鲁科版（五四制）物理八年级下 第八章 第二节 阿基米德原理 课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
第二节 阿基米德原理
阿基米德的启示
两千多年以前，希腊学
者阿基米德为了鉴定金王冠
是否是纯金的，要测量王冠
的体积，冥思苦想了很久都
没有结果。一天，他跨进盛
满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽
然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开
液体的体积吗？
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，跟它排开液体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。
1、提出问题：
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
=
一、阿基米德原理
2、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。
3、实验探究：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
4、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
公式
关于阿基米德原理的注意事项：
1. 区分：浸没、浸入、浸在、没入；
2. F浮＝ρ液g V排 ρ液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积；
3. F浮＝ρ液g V排—— 决定式
表明浮力大小只和 ρ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。
小芳同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧测力计 、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作，如图所示a、b、c、d是四个步骤示意图。设四个图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4，由四个图中________两个图的弹簧测力计的读数可以求出小石块受到的浮力；被排开液体的重力为________；如果关系式______________________成立，就可以得到著名的阿基米德原理。
例1
a、c
F4－F2
F4－F2＝F1－F3
解析：
根据F浮＝G－F示可知，小石块受到的浮力等于小石块的重力F1减去小石块在液体中弹簧测力计的示数F3；故应选a、c；d中弹簧测力计的示数F4(即桶和排开液体的重力之和)减去b中弹簧测力计的示数F2(即空桶的重力)等于被排开液体的重力即F4－F2；如果关系式F4－F2＝F1－F3成立，就可以得到著名的阿基米德原理。
本题先根据称重法求浮力；桶和排开液体的重力之和减去空桶的重力求出被排开液体的重力；由阿基米德原理：
得出结论。
小结：
知1－练
关于物体受到的浮力，下列说法正确的是(　　)
A．漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大
B．物体的密度越大受到的浮力越小
C．物体没入水中越深受到的浮力越大
D．物体排开水的体积越大受到的浮力越大
D
例2
如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，则从大烧杯溢出流入小桶中的水和此金属球的关系是(　　)
A．两者体积相等，质量相等
B．两者体积相等，小桶中水的质量较大
C．金属球受到的浮力等于小桶中水的重力
D．金属球受到的浮力大于小桶中水的重力
C
例3
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= ρ液g V排
阿基米德原理求浮力的公式
如图所示，将一个体积为100 cm3的金属块挂在弹簧
测力计下浸没入水中，弹簧测力计的示数为5 N，
物体受到的浮力为________N，物体的重为________N。
例4
物体受到的浮力大小为：F浮＝ρ液g V排＝1.0×103 kg/m3
×10 N/kg×100×10－6 m3 ＝1 N；
物体的重为：G＝F浮＋F示＝1 N＋5 N＝6 N。
6
1
解析：
本题用公式法求解。物体浸没在液体中时的V排等于它自身的体积，若已知它排开液体的体积而要求物体受到的浮力，这时通常用阿基米德原理直接求解。
本题小结：
将重6 N的物体浸没在装满水的杯中，溢出了4 N的水，物体受到的浮力是(　　)
A．10 N B．6 N
C．4 N D．2 N
例5：
C
有一体积为0.2 m3的铁块，将它完全浸没在水池中，此时水的深度为1 m，则铁块受到的浮力是________N，水对池底的压强是________Pa。
1 960
9 800
例6：
三、知识小结
阿基米德
原理
1. 公式F浮＝ρ液g V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g V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。
理论上分析：
浸在液体中的物体受到的浮力就是液体对物体表面
压力的合力。如图所示，一个底面积为S，高为h的
长方体浸没在密度为ρ的液体中。
(1)分析该物体侧面所受液体压力的合力F合1；
(2)求出该物体上、下底面所受液体压力的合力F合2；
(3)结合以上结果，说明该理论分析与阿基米德原理的表述是一致的。
4
易错小结
解： (1)由于侧面是两两对称的，每个面上受到的压力都相同，所以相对的两个面上的压力都是一对平衡力，所以合力为0。
(2)物体上底和下底是相同的两个面，只是所受水的压力不同，所以合力为两个力的差，
即：F合2＝F下－F上＝ρgSh下－ρgSh上＝ρgSh。
(3)从上面的计算结果来看，液体对物体表面压力的合力为F合2，F合2＝ρ g S h＝ρ g V排，正好与阿基米德原理的表述是一致的。
易错点：混淆液体压强与浮力的影响因素
解：不对，因为浮力的大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，与液体的深度无关。
1、北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0.5 m。有人说，水的深度越深，其产生的浮力就越大，因此，各国运动员在“水立方”的比赛成绩普遍提高就不足为奇了。
你认为他的说法正确吗？为什么？
练习：
解： (1)甲铜块受到的浮力大；
(2)铝块受到的浮力大；
(3)铝块受到的浮力大。
2、请比较以下浮力的大小。(1)同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？(2)同样重的铝块和铜块，都浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？(3)同样重的铝块和铜块，铜块没没在煤油中，铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大？
解：气球受到的浮力：F浮＝ρgV排＝1.29 kg/m3×
10 N/kg×620 m3＝7 998 N。
3、一个在节日放飞的气球，体积是620 m3。这个气球在地面附近受到的浮力有多大？设地面附近气温是0℃，气压是1×105Pa，空气的密度是1.29kg/m3。
解：零件受到的浮力：
F浮＝G－F＝7.5 N－6.6 N＝0.9 N；
零件的体积：
V＝V排＝
＝1.125×10－4 m3。
4、在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5 N。当把零件浸没在密度为 0.8×103kg/ m3的油中时，测力计的示数是6.6 N，金属零件的体积有多大？
5、某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度：他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4.74 N,把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示教是4.11 N,该液体的密度是多少？铁的密度为7.9×103kg/ m3。
解：铁块的质量：m＝ ＝0.474 kg；
铁块的体积：
V＝ ＝6×10－5 m3；
铁块受到的浮力：
F浮＝G－F＝4.74 N－4.11 N＝0.63 N；
液体的密度：
ρ液＝ ＝1.05×103 kg/m3。
6、液体沸腾时，液体内部会产生大量气泡，在液体中不断上升、变大。对于气泡所受压强和浮力的变化情况(气泡未露出液面时)，以下说法中正确的是(　　)
A．压强变小，浮力变小
B．压强不变，浮力不变
C．压强变大，浮力不变
D．压强变小，浮力变大
D
7、将一个体育测试用的实心球和一个乒乓球同时没入水中。放手后发现：实心球沉入水底，而乒乓球浮出水面，如图所示。比较实心球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小，则(　　)
A．实心球受到的浮力大
B．它们受到的浮力一样大
C．乒乓球受到的浮力大
D．不能确定
A
8、如图所示的热气球充气后体积为3 000 m3，则该热气球所受的浮力为____________N (g取
10 N/kg，空气的密度取1.29 kg/m3)。
9、重为 10 N、体积为5×
10－4m3的石块浸没在水中受到的浮
力大小为______N，它受到重力与浮力的合力大小为______N。(g取10 N/kg)
3.87×104
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谢 谢