阿基米德原理(一)
一、教学目标
知识与技能
(1)知道浮力。知道浮力的方向。
(2)知道漂浮和悬浮时浮力与重力的关系。
(3)理解弹簧测力计示数的减少等于金属块浸没在水中所受的
浮力
过程和方法
(1) 通过对物体在什么情况下受浮力认识浮力,知道浮力的方
向。
(2) 根据学过的二力平衡条件,通过受力分析,)知道漂浮和
悬浮时浮力与重力的关系。
(3) 通过实验感知和对浸没在水中的金属块进行受力分析,理
解金属块浸没在水中所受的浮力大小等于弹簧测力计两次
示数之差。
情感态度和价值观
(1) 知道浮力知识在生活中的具体现象。
(2) 感悟用学过的知识,来分析和解决新得问题,体验科学探
究的乐趣。
教学重点和难点
重点:漂浮和悬浮时浮力与重力是一对平衡力的关系
难点:理解弹簧测力计示数的减少等于金属块浸没在水中所受
的浮力
教学器材:容器、乒乓球(或木块)、金属块、大烧杯、弹簧测力
计、细线、鸡蛋、食盐、溢水杯、小烧杯等。
二、 教学过程:
(一)引入新课
播放巨轮远航、气球腾空的视频或展示巨轮远航、气球腾空的
图片引入课题。
(二)新课教学
(1)板书:1.认识浮力,
1. 提出问题: 今天我们就来学习阿基米德原理。生活中我们都
见过万吨巨轮能够载货远航,巨大的热气球能够腾空而起,
究竟是什么原因导致了这些现象的发生呢?哪位同学能给我
们说一下呢?
2. 演示和学生实验:水面上放一只盆子或一块泡沫塑料,让它
浮在水面上,然后用手将她慢慢向下按。描述你手的感觉
3. 学生开始可能会以在水中上浮或漂浮的物体为主举例,逐步
地会有学生意识到在水中下沉的物体也会受到浮力。在生活
中你遇到的哪些物体受到了浮力的作用?你是怎样知道它受
到了浮力的作用?请举例说明。
4.浮力是一种什么样的力?你认为物体在什么情况下会受到浮
力?
5.在学生充分讨论、感受的基础上让学生进行总结、概括,通过
前面的讨论我们知道,物体在浸入液体或气体时,会受到液体或
气体对它向上托的力,这个力在物理上就叫做浮力。
6.提出问题: 巨轮远航、气球、水中的大鱼,所受浮力的受力物
体与施力物体分别是什么?
7.物体处于什么状态?静止,漂浮、悬浮。分别进行受力分析:
动态演示
浮力的大小=物体重力的大小,因为重力的方向是竖直向下,所
以浮力的方向是竖直向上
小结:液体或气体对浸在其中的物体会产生竖直向上的作用力,
这个作用力叫做浮力。用符号:F 浮表示。F 浮=G 物(漂浮或悬浮),
一对平衡力
8.例 1:漂浮在水面的质量相同的木块和冰块放入盛有水的容器
中(ρ冰> ρ木),问:哪个受到的浮力大?
9.作图题:在下列各图中,物体的重力为 10 牛,用力的图示法 画
出物体所受的浮力大小
(四) 练习一
1.某氢气球静止在空气中受到的空气浮力为 100 牛,则它自
身重力和能携带的物体的最大重力为________牛。
2.轮船由东海驶入黄浦江,所受的浮力__________。(均选填
“增大”、“减少”或“不变”)
3.质量相等的木块和冰块,都浮在水面上,木块受到的浮力
________冰块受到的浮力。(均选填“大于”、“等于”或“小
于”)
4.游泳时,有的人会有这样的体验:当人站立在水中且身体将
要浸没时,池底对脚的支持力几乎为零。从浮力的角度来看,假
如一位重为 490 牛的同学正在体验这种感觉,此时他受到的浮力
约为________牛。
5.三个质量相同但形状不同的物体甲、乙、丙,分别悬浮在
酒精、水和盐水中,则这三个球所受的浮力大小( )
A、甲最大 B、乙最大
C、丙最大 D、一样大
(五)浮力的大小如何测量?力的大小我们学过用:弹簧测
力计
浮力的测量方法: 用弹簧测力计
1.演示和学生实验:观察弹簧测力计示数的变化情况,液体对浸
在其中的物体有一个竖直向上的托力,先测出石块在空气中的重
力 G ,后测出石块在水中时示数 F 拉 ,
测力计两次示数差,从 G 到 F 拉,测力计的读数变小了,这
个减小量就是浮力。
2.例题二
弹簧测力计下挂一个实心铁球,浸没于入盛有水的容器
中,保持静止状态,铁球不碰到容器底部,请用力的示意图
画出该物体所受的力。
受力分析:分析一下浸入水中的石块到底受到几个力的作用。
石块受到重力 G、浮力和拉力, 在三个力的作用下处于静止
A
状态。所以 G=F 浮 + F 拉 F 浮= G - F 拉
小结:浮力的测定:F 浮= G - F 拉 G=F 浮 + F 拉
F 拉=G-F 浮
练习二
1.一石块挂在弹簧秤下,在空气中称时,弹簧秤示 为 4.7 牛,
把它全部浸在水中时称,弹簧秤的示数为 2.7 牛,石块受到
的浮力为_________牛。
2.一金属块挂在弹簧秤下,当金属块全部浸在水中时,弹簧
秤的示数为 3.8 牛,若此时金属块受到的浮力 是 0.7 牛,则
金属块的重力为_________牛。
3.将重力为 4.9 牛的铝块,挂在弹簧秤下浸没在酒精中,若
此时铝块受到的浮力是 1.5 牛,则弹簧秤的示数为_______牛。
(五) 巩固练习
1.液体或气体对浸在其中的物体会产生_____________的作用力,
这个作用力叫做浮力。用符号:F 浮表示。
2.自由的漂浮在液面上的物体所受浮力公式:_____________
3.漂浮或悬浮时,______和______是_一对_______,公式:
_________
4.浮力的测定:主要用:_____________,公式_____________
5.在水面上放一只盆子或一块泡沫塑料,让它浮在水面上,然后
用 手 将 她 慢 慢 向 下 按 。 描 述 你 手 的 感 觉 : 手 受 到
______________,施力物:______
6.一铝块悬挂在弹簧秤下端,让它慢慢浸入水中。铝块从碰到水
到逐渐浸没的过程中,弹簧秤读数将____________,原因是铝
块受到的浮力在______________;当完全浸没后,继续使铝块
下沉,弹簧秤读数将___________(均选填“变大”、“不变”
或“变小”)
7.质量相等的木块与冰块,体积之比为 3:1,均浮在水面上时,
两者所受的浮力( )
A、木块大 B、冰块大 C、一样大 D、无法比较
8. 一只气球在下落过程中( )
A、一定受到空气浮力的作用 B、一定不受到空气浮力的作用
C、有时受到空气浮力的作用 D、无法确定
9. 某氢气球总重力为 20 牛,在空气中受到的空气浮力为 100 牛,
则它能携带的物体的最大重力为________牛。
10. 一个物体在空气中称弹簧测力计的示数为 9.8 牛,放在液体
中受到液体对它的浮力为 4.8 牛。求:弹簧测力计的示数。
11. 同一物体分别漂浮在甲、乙液体中(ρ甲>ρ乙),受到的浮
力分别为 F 甲、F 乙, ( )
甲 乙
A.F 甲=F 乙 B.F 甲<F 乙 C.F 甲>F 乙
12. 轮船从海洋驶进内河时,所受的浮力将 ( )
A 增大。 B 减小。 C 不变。 D 不能确定。
13. 甲、乙两只完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将一只鸡
蛋先后放入其中,当鸡蛋静止时,两杯中液面相平,鸡蛋所
处的位置如图所示,则鸡蛋在甲杯中受到的浮力_________
鸡蛋在乙杯中受到的浮力。
14. 甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水,将同一个鸡
蛋先后放入其中。当鸡蛋静止时,两个杯子中液面恰好相平,
鸡蛋所处的位置如图所示。则 ( )
则鸡蛋在甲杯中受到的浮力_________鸡蛋在乙杯中受到的浮力。
15. 在图中,重为 G 的金属块 A 静止在水面下,弹簧测力计的示
数为 F。当剪断连接金属块与测力计的细线时,金属块所受合力
的大小 ( )
A.大于 G B.等于 G C.大于 F D.等于 F
A
甲 乙
以上便是我们这堂课所要解决的第一个问题,什么是浮力,
以及如何用称量量法计算物体的浮力大小。称量法计算浮力的公
式: F 浮= G - F 拉
应用这个公式计算浮力是相当有限的,因为万吨巨轮的重力
是不可能用弹簧测力记来测量的,因此我们有必要进一步探究浮
力的大小如何计算。