第二节　阿基米德原理

第二节阿基米德原理1知道什么情况下物体受浮力。2知道与浮力大小有关的因素。3理解阿基米德原理。重点通过实验探究认识浮力、浮力的方向与浮力大小和液体的密度、排开液体的体积有关。会用称重法计算浮力的大小。难点用控制变量法探究影响浮力大小的因素。弹簧测力计一个，大烧杯一个，小烧杯一个，细线，水，盐水，溢水杯一个，鸡蛋一个，圆玻璃筒(直径比鸡蛋大，深度约30 cm)，支架带杠杆，砝码一盒，气球、排球各一个，石块或金属块。一、创设情境，导入新知引导学生思考潜水艇浮出水面和潜水艇潜入水底，潜水艇所受的浮力一样吗？引出浮力的大小到底跟那些因素有关呢？二、自主合作，感受新知回顾以前学的知识，阅读课文并结合生活实际，完成高效课堂“预习导学”部分。三、师生互动，理解新知(一)浮力的大小与哪些因素有关提出问题：不同物体受到的浮力大小是否相同，浮力的大小与哪些因素有关？由死海不死及日常经验引发学生思考，再提出猜想与假设。教师在这里要注意学生发散性思维，学生除了提出浮力的大小和液体的密度及排开液体的体积有关以外，还可能提出浮力和物体的重力、体积等有关，教师应予以鼓励。进行课本中P172实验探究阶段，一定在先使学生弄清实验目的和方法，然后再动手实验。1对鸡蛋加盐上浮实验，教师应引导学生从力和运动状态变化的关系来认识，鸡蛋由静止到运动是浮力增大，而浮力增大又是由于加盐导致液体密度增大的结果。2观察物体浸在液体中的体积变化时，浮力是否变化的实验，教师要向学生讲明什么是物体浸入部分的体积、排开液体的体积。归纳结论：物体在液体中所受的浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。典例解读【例1】小明同学在探究“影响浮力大小的因素”时做了如图所示的实验，请你根据小明的实验探究回答下列问题：(1)比较图_和图_，说明浸在液体中的物体会受到液体对物体的浮力作用。(2)比较图b和图c可得到的结论是_。(3)为探究浮力大小跟物体浸在液体中的深度的关系应选用图_来探究。【解析】因为浮力的大小同时与两个因素有关，故在探究时利用控制变量法，先使其中一个因素不变，再探究得出物体所受的浮力与另一个因素的关系。【答案】(1)ab(c、d、e中任意一个)(2)物体受到的浮力跟物体排开液体的体积有关(3)b、c、d(二)探究浮力的大小前面介绍了浮力和影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开的液体的体积，但只是给了定性的分析，它们之间有什么样的定量关系呢？课本中P173实验探究2是在前面两个探究实验的基础上，再进一步定量分析，下面我们用实验的方法进行探究。实验所需的器材，重点介绍溢水杯的使用。实验的方法，如图98、99。实验数据记录表格。研究对象石块重G石/N空杯重G杯/N石块浸没在水中时弹簧称的示数F/N杯水总重G总/N浮力的大小F浮/N排开水所受重力G排/N数据分析与讨论。运用比较的方法，通过比较F浮和G排得出的结论。结论：浸在液体中的物体所受浮力(F浮)的大小等于被物体所排开的液体所受的重力(G排)，这个结论叫做阿基米德原理。对阿基米德原理的说明：阿基米德原理的表达式：F浮 G排。物体浸在液体中有两种可能：物体排开液体的体积(V排)等于物体浸入液体中的那部分的体积：a全部浸入V排V物，b.部分浸入V排V物。如图所示：由F浮 G排，G排m排g，可得F浮G排m排g。F浮m排g，m排液V排，可得F浮液V排g。阿基米德原理也适用于气体F浮G排气，F浮m排g；F浮气V排气g；V排气V物。典例解读【例2】如图是中国科技部自行设计、自主研制的载人潜水器“蛟龙号”，其体积约为80 cm3。某次试验中“蛟龙号”下潜到了约5 km深的海底，若g取10 N/kg，海水的密度为1.03 g/cm3；则“蛟龙号”在海底受到海水的压强是_，受到的浮力是_。【解析】“蛟龙号”在海底受到海水的压强是p海gh1.03103 kg/m310 N/kg5000 m5.15107 Pa。其受到海水的浮力是F浮G排海gV排1.03103 kg/m310 N/kg80 m38.24105 N。【答案】5.15107 Pa8.24105 N四、尝试练习，掌握新知完成高效课堂“随堂测评”部分。五、课堂小结，梳理新知归纳小结：引导学生归纳出本节课的主要内容：1阿基米德原理的内容及相关因素。2求浮力的方法弹簧测力计法(称量法)，阿基米德原理法(公式法)。六、深化练习，巩固新知完成高效课堂“课时作业”部分。