(共24张PPT)
第十章 浮 力
第二节 阿基米德原理
新课导入
阿基米德在物理学方面的贡献主要有两项:其一是关于浮力问题;其二是关于杠杆问题。
“给我一个支点,我可以撬动地球。”
新课导入
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?
物体浸在液体中的体积
=
物体排开液体的体积
阿基米德的启示
学习目标
1.知道浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
2.会用阿基米德原理的公式及推导式计算浮力。
一、浮力的大小与排开液体所受重力的关系
课堂探究
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
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。
排开液体的体积越大
排开液体的质量越大
物体浸在液体中的体积越大
物体所受浮力
排开液体的重力
?
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
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。
浮力
浸在液体中的体积
液体的密度r液
排开液体的体积V排
浮力的大小跟排开液体所受的重力有关。
猜想
课堂探究
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
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。
溢水杯
G物=F1
F浮 = F1-F2
F2
F1
G排= F3-F4
F3
F4
(原因:避免实验偶然性,得出普遍规律)
探究实验
次数 物体的重力 F1/N 物体在液体中测力计示数 F2/N 浮力/N 小桶和排液的总重 F3/N 空小桶的重力 F4/N 排开液体的重力/N
1
2
3
4
分析数据得出结论
浮力的大小等于物体排开液体的重力
F浮=G排
阿基米德原理
1.内容: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。
2.数学表达式:F浮=G排
4.适用范围:液体和气体
3.用于计算的导出式:
F浮= G排= m排g= r液 gV排
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。
阿基米德原理
5.区分:浸没(全部浸入)、部分浸入。
浸没时: V排=V浸=V物
F浮= ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入时: V排= V浸﹤ V物
F浮= ρ液gV排=ρ液gV浸﹤ ρ液gV物
浸没、浸入、浸在、没入
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。
( F浮= G排= r液 gV排)
关于阿基米德原理的解释
F浮=ρ液· g · V排
6、公式中注意单位代入
N
Kg/m3
m3
N/Kg
说明:
1.物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,受到的浮力越大。
2.液体的密度一定时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
牛刀小试
1、如图所示,体积相同的A、B、C三个球,则它们所受浮力最大的是( )
A.A球 B.B球 C.C球 D.B球和C球
C
2、图示,体积相等的三个小球静止在水中,关于它们受到的浮力大小正确是( )
A. FA > FB > Fc B. FA < FB < Fc
C. FA > FB = Fc D. FA < FB = Fc
D
牛刀小试
二、用阿基米德原理计算浮力
⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
F浮铝 = F浮铁= F浮铜
铜
铝
比较下列物体所受的浮力
⑵如图所示,A、B两个物体的体积相等,浸入水中哪个受到的浮力大?
A
B
F浮A< F浮B
比较下列物体所受的浮力
⑶如图所示,A、B两个金属块的体积相等,哪个受到的浮力大? (ρ水> ρ酒精)
A
水
B
酒精
F浮A> F浮B
比较下列物体所受的浮力
质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中, 受到的浮力大. (ρ铜>ρ铝)
铝
铜
铝
比较下列物体所受的浮力
到目前为止,你学到了哪些计算浮力的方法?
压力差法:F浮=F上-F下
称重法:F浮=F1-F2
阿基米德原理:F浮= G排
牛刀小试
1、 体积是100cm3的实心小球放入水中,静止后有1/4体积露出水面。求该小球受到的浮力。 (g=10N/kg)
解析:由题意:V排=100cm3×3/4=75cm3=7.5×10-5m3
该小球受到的浮力F浮=G排= ρ水gV排= 1×103kg/m3×10N/kg×7.5×10-5m3=0.75N
牛刀小试
2、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4.74N,把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4.11N,该液体的密度是多少 铁的密度为7.9×103 kg/m3。
铁块受到的浮力 F浮=F1–F2=4.74N-4.11N=0.63N
铁块的质量
根据 F浮=ρ液体gV排
铁块的体积
解析:
牛刀小试
阿基米德原理
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
阿基米德原理
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
F浮= G排= ρ液 gV排
阿基米德原理的应用
通过福利的变化情况推断其它力的变化情况
计算V排,计算F浮
比较浮力的大小
通过浮力测密度
课堂小结