9.2阿基米德原理 2023-2024学年沪科版物理八年级下册课件

(共41张PPT)
沪科版物理八年级下册
第二节 阿基米德原理
第1课时 阿基米德原理
第九章 浮 力
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？
导入新课
1.通过实验探究知道影响浮力大小的因素。（重点）
2.理解阿基米德原理，会用阿基米德原理计算浮力大小。（难点）
学习目标
导入新课
把空饮料罐用手按入水桶中，饮料罐进入水中越深，手的感觉有什么变化？
分析一下，浮力大小和什么因素有关？
浮力的大小与哪些因素有关
一
讲授新课
实验探究：影响物体浮力大小的因素
讲授新课
实验猜想：
猜想1：浮力可能与液体的密度有关
猜想2：浮力可能与物体的体积有关
猜想3：浮力可能与物体浸入液体的深度有关
其他猜想：…… …… …… ……
讲授新课
设计实验1：
1.把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。
2.在清水中加盐，改变水的密度，再观察出现的现象。
在清水中，鸡蛋下沉。
清水中加入食盐后，盐水的密度增大，鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。
实验结论：猜想1正确，浮力的大小跟液体的密度有关。
（1）
（2）
讲授新课
设计实验2：
2.两个弹簧测力计的读数一样吗？分别是多少？
4.实验说明了什么问题？
1.把同一物体浸入相同的液体中。
3.容器中的液体的液面发生什么样的变化？
实验结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
讲授新课
设计实验3：
1.把物体放入清水中，观察测力计的读数F1。
2.改变物体在水中深度，再观察测力计的读数 F2 。
3.比较两次的读数 F1 和 F2 。
测力计的读数 F1 = 2N。
测力计的读数 F2 = 2N。
实验结论：浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。
讲授新课
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的 有关，还与物体排开液体的 有关， 而与浸没在液体中的 无关。
密度
体积
深度
根据猜想1、2、3，得出的实验结论：
实验2，浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
实验3，浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。
实验1，浮力的大小跟液体的密度有关。
分析归纳
讲授新课
实验探究：探究浮力的大小
实验器材：石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水
（1）用弹簧测力计先测出石块的重力G
（2）用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯
1.15N
0.45N
实验步骤：
讲授新课
阿基米德原理
二
（3）把石块浸没在盛满水的溢水杯里，用空杯承接从溢水杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计的示数F′。
（4）用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总 。
0.70N
0.90N
讲授新课
收集实验数据：
研究对象 物重G/N 空杯重 G杯/N 物体浸没水中时弹簧测力计 示数F′/N 杯、水总重G总/N 浮力的大小 F浮/N 排开水的重力G排/N
石块 0.45
铝块 0.45
铁块 0.45
1.15
0.70
0.90
0.45
0.45
0.54
0.34
0.20
0.20
0.65
0.78
0.68
0.10
0.55
0.10
比较浮力的大小和物体排开水的重力，你发现了什么？
讲授新课
实验结论：
浸入液体中的物体所受的浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力的大小。这便是著名的“阿基米德原理”。
公式：F浮 = G排=ρ液 g V排
讲授新课
验证阿基米德原理
讲授新课
讲授新课
1.区分：浸没、浸入、浸在、没入；
2.F浮＝r液 gV排 r液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积；
3.F浮＝ r液 gV排
表明浮力大小只和 r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。
关于阿基米德原理的讨论
讲授新课
对阿基米德原理的理解
（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。
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。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。
浸没
部分浸入
讲授新课
（2）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
A.浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
B.部分浸入时： V排=V浸F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸V浸
讲授新课
（3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同.
根据公式 F浮=ρ液g V排，浸没时， V排 = V物，当ρ液不同
时，浮力也随之变化。
（4）阿基米德原理同样适用于气体。
讲授新课
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，它受的浮力是多大 N。（g取10 N/kg）
1
解析：根据阿基米德原理：
F浮＝G排液＝ρ液gV排
　 据题意V排＝V/3
F浮＝ρ液gV排
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
练一练
讲授新课
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
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
先不变后变小
1.乒乓球从水中上浮到水面的过程中，所受浮力大小如何变化？
随堂训练
2.下列关于浮力的说法中，正确的是（ ）
A.物体在液体中浸得越深，受到的浮力越大。
B.物体的体积越大，受到浮力越大。
C.物体受的重力越小，受到的浮力越大。
D.物体排开液体的重力越大，受到的浮力越大
D
随堂训练
3.用弹簧秤在空气中称一铁块，测得重20牛，当把这个铁块的一部分浸在水中时，弹簧秤的读数为16牛，这时铁块受到的浮力是 N，若将铁块全部浸没在水中，铁块受到的浮力是6牛，这时弹簧秤的读数为 N。
4
14
随堂训练
4.某物体挂在弹簧测力计上，称得其重为90N；把该物体浸没在水中时，弹簧测力计的读数为50N，该物体浸没在水中所受到的浮力是_____N；若该物体有一半体积露出水面时，它受到的浮力是______N，弹簧测力计的读数是：_____N。
40
20
70
随堂训练
沪科版物理八年级下册
第二节 阿基米德原理
第2课时 阿基米德原理的应用
第九章 浮 力
1.阿基米德原理：浸在液体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力，即：
F浮=G排=m排g=ρgV排
同样，阿基米德原理可以推广到气体的浮力上：浸在气体里的物体，受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的气体受到的重力。
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
2.称重法：
F浮=G-F示
导入新课
1.能用阿基米德原理公式进行浮力计算。
2.会综合利用阿基米德原理法与称重法测量物质的密度。
学习目标
导入新课
例1 一铁制“金箍棒”的体积为2cm3，则它浸没在水中受到的浮力为多少？（ρ铁=7.9×103kg/m3，ρ水=1.0×103kg/m3）
F浮 =G排=ρgV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-6m3
=0.02N
讲授新课
例2 一个潜水员的体积为50cm3，则他浸没在海水中受到的浮力是多少？（ρ海水=1.03×103kg/m3）
F浮 =G排=ρgV排
=1.03×103kg/m3×10N/kg×50×10-6m3
=0.515N
讲授新课
例3 一个在节日放飞的气球，体积为620cm3。这个气球在地面附近受到的浮力有多大？（此时氢气的密度为0.09kg/m3，空气的密度为1.29kg/m3）
F浮=G排=ρgV排
=1.29kg/m3×10N/kg×620×10-6m3
=0.008N
讲授新课
例4 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数为6.6N。求：
（1）金属零件在油中受到的浮力；
（2）金属零件的体积；
（3）金属零件的密度。
（1）利用F浮=G-F（称重法），金属零件在油中受到的浮力为：F浮=G-F示=7.4N-6.6N=0.8N。
讲授新课
（2）金属零件浸没在水中，排开水的体积即是自身的体积，由阿基米德原理：F浮=ρ液gV排得
V=V排= = =10-4m3
F浮
ρ液g
0.8N
0.8×103kg/m3×10N/kg
例4 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数为6.6N。求：
（1）金属零件在油中受到的浮力；
（2）金属零件的体积；
（3）金属零件的密度。
讲授新课
例4 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数为6.6N。求：
（1）金属零件在油中受到的浮力；
（2）金属零件的体积；
（3）金属零件的密度。
（3）金属块的重力为7.4N，由G=mg可得：
m= = =0.74kg
G
g
7.4N
10N/kg
由m=ρV得金属零件的密度 ρ= = =7.4×103kg/m3
m
V
0.74kg
10-4m3
讲授新课
关于浮力计算的几种方法：
1. F浮=G-F（称重法）
2. F浮＝G排＝m排g
3. F浮=ρ液gV排
课堂小结
1.将物体挂在弹簧秤下，然后将物体浸入水中，弹簧秤的示数逐渐变 ；当物体全部浸入水中再慢慢来下沉（不碰到水底），弹簧秤的示数 。若物体的重力为10N，某一时刻弹簧秤的读数为6N，此时物体受到的浮力为 N。
小
不变
4
随堂训练
2.A、B、C三个物体体积相同，在水中的情况如图所示，则三个物体受到的浮力大小情况是（ ）
A. FA >FB > FC
B. FC > FB > FA
C. FB > FA > FC
D. FA = FB = FC
A
B
C
B
随堂训练
3.体积为200cm3的铁块，一半浸在酒精里，它受到的浮力有多大？（g取10N/kg）
解：铁块排开酒精体积：
V排=100cm3=1.0×10-4m3
铁块受到浮力的大小为：
F浮=ρ酒精gV排 =0.8×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-4m3
=0.8N
随堂训练
4.法国“大力神号”充氦气艇，体积为1500000m3，质量为1000t，受到的浮力有多大？问汽艇在空中可载多重的货物？（空气的密度为1.29kg/m3，g取10N/kg）
F浮 =G排=ρ空气gV排
=1.29kg/m3×10N/kg×1500000m3
=1.94×107N
由二力平衡：F货=F浮-G艇=1.94×107N -1×107N=9.4×106N
氦气艇的重力G艇=m艇g=1000×103kg×10N/kg=1×107N
故载重量m货= = = 9.4×105kg=940t
F货
g
9.4×106N
10N/kg
随堂训练
谢谢观看