9.2阿基米德原理 课件 (共29张PPT) 2023-2024学年度粤沪版物理八年级下册

(共29张PPT)
第2节 阿基米德原理
八年级下
新课引入
阿基米德在澡盆中大声说“尤里卡（我知道了）”
你知道他知道了什么吗？
物体浸入液体的体积
= 物体排开液体的体积
用一个饮料罐代替阿基米德，用手将它逐渐放入装满水的大杯子，会发生什么现象呢？
随着饮料罐浸入水中的体积越来越大，杯子里的水不断溢出，说明饮料罐排开的水的体积也越多。
V浸 = V排
活 动 1
模拟阿基米德浸入浴缸的过程
实验现象：
排水法
物体进入液体的体积越大，所受浮力越大
物体排开液体的体积越大，所受浮力越大
1. 知道阿基米德原理
2. 会用阿基米德原理进行简单计算
学习目标
难点
重点
新知学习
m排
浮力与浸在液体中的体积、液体密度有关
V浸、ρ液
V排、ρ液
G排
F浮
浮力 F浮 的大小与 G排
有什么定量关系？
复习回顾
排开水的体积V排=V浸
实 验 1
探究浮力的大小
1.提出问题：
如何测出小石块所受浮力的大小？
思考
F浮 = G物 – F拉（称重法）
2.设计实验：
物体所受浮力的大小与排开液体的重力具有什么关系？
怎样测量排开液体所受的重力？
思考
G排 = G桶+水－G桶
溢水杯
在溢水杯中加水直到液面与溢水口平齐，这样物体在浸入水中时，被排开的水就会全部通过溢水口流入小桶中了，然后测出它的重力。
弹簧测力计、铁架台、小石块、溢水杯、小桶、清水
3.实验器材：
4.实验步骤：
F浮 =
G石 - F'
b
c
G
F浮
F
'
a
3、图(c)，用弹簧测力计测出接了水后
的杯子和水的总重力G总。
2、图(b)，石块浸没在水面与溢口平齐
的溢杯中，用空杯接排开出来的水，
读出弹簧测力计测出示数F'；
G排 =
G总 - G杯
1、图(a)，用弹簧测力计分别测出石块
和空杯所受的重力，记为G石和G杯；
5.实验视频：
6.记录数据：
石块重 G石/N 空杯重 G杯/N 石块浸没水中时弹簧测力计的示数F'/N 杯、水总重力G总/N 浮力的大小F浮/N 排开水所受的重力G排/N
1.25N
0.31N
1.05N
0.69N
0.30N
0.51N
0.86N
0.95N
0.20N
0.56N
0.95N
0.20N
0.55N
0.97N
浮力的大小等于物体排开液体的重力
7.实验结论：
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。这就是著名的阿基米德原理。
阿基米德原理
1、内容：
2、公式：
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
再次证明浮力大小只和 ρ液、V排有关，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。
ρ液 —— 液体的密度；
V排 —— 物体排开的液体的体积；
阿基米德原理对于气体也适用吗？
不仅适用于液体，同样也适用于气体。
3、适用范围：
1. 物体全部浸入（浸没）液体时：V排 = V浸 = V物
2. 物体部分浸入液体时：V排 = V浸 < V物
4、关于V排：
地球表面上的物体一般都浸没在空气中：
F浮=G排=m排g=ρ空气gV排
利用压力差法推导阿基米德原理
思考
p底面=ρ液gh
F底面=pS=ρ液ghS
V排=hS
F浮=F下-F上=ρ液gV排-0=ρ液gV排=G排
上下竖直的物体
S
h
G
F浮
归纳
F浮 = G排 = ρ液 gV排
4. 平衡法：
3. 公式法求浮力：
2. 压力差法求浮力：
1.称量法求浮力：
F浮 = G - F弹
（用弹簧测力计测浮力）
F浮 = F下－F上
F浮 = G
（浮力的产生原因求浮力）
（阿基米德原理求浮力）
（二力平衡求浮力：静止或匀速直线运动）
计算浮力的方法
阿基米德原理的应用
将木头凿成独木舟
万吨的钢铁游轮
充气的羊皮筏
热气球
现实版的曹冲称象
思考
踩在浅水区的石子上会感觉有些硌脚，而在深水区，踩在石子上反而没有什么感觉了，你知道是为什么吗？
在浅水区时人排开水的体积较小，而在深水区，人排开液体的体积较大，根据阿基米德原理，人在深水区所受浮力更大，人对石子的压力减小，石子对人的作用力减小，而不觉得硌脚了
阿基米德原理相关计算
例、在如图所示的实验中，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？
解：根据阿基米德原理，浮力的大小应等于被物体排开的液体的重力。
(1)物体浸没在水中时，它排开的水的体积V排=V=50 cm3=5×10-5 m3
它排开的水的重力
G排=m排水g=ρ水V排g=1×103 kg/m3×5×10-5 m3×10 N/kg=0.5 N
所以，物体受到水的浮力F浮=G排=0.5 N
(2)把物体完全浸没在密度为1.1×103 kg/m3的盐水中，它排开盐水的重力为多少？它受到的浮力多大？
(2)浸没在盐水中时，被物体排开的盐水的体积V排=V=5×10-5 m3，排开盐水的重力：
G排'=m盐水g=ρ盐水V排g=1.1×103 kg/m3×5×10-5 m3×10 N/kg=0.55 N
所以，物体受到盐水的浮力F浮'=G排'=0.55 N
课堂小结
阿基米德原理
探究浮力大小跟排开
液体所受重力的关系
F浮 = G排
阿基米德原理
定义
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
公式及推导式
F浮 = G排 = m排 g = ρ液 gV排
适用范围
液体中的物体
气体中的物体
随堂练习
1、浸体积相同形状不同的铝块、铁块、铅块，浸没在水中不同深度的地方，则（　　）
A. 铝块受到的浮力最大 　　
B. 铅块受到的浮力最小
C. 铁块受到的浮力最大 　　
D. 受到的浮力一样大
D
V排相同
2、浸在液体中的物体，受到的浮力大小取决于（ ）
A. 物体的体积和液体的密度
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
C
3、某物体重为0.5N，把它放在盛有水的烧杯中，溢出0.3N的水，则它受到的浮力（ 　 ）
A.一定为0.3N　　
B.可能为0.2N　　　
C.一定为0.5N　　
D.可能为0.4N
D
原烧杯中的水是满的，F浮=0.3N
原烧杯中的水不是满的，F浮>0.3N
（2）分析C、D两图知道：当金属
块浸没入水中后，所受浮力的大小
与它浸入水的深度________（选填“有关”或“无关”）。因为此时金属块浸入水的 没有发生变化。
4、小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验，请你根据小明的实验探究回答下列问题。
（1）金属块在图C中受到的浮力为________N。
2
无关
体积
（4）综合上述实验得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与 和 有关。
（3）小明______（选填“能”或“不能”）利用图B和E探究浮力的大小与液体密度有关，理由是
。
不能
没有控制排开液体的体积相同
液体的密度
物体排开液体的体积
5、一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为 27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为 17 N，取 g = 10N/kg ，则：
（1）该金属块受到水对它的浮力是多大？
（2）物体的体积是多少？
（3）金属块的密度是多大？
解：（1）F浮 = G－F = 27N－17N = 10N
答：该金属块受到水对它的浮力是10N。
5、一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为 27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为 17 N，取 g = 10N/kg ，则：
（2）物体的体积是多少？
（2） 由阿基米德公式 F浮 = ρ液 gV排 得
物体浸没在水中，V物 = V排 = 1.0×10-3 m3
答：物体的体积是1.0×10-3 m3。
5、一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为 27 N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为 17 N，取 g = 10N/kg ，则：
（3）金属块的密度是多大？
答：金属块的密度是2.7×103kg/m3。
（3）由 ，G = mg 得