物理八年級下冊 10.2《阿基米德原理》

1．能復述阿基米德原理并書寫出其數學表達式。

2．能利用公式F_浮=G_排和F_浮=ρ_液gV_排計算簡單的浮力問題。

1．經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的實驗過程，做到會操作、會記錄、會分析、會論證。

2．通過實驗過程，初步進行信息的收集和處理，嘗試從物理實驗中歸納科學規律，解釋簡單物理現象，進行簡單的計算。

1．保持對物理和生活的興趣，增強對物理學的親近感，樂于探究科學奧秘。

2．通過參與實驗活動，體驗科學探究的樂趣，學習科學研究的方法，培養實踐能力以及創新意識。

重點：讓學生經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的實驗過程，概括、歸納出阿基米德原理。

難點：利用公式F_浮=G_排和F_浮=ρ_液gV_排計算簡單的浮力問題。

人教版物理八年級下冊教材、手機、七三課堂APP、小皮球、一盆水

通過上一節的探究我們知道，浸入液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸在液體中的體積和液體的密度有關。那么浮力與這兩個因素之間有怎樣的數量關系呢？

對于液體的密度我們查密度表可以得到，對于物體浸在液體中的體積，我們不容易知道。能不能把它轉化成容易測量的東西呢？

學生思考聆聽。

（1）阿基米德的靈感

讓學生閱讀阿基米德的靈感，兩千多年以前，希臘學者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結果。

一天，他跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？

演示做將小皮球按入水中的實驗，并讓學生感受，進一步體會物體浸入水中的體積跟物體排開水的體積的關系。

因為物體浸在液體中的體積就等于物體排開液體的體積，所以我們就把決定浮力的兩個因素就改成：物體排開液體的體積和液體的密度。

請大家思考：物體排開液體的體積和液體的密度，跟液體的質量有什么關系？跟液體的重力有什么關系？進一步思考浮力和物體排開的液體的重力可能是什么關系呢？

明確實驗要探究的問題就是浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關系。

（2）探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系

探究的問題：浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關系。

學生思考討論并回答：可以用“稱重法”測量浮力。要測量被物體排開的液體的重力，學生能夠想到可以采用不同的方法：

一種方法是讓排開的液體流進小桶，用彈簧測力計測出小桶和液體的總重力，減去空桶的重力就是被物體排開的液體的重力；

另一種方法是讓排開的液體流進量筒中，利用公式m=ρV計算出排開液體的質量，再根據G=mg求出排開液體的重力。

還有一種方法是利用重力可以忽略的塑料袋。讓排開的液體流進塑料袋，用彈簧測力計測出塑料袋中液體的重力，其數值約等于被物體排開的液體所受的重力。

引導學生使用“七三課堂”APP觀看動畫操作，邊看視頻邊講解。

探究浮力大小跟排開液體所受重力的關系

實驗所需的器材：彈簧測力計，鉤碼，盛有液體的燒杯，溢水杯，小桶等。

①用彈簧測力計測出空鉤碼的重力G_物；

②將鉤碼浸沒在水中，記錄此時的彈簧測力計示數，計算鉤碼所受的浮力F；

③用彈簧測力計測出小桶和排開的水所受的重力G₁；

④將小桶中的水全部倒出，用彈簧測力計測出小桶的重力G₂，計算出排開的水所受的重力G₃，發現F=G₃，再換用不同大小的鉤碼，進行多次實驗。、

提出問題：次實驗操作過程存在什么問題

學生討論探究，找出問題

設置正確的實驗過程并進行操作

①用彈簧測力計測出空小桶的重力G_桶；

②用彈簧測力計測出鉤碼的重力G_物；

③將鉤碼浸沒在盛滿水的溢水杯中，記下彈簧測力計的示數F_拉；

④用彈簧測力計測出盛水小桶的總重力G_總；

⑤計算出小石塊受到水的浮力F_浮和排出水的重力G_排。實驗數據記錄在表格中。

師生分析數據，總結歸納出阿基米德原理：

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的液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是F_浮=G_排。

導出式：F_浮=G_排=ρ_液gV_排

結合例題指出利用阿基米德原理解決浮力問題時需要注意以下幾點：

點擊“七三課堂”APP學習界面右側的按鈕，觀看知識要點及注意事項

（3）習題練習

將一勻質鐵球的小球一半浸入液體中，排開水的重力為0.6N，鐵球受到的浮力大小為     ；將鐵球全部浸入水中，受到的浮力為     ，當鐵球下沉時，受到的浮力大小為     （選填變大、變小、不變）。

答案：0.6；1.2；不變

阿基米德原理

1.定義：

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的液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。

2.公式：F_浮=G_排。

導出式：F_浮=G_排=ρ_液gV_排

3. 注意事項：

（1）測量小桶的重力步驟應提前，以免小桶沾水使測量誤差大；

（2）水液面應恰好到達溢水杯的溢水口，使鉤碼排開的水全部流到小桶中；

（3）實驗須換不同質量或改變鉤碼的個數進行多次實驗，防止結論的偶然性。

本節是在綜合應用液體的壓強、壓力、二力平衡等知識的基礎上展開的，由“浮力”和“決定浮力大小的因素”兩部分內容組成。教學的重點是決定浮力大小的因素。

教師要引導學生開展好探究浮力大小跟哪些因素有關的實驗。對浮力產生的原因的研究，需要綜合應用前面學習過的知識來解決新問題，因而對理論分析和推理論證能力要求提高了。

但是，初中生側重于對直觀現象進行具體、形象的思維來獲得知識，因此這個知識點是本節課的難點，要注意實驗的先后順序進行實驗操作。

七三課堂針對這一特點，結合三維模型去引導操作，因此學生能夠更為直觀、具體的理解掌握這一內容。