初中物理粤沪版八年级下9.2 阿基米德原理 课件(共36张PPT)

(共36张PPT)
沪粤版·八年级下册
第九章 浮力与升力
第2节 阿基米德原理
1、阿基米德原理的理解。
2、阿基米德原理的应用——计算F浮。
学习目标
做做想想
将易拉罐按入装满水的烧杯中，
感受浮力与排开的液体的关系。
回顾：浮力大小与哪些因素有关？
浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。
浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
那么，怎样表示浮力的大小呢？
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
导入新知
新知一 阿基米德原理的理解
猜想
浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。
排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
浮力与排开的液体有什么关系？
可以怎样表述浮力的大小？
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
探究新知
探究实验：浮力与物体排开液体重力的关系
图1
图2
图3
图4
测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验。
实验数据表格
分析数据得出结论
1. 浸在液体中的物体受到向上的浮力
2. 浮力的大小等于物体排开液体的重力
次数 物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶和排液的总重/N 小桶的重力／N 排开液体的重力/N
1
2
3
4
定义：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。
阿基米德原理
关于阿基米德原理的讨论
1. 区分：浸没、浸入、浸在、没入；
2.F浮＝r液 gV排 r液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积；
3.F浮＝ r液 gV排 —— 决定式
表明浮力大小只和 r液、V排有关，
浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深
度及物体在液体中是否运动等因素无关。
例 1
小华做“验证阿基米德原理”的实验中，用图(a) 所示的溢水杯和小桶收集石块排开的水，他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e) 所示。
(1)图(c) 所示，是小华在使用__________测量石块的___。
重力
弹簧测力计
导引：由图(c)可知，弹簧测力计下竖直挂着石块， 是用弹簧测力计测量石块的重力；
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4 满足关系式_______________，该原理将得到验证。
F2－F3=F4 －F1
(3)以下关于实验过程中的操作，会影响验证结果的是__。
A. 图(a)中溢水杯内未盛满水
B. 图(b)中小桶内有少量水
C. 图(d)中石块未浸没水中
A
总 结
注意事项:
①为避免因沾水而使测得的石块重、空小桶重偏大，实验时必须先测量石块的重和空小桶的重； ②注入溢水杯中的水面必须与溢水口恰好相平，溢出的水的体积才等于石块排开水的体积；③利用小桶接收溢出的水时，为了得到石块全部排开的水， 要待石块浸没在水中后， 直到溢水杯中的水不再溢出为止；④必须保证石块排开的水全部流入小桶中， 才能使石块所受的浮力等于溢出的水所受的重力。
新知二 阿基米德原理的应用——计算F浮
1．阿基米德原理数学表达式：F浮=G排
3．适用范围：液体和气体
2．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排
阿基米德原理求浮力
例2
在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中，若用弹簧测力计称得王冠的重力为4.9 N，浸没在水中称时，弹簧测力计示数为4.5 N， 这顶王冠在水中受到的浮力是_______N，王冠的体积为________cm3。 (g 取10 N/kg，ρ水=1.0×103 kg /m3) 。
40
0.4
总 结
关于“阿基米德原理”计算问题的求解类型:
阿基米德原理
阿基米德
原理
归纳新知
阿基米德原理
1. 公式F浮＝ρ液gV排中的ρ液是液体的密度，而不是物
体的密度ρ物；V排是物体排开的液体的体积；当物
体浸没在液体中时，V排＝V物；当物体部分浸入液
体中时，V排＜V物。
2. 由F浮＝ρ液gV排可知，物体排开液体的体积V排一定
时，物体所受浮力的大小与液体的密度成正比；
在同一种液体中，物体所受浮力的大小与物体排
开液体的体积成正比。
1．【多选题】某实验小组在探究“浮力大小跟物体排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的四次测量，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3和F4，则(　　)
A．F浮＝F3－F1
B．F浮＝F4－F1
C．F浮＝F2－F3
D．F浮＝F2－F4
巩固新知
BC
2．【2021·哈尔滨】如图，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到小空桶中，桶中水重________N，石块静止时，测力计示数
为________N。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，
g取10 N/kg)
1
3
3．将两物体分别挂在弹簧测力计下，让它们同时浸没在水中时，两弹簧测力计示数的减小值相同，则这两物体必定有相同的(　　)
A．密度 B．体积
C．质量 D．重量
B
4．【2020 广州】两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球轻轻放入两杯液体，最后处于如图所示状态。甲、乙排开的液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比(　　)
A．甲所受浮力更大
B．乙所受浮力更大
C．甲、乙所受浮力一样大
D．不知道液体密度无法比较浮力大小
C
5．如图所示，将木块轻轻放入盛满水的容器中，木块漂浮在水面上，溢出的水重0.2 N，则木块受到的浮力________(填“大于”“等于”或“小于”)0.2 N。
等于
6．如图所示，一个铝块质量为270 g。(g取10 N/kg，铝的密度为2.7×103 kg/m3)求：
(1)铝块的体积。
解：铝块质量m＝270 g＝0.27 kg，由
得铝块的体积：
(2)当铝块浸没在水中时，铝块所受的浮力大小。
解：当铝块浸没在水中时，排开水的体积V排＝V＝1×10－4 m3，则铝块所受的浮力为：
F浮＝ρ水gV排＝1×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－4 m3＝1 N。
(3)当铝块浸没在水中时，弹簧测力计的示数。(要求：画出铝块的受力分析)
解：铝块在水中受重力、拉力和浮力的作用，如图所示：
铝块的重力：G＝mg＝0.27 kg×10 N/kg
＝2.7 N，由力的平衡条件可知，弹簧测
力计的示数(即拉力)：F＝G－F浮＝
2.7 N－1 N＝1.7 N。
7．【2021·恩施】把质量为0.5 kg的某物体放入盛水的容器中，若溢出的水重3 N。则该物体所受浮力为(　　)
A．一定是3 N 　
B．一定是5 N
C．有可能是4 N 　
D．有可能是2 N
C
8．【2020·潍坊，多选题】一轻质弹簧的下端固定在容器底部，上端放一小球(不连接)，如图所示，向容器中缓慢倒入水，使小球完全浸没且静止在水中，此时小球可能受(　　)
A．重力、浮力、弹力、压力 　
B．重力、浮力、拉力
C．重力、浮力、弹力 　
D．重力、浮力
CD
9 ．体积相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁，静止在容器的水中，如图所示。这四个小球所受的浮力分别为F甲、F乙、F丙、F丁，则(　　)
A．F甲＝F乙 　
B．F甲＜F丁
C．F乙＞F丙 　
D．F丙＞F丁
B
10．【本溪模拟】如图所示为一款水下无人机，用于拍摄奇妙的水下世界。无人机体积只有5 dm3，最大下潜深度为20 m。当无人机在水中下潜到最大深度时，它受到的浮力为______N，受到水的压强为________Pa。从浸没水中开始下潜过程中，无人机排开液体所受的重力________(填“变大”“变小”或
“不变”)。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，
g取10 N/kg)
50
2×105
不变
11．【2021·乐山】小明将装满水的溢水杯放到电子秤上，再用弹簧秤挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图所示。在铝块浸入水的过程中，溢水杯底所受水的压力将________(填“变大”“变小”或“不变”)。电子秤的读数将________(填“变大”“变小”或“不变”)。
不变
不变
12．【2020·连云港】如图甲所示，拉力F通过滑轮组，将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处。图乙是拉力F随时间t变化的关系图像。不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力，g取10 N/kg。求：
(1)金属块完全浸没在水中时
受到浮力的大小。
解：由甲图可知，n＝2，不计动滑轮的重力，摩擦及水和空气对金属块的阻力， 当金属块完全露出液面后，金属块不受浮力，此时滑轮组对金属块的拉力等于金属块的重力，即为图中的t2～t3时刻，从乙图可知，该金属块重力：G＝2F＝2×108 N＝216 N，
当金属块未露出液面时，即为图中的0～t1时刻，
分析金属块的受力情况可得2F′＋F浮＝G，
所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G－2F′＝216 N－2×68 N＝80 N。
(2)金属块的密度。
解：根据F浮＝ρgV排可得，金属块排开水的体积：
金属块完全浸没在水中，则金属块的体积V＝V排＝8×10－3 m3，则根据G＝mg， 可得，金属块的密度：