
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.能用溢水杯等器材探究浮力的大小。
2.會(huì)利用阿基米德原理解釋簡(jiǎn)單的現(xiàn)象和計(jì)算。
3.體會(huì)實(shí)驗(yàn)探究的樂趣,培養(yǎng)科學(xué)的探究習(xí)慣。
自主探究
學(xué)點(diǎn)一:阿基米德的靈感
知識(shí)回顧:
(1)浸在液體中的物體,受到液體對(duì)它向上的浮力;
(2)物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。
活動(dòng)體驗(yàn):易拉罐浮在水面上,用什么辦法能把它浸入水中呢?
方法1:用手把空易拉罐向下慢慢壓入水中。
方法2:將易拉罐灌滿水后放入水中下沉。
問題:
(1)易拉罐沉入水中的過程中,受到的浮力是如何變化的?
(2)易拉罐沉入水中的過程中,排開水的體積是如何變化的?
歸納總結(jié):1.物體浸在液體中的體積 物體排開液體的體積。
2.物體排開液體的體積越大、液體的密度越大,物體所受的浮力就越 。
3.浮力的大小跟排開液體所受的重力 關(guān)。
學(xué)點(diǎn)二:浮力的大小
實(shí)驗(yàn)探究:浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系。
猜想:浮力的大小跟排開液體所受重力相等。
思考討論:
(1)如何測(cè)量物體受到的浮力F浮。
(2)如何測(cè)量被物體排開的液體的重力G排。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)用彈簧測(cè)力計(jì)先測(cè)出空杯子的重力G1;
(2)用彈簧測(cè)力計(jì)再測(cè)出石塊的重力G;
(3)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯里,用空杯盛接從溢水杯里被排開的水,讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F;
(4)用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出盛接了水后杯子的總重G2。
各小組分工合作,認(rèn)真實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體浸入液體中受到的浮力等于排開液體的重力。
歸納總結(jié):
1.阿基米德原理: 。
2.公式及推論:F浮=G排,F浮= 。
課堂檢測(cè)
1.如圖所示,把錐形物體浸沒在水中,當(dāng)錐尖朝上和朝下時(shí),錐形物體受到的浮力( )
A.錐尖朝上時(shí)大B.錐尖朝下時(shí)大C.一樣大D.都等于零
2.如圖所示,將漂浮在水面上的木塊緩慢向下壓,當(dāng)木塊全部浸入水中后仍繼續(xù)向下壓一段距離,在整個(gè)過程中,木塊所受的浮力( )
A.先變大后變小B.先變大后不變
C.先不變后變大D.先變小后變大
3.如圖所示,懸吊的實(shí)心金屬球緩慢浸沒于傾斜的盛滿水的大燒杯中,沉到底部,則從大燒杯溢出流入小燒杯中的水和此金屬球的關(guān)系是( )
A.兩者體積相等,水的質(zhì)量較小
B.兩者體積相等,水的質(zhì)量較大
C.兩者體積不相等,但是質(zhì)量相等
D.兩者體積不相等,質(zhì)量也不相等
4.如圖所示,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)吊著圓柱體,從圓柱體底部接觸水面開始到完全沒入水中到底部的過程中,以下能表示圓柱體所受浮力F浮與浸入水中深度h關(guān)系的圖象是( )
5.將一只盛有水的薄塑料袋用細(xì)線扎緊袋口,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得其重力為9N,再將這個(gè)裝水的塑料袋浸入水中,當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為7N時(shí),袋內(nèi)水面與袋外水面相比較( )
A.塑料袋內(nèi)水面比袋外水面高
B.塑料袋內(nèi)水面比袋外水面低
C.塑料袋內(nèi)水面與袋外水面相平
D.塑料袋內(nèi)水面與袋外水面高低無法判斷
6.體積為2×10-3m3的金屬塊浸沒在水中,受到浮力的大小為 N,方向豎直向 。距水面0.1m深處水的壓強(qiáng)為 Pa。(g取10N/kg)
7.如圖所示,某物塊用細(xì)線系在彈簧測(cè)力計(jì)下,在空氣中時(shí)示數(shù)是15N,浸沒在水中時(shí)示數(shù)是5N,則此時(shí)物塊受到水的浮力為 N,物塊的密度為 kg/m3。(水的密度為1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
8.小芳同學(xué)在探究“浮力的大小等于什么”時(shí),用彈簧測(cè)力計(jì)、小石塊、燒杯、小桶等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,如圖所示,a、b、c、d是四個(gè)步驟示意圖。設(shè)四個(gè)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別是F1、F2、F3、F4,由四個(gè)圖中 兩個(gè)圖的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可以求出小石塊受到的浮力;被排開液體的重力為 ;如果關(guān)系式 成立,就可以得到著名的阿基米德原理。
9.如圖所示是某同學(xué)自制的水上自行車。她在普通自行車上安裝8個(gè)密閉的空水桶(每個(gè)水桶體積為0.02m3),并在車后輪裝上若干塑料片。該同學(xué)在水面上騎自行車勻速前進(jìn)時(shí),平均每個(gè)水桶約有二分之一體積浸在水中,不計(jì)車輪和塑料片排開水的體積,則此時(shí)水上自行車受到的浮力約為 N。(g取10N/kg)
10.有一體積為1×10-4m3的實(shí)心鐵塊,掛在彈簧測(cè)力計(jì)下后浸沒在水中,鐵塊沒有接觸容器底部,鐵的密度為7.8×103kg/m3,(g取10N/kg)求:
(1)鐵塊的重力;
(2)鐵塊所受到的浮力;
彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
參考答案
自主探究
學(xué)點(diǎn)一:阿基米德的靈感
1.等于 2.大 3.有
學(xué)點(diǎn)二:浮力的大小
1.浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。 2.ρ液gV排
課堂檢測(cè)
1.C 解析:錐形物體浸沒在水中,不論錐尖朝上還是朝下,水的密度、錐形物體排開水的體積都不變,所以錐形物體在這兩種情況下受到的浮力一樣大,C項(xiàng)正確。
2.B 解析:物體在液體中所受的浮力大小跟液體的密度和排開液體的體積有關(guān)。漂浮在水面上的木塊緩慢向下壓的過程中,木塊排開水的體積增大,由F浮=G排=ρ液gV排可知,木塊所受浮力增大;當(dāng)木塊全部浸入水中后仍繼續(xù)向下壓一段距離,在這個(gè)過程中,木塊所受的浮力保持不變。
3.A 解析:根據(jù)阿基米德原理可知,金屬球受到水的浮力與排開水的體積相等,但是金屬球的密度大于水的密度,所以金屬球的質(zhì)量大于水的質(zhì)量,A項(xiàng)正確。
4.D 解析:當(dāng)彈簧測(cè)力計(jì)吊著圓柱體,從圓柱體底部接觸水面開始到完全沒入水中到底部的過程中,在未完全浸沒前圓柱體所受浮力F浮隨浸入深度的增加而增加,當(dāng)完全浸沒后,圓柱體排開的水不再增加,此后圓柱體所受浮力保持不變,D項(xiàng)正確。
5.A 解析:由于薄塑料袋的重力和體積均可以忽略不計(jì),所以當(dāng)盛水的塑料袋浸沒在水中時(shí),塑料袋受到的浮力等于排開水的重力,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零。而現(xiàn)在塑料袋所受浮力為F浮=G物-F=9N-7N=2N,這說明塑料袋沒有完全浸在水中,且排開的水重小于塑料袋中的水重,所以A項(xiàng)正確。
6.答案:20 上 1.0×103
解析:金屬塊受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N,浮力的方向豎直向上;0.1m深處的壓強(qiáng):p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1.0×103Pa。
7.答案:10 1.5×103
解析:物塊所受浮力等于它排開液體所受的重力,等于物塊在空氣中的重力減去在液體中稱量時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)。所以,物塊受到的浮力F=15N-5N=10N,根據(jù)浮力F=ρgV,求得物塊排開液體的體積V=Fρg=10N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.0×10-3m3,此體積等于物塊的體積,所以物塊的密度ρ=mV=GgV=1.5kg1.0×10-3m3=1.5×103kg/m3。
8.答案:a、c F4-F2 F4-F2=F1-F3
解析:根據(jù)稱重法可知,要想測(cè)出小石塊受到的浮力,應(yīng)測(cè)出小石塊的重力和小石塊浸沒在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);排開水的重力等于排開的水和小桶的重力之和減掉空桶的重力;要驗(yàn)證阿基米德原理是否成立,應(yīng)比較排開水的重力和物體所受浮力的大小。
9.答案:800
解析:本題結(jié)合生活實(shí)例考查浮力的計(jì)算,V排=8×0.02m3×0.5=0.08m3,根據(jù)阿基米德原理可知,F浮=G排=ρ液V排g=1.0×103kg/m3×0.08m3×10N/kg=800N。
10.答案:(1)7.8N
(2)1.0N
(3)6.8N
解析:(1)鐵塊的質(zhì)量m=ρV=7.8×103kg/m3×1×10-4m3=0.78kg,
則鐵塊的重力G=mg=0.78kg×10N/kg=7.8N。
(2)鐵塊所受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1.0N。
(3)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=G-F浮=7.8N-1.0N=6.8N。
液體種類
組別
G/N
F/N
G1/N
G2/N
F浮/N
G排/N
水
1
2
3
鹽水
1
2
3
這是一份人教版(2024)八年級(jí)下冊(cè)(2024)第2節(jié) 阿基米德原理導(dǎo)學(xué)案及答案,共3頁。
這是一份初中物理人教版(2024)八年級(jí)下冊(cè)(2024)第2節(jié) 阿基米德原理學(xué)案,共3頁。學(xué)案主要包含了跟蹤練習(xí)等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份人教版八年級(jí)下冊(cè)10.2 阿基米德原理優(yōu)秀學(xué)案,文件包含102阿基米德原理導(dǎo)學(xué)案-八年級(jí)物理下冊(cè)同步備課系列人教版教師版docx、102阿基米德原理導(dǎo)學(xué)案-八年級(jí)物理下冊(cè)同步備課系列人教版學(xué)生版docx等2份學(xué)案配套教學(xué)資源,其中學(xué)案共20頁, 歡迎下載使用。
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