八年级物理下册《阿基米德原理》导学案

阿基米德原理
【学习目标】
1．理解阿基米德原理，并能利用阿基米德原理进行相关计算。

2．能利用阿基米德原理来解释生活中的相关现象。

3．经历探究阿基米德原理的过程，发展自己提出问题、发现问题、设计实验、总结结论的能力。

4．体会用物理知识解释生活中的相关现象与问题的乐趣。

【学习重、难点】
重点：阿基米德原理。

难点：（1）探索阿基米德原理的实验设计及操作过程。

（2）对阿基米德原理的理解。

【课前准备】
1．复习
（1）浮力产生的原因是__________对浸在其中的物体向上的和向下的__________，用公式表示为F浮=______________。

（2）影响浮力大小的因素有：______________、______________。

2．预习
（1）浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于_________________，这就是著名的阿基米德原理，它适用于_______和_______。

（2）阿基米德原理的数学表达式F浮=________=________= ________。

【课堂活动】
（一）知识内容
浮力的大小与排开液体所受的重力的关系
1．发现问题、提出问题
视频《浮力与排开液体的体积关系》中，物体排开液体的体积越大，溢到盘中的水量越多，弹簧测力计的示数越小，说明铁块受的浮力就越大。

铁块受到的浮力与铁块排开的水有什么关系？我们可以怎样表述浮力的大小？
2．提出猜想与假设
铁块排开的水越多，排开的水的质量越大，重力也越大，浮力越大。

根据公式ρ液V液=m液和G液=m液g，浮力的大小可能与排开液体的重力有关。

3．设计实验
（1）测量物体所受浮力的方法：_______________________________________________ _____________________________________________________________________________。

（2）测量排开的液体的重力的方法：____________________________________________ _____________________________________________________________________________。

4．进行实验并记录数据
实验步骤：
（1）簧测力计测出石块受到的重力G石；
（2）把石块缓慢地部分浸入盛满水的溢水杯中，读出此时弹簧测力计的示数F1，同时，用小桶收集石块排开的水；
（3）用弹簧测力计测出小桶和石块排开的水的总重力G桶和水；
（4）用弹簧测力计测出空的小桶的重力G桶。

（5）多次改变石块浸入水中的体积，重复上述实验步骤。

把测量的实验数据记录在表格中。

5．得出结论
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于__________________。

用公式表示就是____________。

阿基米德原理
1．阿基米德原理的表述为___________________________________________。

2．阿基米德原理的数学表达式为F浮=________=________= ________，其中 液为______，V排为_________。

3．讨论
（1）阿基米德原理适用于______和______。

（2）公式表明浮力的大小只与______和______有关，与物体的形状、物体的密度，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。

（3）在阿基米德原理中，“浸在”包含了两个意思，一个是全部浸入，V排=V浸=V物；另一个是部分浸入，V排=V浸<V物。

不论物体是浸没还是部分浸入液体里，都受到______。

对于同一物体、同种液体而言，浸没时受到的浮力_____，部分浸入时受到的浮力_____，而且浸入的体积越小，所受的浮力______。

（二）典型例题
例1．如图所示，A 、B 两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？
【解析】物体A 和物体B 浸在同一种液体中，物体B 排开的液体体积大于物体A 排开的液体体积，根据公式F 浮= G 排= m 排g=ρ液 gV 排可知F 浮A < F 浮B 。

例2．如图所示，A 、B 两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？ (ρ水＞ ρ酒精)
【解析】物体A 和物体B 排开的液体的体积相同，由于水的密度大于酒精的密度，根据公式F 浮= G 排= m 排g= ρ液 gV 排可知F 浮A > F 浮B 。

例3．如图所示，体积相同，密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则( )
A ．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大
B ．铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大
C ．铅球、铁球、铝球受的浮力一样大
D ．因素太多，无法判断
【解析】铁球、铝球、铅球排开的水的体积相同，都浸没在水中，根据公式F 浮= G 排= m
排
g= ρ液 gV 排 可以得出它们受到的浮力相等。

浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。

例4．在空气中用弹簧测力计测得某石块重5 N ；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数
为2 N ，求该石块的密度（取g =10 N/kg ）。

【解析】石块浸没在水中时，它的体积等于被它排开的水的体积，即V 石=V 排。

浮力F 浮=G -F =5N-2N=3N 石块的体积
43
33
3N =
310m 10N /kg 110kg /m F V V g ρ-===⨯⨯⨯浮石排水
石块的密度
33
43
m 5N 1.3310kg /m g 10N /kg 310m G V V ρ-=
===⨯⨯⨯石石石
本题为我们提供了一种测量密度大于水的固体物质的密度的方法。

例5．一个重0.25 N 的蜡块挂在弹簧测力计上，将它浸在盛满水的溢水杯中，静止时物块漂浮在水面上，则此时弹簧测力计的示数为___N ，蜡块受到的浮力是___N,溢出水的重力是____N 。

【解析】该物块静止时处于漂浮状态，只受重力和浮力，二力平衡，所以浮力等于重力。

拉力为零，弹簧测力计的示数为0，根据阿基米德原理F 浮=G 排，可知溢出的水重0.25 N 。

【课堂小结】
【课堂检测】
1．在海水中游泳的人要上岸，从深水处向浅水处行走的过程中（ ） A ．人受到的重力逐渐变小 B ．人受到的重力逐渐变大 C ．人所受浮力逐渐变小 D ．人所受浮力逐渐变大
2．有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。

如图所示，“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接。

正常游泳时，连接线是松驰的，气囊漂浮着，跟人如影相随。

在体力不支等情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下（ ）
A ．人的重力减小了
B ．人所受的重力方向改变了
C ．气囊排开水的体积变小了
D ．气囊受到的浮力变大了
3．在烟盒内取一片包装纸，用火烧去纸皮，便得到一片铝箔，将它做成中空的碗状，可以漂浮在盛有水的桶中。

如果将这片铝箔揉成团，它会沉入水底。

那么（ ）
A ．铝箔漂浮时受到的重力比它沉底时受到的重力小
B ．铝箔漂浮时受到的浮力比它沉底时受到的浮力大
C ．铝箔沉底时受到的浮力等于它的重力
D．铝箔沉底时排开水的体积与它漂浮时排开水的体积相等
4．一木块浮在煤油中,露出体积的1/4,当它浮在另一种液体中时,露出体积的1/2,则木块在这两种液体中受到的浮力之比和煤油与这种液体密度之比分别是（）A．1∶1,1∶2 B．1∶1,2∶3 C．1∶3,1∶2 D．3∶1,3∶2
5．如图所示，当弹簧测力计吊着圆柱体，从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中。

以下能表示圆柱体所受浮力F浮与浸入水中深度h关系的图象是（）
A B
C D
6．如图甲所示，一金属圆柱体挂在弹簧测力计下，缓慢地使金属圆柱体进入水中（水足够深）。

在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处深度h和弹簧测力计相应的示数F。

图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图象（g取10 N/kg）。

由图象可知（）
A．该金属圆柱体的高度是12 cm
B．该金属圆柱体的横截面积是60 cm2
C．该金属圆柱体的体积是2×10-4 m3 D．该金属圆柱体的密度是4×103 kg/m3
参考答案
1．C
2．D
3．B
4．B
5．D
6．B。