初中科学华师大版八年级上册第3章 浮力3 阿基米德原理教案设计

第三节 阿基米德原理（第1课时）

一、              教学目标

1．  理解浸在液体里的物体会排开一定体积的液体。浸没有液体里的物体所排开液体的体积等于该物体的体积。

2．  理解随着物体浸入部分体积的增大，它受到的浮力也增大。

3．  理解浸在液体里的物体受到浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。

4．  通过了解阿基米德原理的发现事实领悟科学精神。

二、              教学器材准备

大量筒、小烧杯、弹簧秤、金属块、细线、水（分组实验）

三、              教学重点难点

重点：阿基米德定律，浮力的大小与液体密度和排开液体的体积有关。

难点：探究浮力的大小与哪些因素有关。

四、              教学过程

1、  创设情境，导入新课

[思考]1、将大小不同的空塑料瓶浸没在水中，哪一个需要更大的力气？说明什么问题？

[解]大塑料瓶按入水中需要更大的力气，说明同一液体中排开液体的体积越大，浮力越大。

[思考]2、将同一只空塑料瓶按入酒精、盐水和清水中，直至浸没，所用的力是否相同？

[解]不同，说明不同的液体中，排开液体体积相同，浮力不同。

[讨论]物体所受的浮力大小可能与哪些因素有关？

[合作交流，探究新知]

一、              探究浮力的大小

1、  目的：探究浮力大小与物体排开水所受重力的关系。

2、  步骤

（1）       在量筒中放入大半量筒水，读出量筒内水面位置的刻度。

（2）       把系有细线的金属块挂在弹簧测力计的挂钩上，读出弹簧测力计的读数。

（3）       把挂在弹簧测力计下的金属块浸没在盛有水的量筒里，再次测出弹簧测力计的读数。将此读数与步骤2测得的读数相减，算出金属块所受浮力的大小。

（4）       读出量筒内水面位置升高后的刻度，与金属块未浸入时的刻度相比，计算出金属块排开水的体积取出金属块。

（5）       用量筒将被金属块排开的等量的水倒入小烧杯中，并用弹簧测力计设法测量出这部分水所受的重力。

3、  设计数据记录的表格。

4、  分析数据得出结论：

 F浮=   F1—F2 = G排水

即浮力的大小等于排开水所受到的重力。

5、  用酒精和盐水代替水做上述实验，能发现：

 F浮 = G排酒精           F浮 =G排盐水

即放入酒精中的物体所受浮力大小等于________________，放入盐水中的物体所受浮力大小等于________________________________。

[结论]浸入液体中的物体受到_____________的浮力，浮力的大小等于______________________________________________.这个结论由希腊学者阿基米德得出。此结论也适用于气体的情况。

[讨论]1、浸在液体里的物体所受到浮力的大小与什么因素有关？

与液体的密度有关，与排开液体的体积有关。

[讨论]2、有一金属块，如果先后浸没在水中2cm深处和4cm深处，它们受到的浮力是否也存在2倍的关系？

浮力的大小只与液体的密度与排开液体的体积有关。因为是同一物体且都浸没在水中，所以液体密度相同，排开液体体积也相同，因此浮力相等，不是2倍的关系。

[讨论]3、质量相等的实心铜球和实心铁球，全部浸没在水中，它们受到的浮力是否相等？为什么？

不相等，因为ρ铜>ρ铁，当m铜=m铁时，V铜<V铁。浸没在水中时排开液体的体积等于物体的体积，所以铁球排开液体的体积大，且液体密度相同，所以铁球所受浮力相等。

[思考]一不规则小石块的体积如何测？

[解]①量筒中装适量水读出体积为V1

②将小石块用细线拴住放入量筒中，读出水与小石块的总体积V2

③小石块的体积为V2-V1。

[结论]当物体浸没时，排开液体的体积等于物体的体积。

[练一练]

在池塘底淤泥中冒出的小气泡，在向上升的过程中

A 水对它的压强变小，浮力不变  B 水对它的压强不变，浮力变大

C 水对它的压强变小，浮力变大  D 水对它的压强不变，浮力不变

[提示]气泡会随着压强的增大而减小，随压强减小而增大。

[课堂小结]

掌握阿基米德定律的发现过程，学会科学地探究问题，知道浮力大小与液体的密谋及排开液体的体积有关。

五、              作业

第三节 阿基米德原理（第2课时）

教学目标

1．  掌握阿基米德的定义、公式。

2．  能利用浮力公式进行计算。

教学重点难点

重点：对公式的理解。

难点：浮力的计算。

教学过程

1、  创设情境，导入新课

[复习]阿基米德定律的内容是浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受的重力，即F浮=G排液

 [思考]如果我们已经测得排开液体的体积为V排，则浮力为多大？

[解]F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排

 [合作交流，探究新知]

二、              实验

在一只很薄的塑料袋中装满水，使袋中的空气全部排出，用细线把袋口扎紧。另取一段橡皮筋，测量出它不伸长时的长度。再使橡皮筋与细线相连，拿住橡皮筋的上端吊起装满水的塑料袋，测量出橡皮筋伸长后的长度，然后将塑料袋浸没水中，测量橡皮筋的长度，你有什么发现？你能解释你的实验结果吗？

1、现象：塑料袋浸没于水中，橡皮筋的长度与未装水时的长度一样。

2、解释：因为F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排，当袋浸没时V排=V袋中水，ρ水gV排=ρ水gV袋中水=m袋中水g=G袋中水。

F浮= G袋中水，当浮力与重力相等时，拉力为0，所以橡皮筋变回未装水时的长度。

3、总结：浮力的大小与液体密度和排开液体液体体积有关，与其他因素无关，浮力大小等于排开液体所受的重力。

[注意点] F浮=G排液=m排液g=ρ液gV排，V排即排开液体的体积，也是液面下物体的体积，当浸没时，V排=V物。

[例1]将质量是2.34kg的钢块浸没在水中，受到的浮力是多少？（钢块的密度是7.8×103kg/m3）

[解析]由于钢块浸没在水中，故V排水=V钢。因此可以先根据钢块质量，计算出钢块的体积，即算出钢块浸没在水中时排开水的体积，然后再根据阿基米德原理求解。

 V排水=V钢=m钢/ρ钢=2.34kg/7.8×103kg/m3=3×10-4m3

F浮=G排水==ρ水gV排水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×3×10-4m3=2.94N

答：钢块受到的浮力为2.94N。

[练一练]

1．  量相同的实心铝球、铁球和铜球（ρ铜＞ρ铁＞ρ铝），分别浸没在水中，三只球受到的浮力

A 铝球所受浮力最大       B铁球所受浮力最大

C铜球所受浮力最大       D 三球所受的浮力一样大

2．质量为7.8克的铁球，它的体积是­­­____________m3,把它浸没在水中受到的浮力是_________N,当它浸入水底后，受到的浮力为____________N.

[例2]弹簧秤下端挂着一只装满水的薄塑料袋，秤的读数为20N，若将它完全浸没在水中，它受到的浮力为_____________N,弹簧秤的读数为________________N。

[解析]当将塑料袋浸没在水中时V排=V袋

F浮=ρ水gV排    G袋=m袋g=ρ水V袋g

F浮= G袋=20N   因为浮力与重力相等

F拉=0N

[练一练]

用一只10N的铝质水桶到井里吊水，待注满水后匀速往上提，不计水的阻力，在水桶未露出水面的情况下，绳子对水桶的拉力是（     ）

A 小于10N        B 等于10N        C 大于10N        D 无法确定

[例3]弹簧秤下端挂着一个金属球，此时弹簧秤的示数为10N,若将球的一半体积浸入水中时，弹簧秤的示数是9N,这时球受到的浮力为_________N,如果把球全部浸入水中，则弹簧秤的示数变为____________N

[解析]当物体浸在水中时受到浮力、拉力和重力的作用，依据平衡力的关系
F浮=G –F拉=10N –9N=1N。当球全部浸入时，根据F浮=ρ液gV排，V排变为原来的2倍，所以浮力变为原来的2倍，即2N。则F拉=G-F浮=10N-2N=8N

[练一练]

一块金属在空气中称重为10N，当1/4体积放入液体中时弹簧秤读数为8N，则此时受到的浮力为_______N。当全部金属块放入水中时，受到的浮力为____N,弹簧秤此时的读数为_________N。

[例4]有一边长为L的正方体木块，放入水中有1/4L露出水面，求木块的密谋ρ木。

[解析]要求ρ木，需知道m木与V木，V木=L3，要知道m木，需知道G木，而G木=F浮，因为静止在水面的物体受到平衡力作用。

G木=F浮

m水g=ρ水V木g =ρ水V排g

ρ木=V排ρ水/V木=0.75×103kg/m3。

[练一练]

一正方体木块的体积为100cm3，把它放入水中木块有2/5的体积露出水面，问这木块所受的浮力有多大？木块的密谋是多少？

[课堂小结]

能利用阿基米德定义公式进行简单计算，计算时统一单位，并能正确确定V排和ρ液

三、作业

1. 课本作业题
2. 作业本。