(共15张PPT)
第2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?
猜 想
浮力与排开的液体有什么关系?
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。
浮力大小可能与排开液体的重力有关
猜想: 浮力的大小可能跟物体浸入液体
后排开的液体的重力有关.
小组讨论:
实验需要测量哪些量?怎样测量?
需要哪那些器材 如何设计实验过程?
F浮=G-F
G排=G2-G1
比较F浮和G排的大小
实验设计方案:
G
F
G1
G2
②
①
③
④
实验数据表格
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
一、阿基米德原理
分析数据得出结论
浸在液体中的物体所受的浮力等于物体排开液体受到的重力
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受到的重力。
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
一、阿基米德原理
对原理的理解
(1)物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
(2)浮力的大小只跟 和
有关.
(3)阿基米德原理的公式变形后可用来计算 ,也可用来计算 .
(4)阿基米德原理也适用于 .
液体的密度
物体排开液体的体积
排开液体的体积
液体的密度
气体
二、例题分析
1.阅读课本55页例题,仿照“重7N的实心铁球所受水的浮力”的计算过程,求出重7N的实心铝球浸没在水中所受的浮力.
计算后小组讨论:同样重的实心铁球和实心铝球受到水的浮力一样吗 为什么
答:不一样,因为同样重的铁球和铝球的体积不一样,两者均浸没在水中,排开水的多少不一样,所以同样重的实心铁球和实心铝球受到水的浮力是不一样的,且铝球受到的浮力更大.
2.同样重的铝块和铜块,都浸没在煤油中,哪个受到的浮力更大
3.同样重的两个铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,哪个受到的浮力更大
答:同样重的铝块和铜块,铝块的体积更大,都浸没在煤油中,铝块排开的水的质量更大,所以铝块受到的浮力更大.
答:同样重的两个铜块,浸没于液体中,排开液体的体积相同,由公式F浮=ρ液gV排可知铜块在密度更大的液体中受到的浮力更大,故甲受到的浮力更大.
4.各组讨论完成以下例题.
例1:将一重为2.7N的铝块挂在弹簧测力计的挂钩上,当铝块浸没在装满水的烧杯中时,溢出100 cm3的水.问:(g取10 N/kg)
(1)铝块受到的浮力为多大
(2)此时弹簧测力计的示数为多大
例2:将一物体挂在弹簧测力计的挂钩上,示数为70 N,将物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数为68N,则物体在水中受到的浮力是多少 物体的体积是多少 (g取10 N/kg)
解:(1)F浮=G排=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×
10 N/kg×100×10-6 m3=1 N
(2)F示=G-F浮=2.7 N-1 N=1.7 N
解:F浮=G-F示=70 N-68 N=2 N
V排= = =2×10-4 m3
V物=V排=2×10-4 m3
1.一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没在水中时,排开重20N的水,此时它所受的浮力为____N
2.将金属块的一半浸没水中,排开了0.6kg的水,金属块受到的浮力是 N。
20
6
三、应用练习
3.如图,甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动,则( )
A、两球受到的浮力一样大 B、乙球受到的浮力大 C、甲球受到的浮力大 D、条件不足,无法确定
甲
乙
C
三、应用练习
4.铁块的体积是100 cm3,全部浸入水中时,排开水的体积是 cm3,排开的水重是 N,受到的浮力是 N。如果将它全部浸入酒精中,受到的浮力是 N。(g取10 N/kg)
100
1
1
0.8
5. 在空气中用弹簧测力计测得某石块重5N;浸没在水中称量,弹簧测力计的示数为2N,求:
(1)该石块受到的浮力
(2)该石块的体积(取g=10N/kg)
(3)该石块的密度
1.阿基米德原理的探究实验
2.阿基米德原理的数学表达式
3.利用阿基米德原理的分析与计算
本课小结
谢 谢