積露出水面，它受的浮力是多少？（g取10N/kg）解：排開水的體積：鐵球受到的浮力：答：鐵球受到的浮力為1N。【及時反饋2】2、4月12日上午，中央軍委在南海海域隆重舉行海上閱兵，48艘戰(zhàn)艦鐵流澎湃，76架戰(zhàn)機振翅欲飛，10000余名官兵雄姿英發(fā)……中國首艘航母遼寧號（如圖所示）參加了閱兵，遼寧號航母標準排水量55000t，滿載時排水量67500t，吃水深度10.5m，最大航速32節(jié)。求：（g取10N/kg，海水密度取1.0×103kg/m3）（1）航母水下10m深處所受水的壓強；（2）航母滿載時所受水的浮力及排開水的體積。【解答】解：（1）航母水下10m深處受到的水的壓強：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×10m＝1×105Pa；（2）航母滿載時所受水的浮力：F浮＝G排＝m排g＝67500×103kg×10N/kg＝6.75×108N；根據(jù)阿基米德原理可知航母滿載時排開水的體積V排＝＝＝6.75×104m3。答：（1）航母水下10m深處所受水的壓強為1×105Pa；（2）航母滿載時所受水的浮力為6.75×108N，航母滿載時排開水的體積為6.75×104m3。【課堂小結(jié)】【課堂檢測】1．浸在液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開液體的（）A．質(zhì)量 B．體積 C．密度 D．重力【解答】解：根據(jù)阿基米德原理可知，浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體受到的重力。故選：D。2．將重為5牛的物體放入盛滿水的容器中，容器溢出3牛重的水，物體受到的浮力（）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：容器盛滿水，所以物體排開的水與溢出的水相同，其重力為3N，根據(jù)阿基米德原理，浮力就等于它排開的水的重力，因此，物體所受到浮力一定等于3N。故選：C。3．金屬塊重20N，體積為4×10﹣4m3，將它浸沒在盛滿水的水杯中，從杯中溢出的水重為G，此時金屬塊受到的浮力為F，比較F與G的大小可知（）A．G＞F B．G＜F C．G＝F D．無法判斷【解答】解：由阿基米德原理可知，金屬塊受到的浮力F等于其排開水的重力即溢出水的重力G，則F＝G＝20N。故選：C。4．重6N的物體浸沒在裝滿水的杯中，溢出水的重力為5.5N，該物體受到的浮力是（）A．6N B．11.5N C．0.5N D．5.5N【解答】解：物體浸沒在裝滿水的杯中時溢出水的重力，即物體排開的水重：G排＝5.5N，根據(jù)阿基米德原理可知：物體受到的浮力：F浮＝G排＝5.5N；所以，ABC錯誤，D正確。故選：D。5．把質(zhì)量是0.5kg的某物體放入盛水的容器中，若溢出的水重3N，則該物體受到的浮力（）A．一定是3N B．一定是5N C．可能是4N D．可能是2N【解答】解：容器裝滿水時，物體所受浮力：F浮＝G排＝G溢＝3N。但題目中沒有給出裝滿水這個條件，所以，假如沒有裝滿水，則物體所受浮力一定大于3N，但不是3N，可能是4N，也可能是5N，但不一定是5N，綜上分析，選項ABD錯誤，C正確。故選：C。6．在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，小明根據(jù)生活經(jīng)驗，提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想：A.與物體浸入液體中的深度有關(guān)；B.與物體排開液體的體積有關(guān)；C.與液體的密度有關(guān)。（1）請你寫出能夠支持猜想C的一個生活現(xiàn)象：雞蛋在鹽水中漂浮（懸浮），在清水中沉底。（2）進行探究時，實驗步驟和彈簧測力計的示數(shù)如圖1所示。其中序號b中物體P所受浮力大小為1.4N。（3）在圖1中：分析a、c、d三次實驗，可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）；分析a、b、c三次實驗，可知浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；分析a、d、e三次實驗，可知在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力越大（選填“越大”或“越小”）。（4）小明接著又探究了“浸在液體中的物體所受浮力跟它排開液體所受重力的關(guān)系”，過程如圖2所示，其中彈簧測力計的示數(shù)依次是F1、F2、F3、F4。①探究操作的最合理順序是bacd（只填字母），若圖中F1、F2、F3、F4四個力之間的關(guān)系式F1﹣F3＝F4﹣F2成立，就可得出結(jié)論F浮＝G排。②圖2中會影響該探究結(jié)論能否正確得出的是A（只填字母）。A.c中水面未到達溢水杯的溢水口B.c中物體沒有全部浸入在水中【解答】解：（1）雞蛋在鹽水中漂浮（懸浮），在清水中沉底，由此說明浮力大小可能與液體的密度有關(guān)；（2）由圖1中a圖可知物體的重力為4.8N，b圖中物體浸入水中時彈簧測力計的示數(shù)為3.4N，則b圖中物體所受浮力大小為F浮＝G﹣F＝4.8N﹣3.4N＝1.4N；（3）c、d實驗中，液體的密度相同，物體排開液體的體積相同，物體浸沒在液體中的深度不同，結(jié)合a實驗，根據(jù)控制變量法可知，浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；b、c實驗中，液體的密度相同，物體排開液體的體積不同，結(jié)合a實驗，根據(jù)控制變量法可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；d、e實驗中，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，結(jié)合a實驗，根據(jù)控制變量法可知，在物體排開液體的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力越大；（4）①合理的實驗順序是：b、測出空桶所受的重力；a、測出物體所受的重力；c、把物體浸沒在裝滿水溢水杯中，測出物體所受的浮力，收集物體排開的水；d、測出桶和排開的水所受的重力