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第九章 浮力与升力
沪粤版(HY) 物理(八年级 下)
9.2 阿基米德原理
1.知道物体浸在液体中的体积与其排开液体体积的关系
教学目标
2.知道浮力大小与物体排开液体的重力的关系
3.能描述阿基米德原理内容
4.会用阿基米德原理的公式及推导式,计算浮力大小
某天他去洗澡,当他坐进澡盆里时,看到水往外溢,同时感到身体被轻轻拖起。他兴奋地跳出澡盆,奔向街头,大声喊着“攸勒加!攸勒加(我知道了)!”
排开液体的
体积
物体浸在液体中的体积
=
等质量的不同物质,由于密度不同,体积不等。
现在你知道阿基米德是怎么辨别出来的了吗?
阿基米德又有了进一步的思考
影响浮力大小的因素
物体浸在液体中的体积(V浸)
液体的密度(ρ排)
物体排开液体的体积(V排)
V排
ρ液
×
=
m排
F浮
G排
浮力的大小跟排开液体的重力存在什么定量关系呢?
【实验】探究浮力的大小
提出问题:
浮力的大小跟物体排开液体的重力存在什么定量关系呢?
猜想:
1.可能相等
2.可能成正比
需要测量哪几个量?
设计实验:
如何收集排开液体的体积?
如何测出排开液体所受的重力?
说一说你的实验方案?
进行实验:
实验次数 物重 空杯重 物体在水中测力计示数 浮力 杯子与排开水的总重 排开水重
1
2
3
实验记录:
你发现了什么?
实验结论:
物体所受浮力F浮与被物体排开水的重力G排大小相等。
交流与评估:
说一说你在实验过程中遇到的问题。
阿基米德原理:浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
公式:
适用范围:
F浮=G排
液体和气体
推导式:
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
物体浸在液体中分为两种情况:
浸没时:
V排=V物
F浮=ρ液gV排
=ρ液gV浸=ρ液gV物
浸入时:
V排<V物
F浮=ρ液gV排
=ρ液gV浸<ρ液gV物
对于同一物体而言,浸没时受到的浮力大,部分
浸入时受到的浮力小,而且浸入的体积越小,所受的
浮力也越小。
你能用阿基米德原理解释下列现象吗?
独木舟能载人、载物
钢铁制成的万吨级巨轮不会下沉
【课本例题】例题:在图所示的实验中,如果物体的体积V=50cm3,g取10N/kg,试问:
(1)把物体完全浸没在水中时,它排开水的重力为多少?它受到的浮力多大?
(2)把物体完全浸没在密度为1.1×103kg/m3的盐水中,它排开盐水的重力为多少?它受到的浮力多大?
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
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力
F浮= G排= ρ液 gV排
计算V排,计算F浮
1.如图所示是验证阿基米德原理的实验步骤示意图,依次读出图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。
(1)由甲、乙两图弹簧测力计的示数以求出石块所受的浮力
F浮=___________(用测量量表示)。
(2)若F1、F2、F3、F4之间满足关系式:__________________,
则可验证阿基米德原理。
F1-F2
F1-F2=F4-F3
2.一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上,它的2/3体积露出水面,它受的浮力是_______N。(g取10 N/kg)
1
3.将同一木块先后放在水中和酒精中,它们在两种液体中均漂浮,则( )
A.木块在水中受到的浮力大
B.木块在酒精中受到的浮力大
C.甲是酒精
D.木块排开的水的体积小
D
甲
乙
4.“曹冲称象”是大家熟悉的故事。由于大象很重,当时还没有这样大的秤可以直接称。曹冲的办法是:先把大象拉到船上,记下船的吃水深度;再用许多石块代替大象,使船达到同样的吃水深度;最后称出这些石块的总重,也就知道大象的体重了。“曹冲称象”这个故事蕴含着物理研究中的一种思维方法—等效变换。请你分析一下,为什么能用石块受到的重力替代大象的重力?
前后两次吃水深度相同,则船两次排开的水的体积不变,故船前后两次受到的浮力不变,根据阿基米德原理可知,前后两次总重力相同,即大象的重量与石头的重量相等。