北师大版八年级物理下册 第8章 第6节 第2课时 阿基米德原理（教案）

第2课时阿基米德原理

'干［课标苴永

【教学目标】

1.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论.

2.理解阿基米德原理的内容.

3.会用阿基米德原理计算浮力.

【教具准备】

多媒体课件、弹簧测力计、细线、金属块、烧杯、水、酒精、煤油、小柏等.

【教学课时】

1.5课时

教与设计

【巩固复习】

教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对

性地挑选部分难题讲解)，加强学生对知识的巩固.

【新课引入】

师同学们认识了浮力，那么物体在什么情况下受到的浮力比较大，什么情

况下受到的浮力较小，浮力的大小和什么因素有关呢？

生：浮力的大小和液体的密度和排开液体的体积有关.

师同学们说得很对，那我们试着再想想浮力的大小是否和排开液体的重力

有关呢？

学生讨论，并产生疑问.

师大家别着急，我们下面就来探究浮力的大小和排开液体的重力的关系.

【进行新课】

知识点1阿基米德原理

1.阿基米德原理

(1)内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的

液体所受的重力.

(2)公式

[y卜T排开液手的重力I

牛顿（N）」」——牛顿（N）

年a尸浮=---------台哽]

4।?计算浮力

液体力密度][6]|排开液）的体积]

千克每立方米（kg/m1）9.8N/kg立方米（m’）

L粗略计算时3取10M均

（3）适用范围

阿基米德原理不仅适用于液体，同样适用于气体.

（4）对阿基米德原理的理解

①阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用在浸在液体或气体）中的物

体上，其方向竖直向上,其大小等于物体排开的液体（或气体）所受的重力.

②物体“浸在液体中”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况,

这两种情况下物体都会受到浮力.

③物体排开液体的体积（V井）等于物体浸入液体中的那部分体积:全部慢入

时,V航V物（如图甲）；部分浸入时,VMV物（如图乙）.

④由F泞二p液gV排可知,浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关,

而跟物体本身的体积、密度、形状、浸没在液体中的深度、在液体中是否运动等

因素无关.

例题1如图，重为5N、体积为0.2X103m'的物体用细线系在怛簧

测力计的挂钩上，将它浸没在水中，物体受到的浮力是—N,静止时弹簧测力

计的示数是N.（g取10N/kg,P水=1.0X10,kg/m3）

例423［解析］物体浸没在水中.则物体排开水的体积

%=%=0.2xl0-3m,根据阿基米德原理可知，物体受到的

浮力〃浮=〃水=l.Ox10Jkg/m3x1（）N/kgXO.2xlO_3m5=

2N.由“称重法”测浮力可知/浮=G-5拉，则物体浸没在水中

静止时弹簧测力计的示数尸拉=6-尸浮=5N-2N=3N.

2.验证阿基米德原理

师怎样测出物体所受浮力的大小？

生用称重法测量物体受到的浮力.

师怎样测出物体排开的液体的所受的重力？

生用弹簧测力计测量排开液体所受的重力.

教师引导学生分组进行下列实验：

第一组：A.先用弹簧测力计测出空桶的重力C描后，把空桶放在装满水的溢

水杯的溢水口下方.

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〃实舲结讫

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B.在空气中用弹簧测力计测出金属块的重G.

C.将金属块浸没在盛满水的溢水杯中（溢水杯中溢出的水全部流入小桶中）,

读出弹簧测力计的示数F（即金属块在水中的重）.

D.用弹簧测力计测出装有溢出水的小桶的总重G总，算出溢出的水的重量即

排开的水的重量，G/G总-G桶.

E.比较浮力小及排开的水的重力的大小，发现心=G持.

实验结论：浸没在水中的金属块受到的浮力跟它排开的水重相等.

第二组：将金属块浸没在泗精中进行实验（步骤同上），虽然在酒精和水中

受到的浮力不同，但在水中和在酒精中受到的浮力分别和排开水的重力和排开酒

精的重力相等.

第三组：将金属块浸没在煤油中进行实验（步骤同上），虽然在煤油和水中

受到的浮力不同，但在水中和在煤油中受到的浮力分别和排开水的重力和排开煤

油的重力相等.

同学们将实验数据填入表格.

空桶金属弹簧测桶和液排开液

液体浮力

重力块重力计示体总重体的重

种类所「

（%/N力C/N数F/N力CJN力@个

--弓培，

水0.631.621.41.4

酒精0.631.81.81.21.2

煤油0.631.81.81.21.2

师归纳同学们的实验结果，我们能得出的结论是什么？

生：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力.（/:

浮二GQ

师这就验证了阿基米德原理.

注意：飞机在空中飞行靠的是升力而不是浮力，飞机的升力是飞机机翼上、

下表面空气流速不同，而造成机翼上、下表面所受压强不同形成的；而飞机在空

中受到的浮力是由飞机上、下表面所处大气层的位置不同，而造成上、下表面压

强不同而形成的，故飞机受到的升力和浮力成因不同，不是同一个力.

例题2如图是探究浮力的大小与排开水所受重力关系的实验.

的.排

力.

开力出

重？求测3

排呢Vm

体的/簧

积m弹

物到=

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N所的止为

IO1，？J式

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—开度中

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浮物于那物mN

F再放,4

等，，，N/.

力)力体g

3量3

.浮(重物k=水

力质—3F

的的-lL--

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浮为l-lJIiH-l□

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体到.浮

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B体)出出为到

中2排求.

物算,重受1

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图N水求=

中可G悬水

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验水原理式在p

U,Jg5L注

J在原力体

—

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J在用,

=浸未德力测物g

续:应米簧

继杯基米重则k

排明的弹,

存后G表水阿基用

德用示/

误力果溢米用阿利所

).3N

中错重结1基利用先积图O

B正的验(阿)利题I

.1体如

图纠受实：3(师生的例数取

)))

12所3案水示g

((水(答开计(

拓展训练722x1()7［解析］由题意可知，物体的重力

。=5.4N,物体浸没时弹簧测力计的示数〃=3.4N,则物体在

水中受到的浮力F浮=G-F=5.4N-3.4N=2N.因物体浸没时

排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由/浮二P液g%可

得，物体的体积F=%=—=-----二~竺］--------=2x

'p水gl.OxlO3kg/m3xlON/kg

10'4m3.

注意：V排不一定等于V物

利用阿基米德原理F浮=G捽=p液gV邨进行浮力大小的计算及浮力大小变化的

判断时，若无法确定V帆则根据F浮=6排，计算即可.此题中，不一定等于Va

若忽略这一点，而直接用F浮=P液gV排计算,便会产生错误.

（2）利用阿基米德原理测密度

师我们运用阿基米德原理公式厂浮二〃液可以求浮力，反过来我们知道

物体受到的浮力和物体排开液体的体积，是否可以求出液体的密度呢？

师请同学们思考，假如我们想测物体的密度，又该如何呢？

生：可以通过公式Q二计算得出.

师规则的物体兀以通过测量计算出体积，不规则的物体的体积又如何求出

呢？

生：可以通过排液法.

师同学们回答得很好，我们既然可用排液法求体积，是否也可以用阿基米

德原理求出物体排开液体的体积呢？我们再看一个例题.

利用阿基米德原理求固体密度的方法

第1步，利用其他方法（如称重法、压力差法等）求出浮力.

第2步，利用重力公式的变形式!13=6g求出物体的质量.

第3步，由阿基米德原理公式的变形式匕产尸浮1液g求出物体排开液体的体积,

浸没时物体的体积/=1/排.

第4步，由密度公式P=mV计算出物体的密度.

例题4（用多媒体展示）一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N,

把它全部浸没在水中时,测力计的示数为17N,取g=1