初中物理人教版八年级下册10.2 阿基米德原理教学设计

教学过程

一、复习预习

复习： 引导学生复习浮力的有关知识，并回答下列问题

例题：有一个实心球形物体，用弹簧测力计在空气中称重时，测力计的示数为12N；当把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为5N。把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时，物体受到的浮力是

A．5 N

B．7 N

C．14 N

D．12N

预习： 1、阿基米德原理的主要内容；

       2、利用阿基米德原理解决相关问题。

二、知识讲解

课程引入：

我们已经认识了浮力，并且得到了三种计算浮力的方法，它们分别是（师生共同回忆，教师板书）：

1．当物体漂浮在液面上时，其所受浮力F浮＝G物；

2．用弹簧秤测定物体浮力。把物体挂在弹簧秤上，当物体静止时，弹簧秤的示数为F1，将物体浸入水中，弹簧秤的示数为F2，则物体所受浮力为F浮＝F1－F2；

3．利用物体上、下表面的压力差求得浮力：F浮＝F下－F上。

讨论：这三种方法都有其局限性，第一种只适用于计算漂浮在液面上的物体所受浮力，第二种不适用于质量过大的物体，第三种不适用于形状不规则的物体。

今天我们学习一种既简单又普遍适用的方法，这种方法是2000年前由古希腊学者阿基米德发现的，所以称之为阿基米德原理。

考点/易错点1  创设问题情境

实验演示：

1、将空易拉罐，慢慢地压入水中，去感受手掌受力变化。

2、用橡皮泥做成小船，看怎么做才能让装的货物最多。

提出问题：

通过前面的两个实验，请大家思考这样一个问题：浮力的大小可能与什么因素有关？

考点/易错点2  浮力的大小

提出问题: 浮力的大小等于什么呢？

猜想：

设计实验：

进行实验：

分析实验：

得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体受到的重力。

阿基米德原理：大量的实验结果表明，浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。公式表示：F浮 = G排

为了更好地理解阿基米德原理，将公式F浮 = G排 展开，即F浮 = G排 = ρ液gV排

这样就为利用阿基米德原理解答实际问题提供方便。

突破难点的方法：把此探究实验做好，真正理解阿基米德原理。

三、例题精析

【例题1】

【题干】两个完全相问的容器中，分别密度为ρA、ρB两种液体.将甲、乙两个完全相同的小球分别放入A、B容器中.当两球静止时，容器内液面相平，两球所处的位置如图所示。此时甲、乙小球受到的浮力为F甲、F乙 , A、B两种液体对容器底的压强为ρA、ρB。则

A.F甲= F乙 , ρA =ρB        B.F甲 > F乙 , ρA  >ρB

C.F甲 = F乙 , ρA >ρB       D.F甲 > F乙 , ρA =ρB

【答案】C

【解析】∵甲球漂浮，乙球悬浮，∴甲、乙小球受到的浮力：F甲=F乙=G；∵甲球漂浮，∴ρA＞ρ球，∵乙球悬浮，∴ρB=ρ球，∴两种液体的密度：ρA＞ρB；

【例题2】

【题干】一装有水的杯中飘浮有一塑料块，如图所示。沿杯壁缓慢加入酒精并进行搅拌，使塑料块下沉。在此过程中塑料块受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图中的。

(已知它们的密度关系是ρ水>ρ塑料>ρ酒精) (      )

【答案】D

【解析】当没有加入酒精时，塑料块漂浮在水面上，此时塑料块受到的浮力等于塑料块的重力；
当给水中缓慢加入酒精时，混合液的密度开始减小，但此时混合液的密度仍会大于塑料块的密度，虽然塑料块开始缓慢下沉，不过塑料块仍处于漂浮状态，只是浸入液体中的体积在增大，而露出的体积在减小，所以此时塑料块受到的浮力仍等于塑料块的重力；
当混合液的密度逐渐减小到等于塑料块的密度时，此时塑料块在液体中处于悬浮状态，塑料块受到的浮力仍等于塑料块的重力；
当水中的酒精越来越多而引起混合液的密度比塑料块密度小的时候，此时塑料块受到的浮力就会小于重力，塑料块出现下沉直至沉到杯子的底部．
由此可知，选项B和C是错误的；虽然选项A中，有一段显示了浮力大小不变，但最后塑料块受到的浮力并不会减小到0，所以选项A也时错误的．

故选 D

【例题3】

【题干】如图所示，一块0℃的冰放在盛有0℃水的容器中，已知冰块与容器底部相接触并相互间有压力，当冰块完全熔化为0℃的水后，则容器中水面的位置将
 

A．上升     B．下降     C．保持不变     D．水面的升或降取决于冰和容器内水的体积

【答案】A

【解析】∵冰熔化前，F浮+F支=G冰，∴F浮=ρ水v排g＜G冰，-------①
冰化水后，G冰=G水，即：ρ冰v冰g=ρ水v水g，-------②
由①②可得：
ρ水v排g＜ρ水v水g，即：冰熔化为水的体积大于排开水的体积，
∴冰熔化后，水面将上升．

【例题4】

【题干】如图，对于水中金鱼吐出正在上升的气泡，下列说法正确的是：       （    ）
 

A．气泡受到水的压强变小、浮力变大

B．气泡受到水的压强变小、浮力变小

C．气泡受到水的压强变大、浮力变小

D．气泡受到水的压强变大、浮力变大

【答案】A

【解析】气泡上升的过程中体积变大深度变浅，由于F浮= ρ液gV排 可知：ρ液不变，V排增大，故F浮增大；又因为p=ρ液gh ，ρ液不变，h变小，故p变小。故选A.

四、课程小结

本节课主要讲解了以下几点内容：

浮力大小的一般计算方法：

阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。

公式表示：F浮 = G排

为了更好地理解阿基米德原理，将公式F浮 = G排 展开，即F浮 = G排 = ρ液gV排