人教版 初中物理 八年级下册 第十章 第2节 阿基米德原理 课件（40页ppt）

(共40张PPT)
第2节 阿基米德原理
八年级物理下册 人教版（2024新版）
第十章——浮力
复习回顾：
2、浮力的方向：
1、产生的原因：
3、求浮力的种方法：
4、浮力大小的影响因素：
浸入液体中的体积、液体的密度
液体对物体向上和向下的压力差。
总是竖直向上的
F浮=ρ液gV排
回顾：浮力大小与哪些因素有关？
浮力大小跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关.
浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大.
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
新课讲解
探究浮力的大小
一
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 液体的密度
浮力的大小可能跟排开液体的重力有关.
排开液体的重力越大
排开液体的质量越大
排开液体的体积越大
液体的密度越大
浮力越大
推 理
猜想：
×
？
实验器材：
实验目的：探究浮力大小与物体排开液体的重力的关系.
弹簧测力计、溢水杯、小桶、物体
F浮=G物-F
溢水杯
G排=G总-G桶
设计实验
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
②用弹簧测力计测出物体的重力G
①测出小桶所受的重力G1
实验过程
④测出小桶和排开水所受的总重力G2
⑤更换实验物体/不同液体，重复上述实验步骤。
③读出物体在水中时测力计的读数F
使实验结论具有普遍性；避免偶然性
次数 物体的重G/N 物体在液体中测力计示数F/N 浮力 F浮/N 小桶和排液的总重G2/N 小桶的重力G1/N 排开液体的重力G排/N
1 2N 1.5N 0.5N 1.5N 1N 0.5N
2 2N 1N 1N 2N 1N 1N
3 2N 0.5N 1.5N 2.5N 1N 1,5N
...
实验数据
⑥计算出浮力 F浮=G－F
⑦计算出排开水所受的重力G排 = G2－G1
⑧比较F浮与G排的大小。
F浮 =G排
大量实验数据表明：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。
公式表示：F浮=G排
小结
交流与讨论
1、在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响？
2、在测量排开液体的重力时，能否倒出水再测出空桶的重力？为什么？
导致溢出的水偏小，G排偏小
不能，桶壁沾有少量的水，测出空桶重力偏大，G排偏小
3、进行多次实验的目的是？
使结论更具普遍性，避免偶然性
1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力.
2.表达式：F 浮=G 排
4.变形公式：
3.推导公式：F 浮= G 排
阿基米德原理
= m 排g
=ρ液 V 排g
竖直向上
5.适用范围：液体和气体
F 浮= ρ液 gV 排
总结
1cm3=10-6m3
无论物体是漂浮、悬浮还是沉在水中，它所受的浮力等于其排开的水所受到的重力.
有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1x103kg/m3的塑料块。
(1)该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少
(2)若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少 g取10N/kg。
例题
解：
F浮=G排=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N
（2）塑料块在盐水中是漂浮，根据二力平衡原理F'浮=G物=0.22N
课堂小结
1.一个在节日放飞的气球，体积是620m3。这个气球在地面附近受到的浮力有多大？设地面附近气温是0℃，气压是1×105Pa，空气的密度是1.29kg/m3。
F浮=ρ气g V排=1.29 kg/m3×9.8N/kg×620m3=7838.04N
解：
巩固练习
2.一个不规则的实心物体，质量55g，放入装满纯水的烧杯中，沉入底部，排开0.5N的水。求：
（1）物体在纯水中所受的浮力； （2）物体的体积：
（3）物体的密度。（g=10N/kg）
解、（1）F浮=G排=0.5N
（2）由F浮=ρ水gV排得
浸没时V物= V排=5×10-5m3
（3）ρ物 =m物/V物=0.055kg/（5×10-5m3）=1.1×103kg/m3
F浮
巩固练习
（1）F浮＝G排=m排g=ρ液gV排
ρ液——
V排——
（2）F浮＝ρ液 gV排表明浮力大小只和 、 有关。
注意事项
物体排开的液体的体积.
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.
ρ液 V排
液体的密度；
浸没
部分浸入
（3）区分：浸没、浸入、浸在、没入.
“浸没”和“没入”基本相同，物体全部在液体中;
“浸入”和“浸在”看具体情况，物体不一定全部在液体中。
（4）比较体积V排 、V浸 、V物 。
A.浸没时：
B.部分浸入时：
V浸
V排=V浸=V物，
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
V排=V浸F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
G
F1
F2
水 水 未知液体
请根据图中所给的条件，求出物体的密度
隐含条件： 浸没
V物=V排
拓展
G
F1
F2
水 水 未知液体
请根据图中所给的条件，求出未知液体的密度
隐含条件： 浸没
V物=V排
拓展
解题总结
浸没在液体中的实心物体：
G物=ρ物gV物 F浮=ρ液gV排
可得： ，
浸没在液体中实心物体，所受重力与浮力之比等于物体与液体的密度之比。
即：
（1）用弹簧测力计测量物体的重力G；
（2）用弹簧测力计吊着物体，将物体浸没在水中时，记下弹簧测力计的示数F1；
由 ，则物体的密度：
（3）用弹簧测力计吊着物体，将物体浸没在某种液体中时，记下弹簧测力计的示数F2；
由 ，则液体的密度：
用弹簧测力计测量物质的密度
巩固练习
例1 某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
（1）先用弹簧测力计分
别测出空桶和石块的重
力，其中石块的重力大
小为________N。
3.8
巩固练习
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为________N。石块排开的水所受的重力可由_______（填字母代号）两个步骤测出。
（3）由以上步骤可初步得出结论：
浸在水中的物体所受浮力的大小等
于___________________________。
1.4
AD
排开液体的重力
（2）由称重法知：
F浮=G-F示=3.8N-2.4N=1.4N；
液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力，由图中AD两个步骤测出。
巩固练习
（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是________。
A．用原来的方案和器材多次测量取平均值
B．用原来的方案将水换成酒精进行实验
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
（5）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则_________（选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。
A
能
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
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=（300×10-6m3）/3=10-4 m3
F浮＝ρ液gV排
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
例题
压力差法： F浮=F下表面-F上表面
二力平衡法：F浮=G物
（漂浮、悬浮）
称重法：
F浮=G-F示
求浮力的四种方法：
阿基米德原理 F 浮= G 排=ρ液 gV 排
课堂小结
a b c d
1、从图a到图d的过程中物体所受浮力的变化情况是（ ）
F浮
h
F浮
h
F浮
h
A B C D
B
F浮
h
练一练
2、将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，已知ρ铜>ρ铁>ρ铝，则（ ）
A.铜球受到的浮力最大 B.铁球受到的浮力最大
C.铝球受到的浮力最大 D.浮力一样大
3、将同一木块先后放在水中和酒精中，他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.木块排开的水的体积大 D.木块排开的酒精的体积大
C
D
水
酒精
F浮=G排= ρ水 gV排
4、有一个重15.8N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？（g取10N/kg, ρ铁=7.9×103kg/m3）
=
=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3
=2N
0.7kg
7.9×103kg/m3
7N
10N/kg
G铁球
g
m铁球
ρ铁球
m=G/g=15.8N/10(N/kg)=1.58kg
V排=V铁球=
m
ρ铁
=2×10-4m3
1.58kg
7.9×103kg/m3
解：
答：铁球浸没在水中时受到的浮力为2N。
5．一金属块在空气中用弹簧测力计称得重力为27N，把它全部浸没在水中时，测力计的示数为17N，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？
10N
10-3m3
2.7×103kg/m3
课堂检测
弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中，如图甲所示；图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象，下列说法中正确的是(　　)
A. 物体的体积是500 cm3
B. 物体受到的最大浮力是5 N
C. 物体的密度是2.25×103 kg/m3
D. 物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 N
C
能力提升题
1.北京“水立方”中游泳的水深设计比一般标准游泳池深了0.5m。有人说，水的深度越深，其产生的浮力就越大，因此，各国运动员在“水立方”的比赛成绩普遍提高就不足为奇了。你认为他的说法正确吗？为什么？
练习与应用
不正确。
浸在水中的物体，所受浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，与液体的深度无关。
答：
2.请比较以下浮力的大小。
（1）同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？
根据G=ρg V 可知，当物体的重相同、密度相同时，其体积也相同，所以这两块铜块的体积是相同的，即V甲=V乙。又因为，它们都是浸没在液体中V排=V物。再根据F浮=ρ液g V排可知，当V排相同时，F浮与ρ液成正比，因为ρ水＞ρ油，所以F浮甲＞ F浮乙。
答：
练习与应用
（2）同样重的铝块和铜块，都浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？
根据G=ρg V 可知，当物体的重相同、体积与密度成反比，由于ρ铝＜ρ铜，所以V铝＞V铜，又因为，它们都是浸没在液体中V排=V物。再根据F浮=ρ液g V排可知，当ρ液相同时，F浮与V排成正比，因为V排铝＞V排铜，所以F浮铝＞ F浮铜。
答：
练习与应用
根据G=ρg V 可知，当物体的重相同、体积与密度成反比，由于ρ铝＜ρ铜，所以V铝＞V铜，又因为它们都是浸没在液体中V排=V物，所以V排铝＞V排铜。
又因为ρ水＞ρ油，所以ρ水V排铝＞ρ油V排铜，所以ρ水gV排铝＞ρ油gV排铜， 故F浮铝＞ F浮铜。
（3）同样重的铝块和铜块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大？
答：
练习与应用
3.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N。当把零件浸没在密度为0.8×103 kg/m3的油中时，测力计的示数是6.6N，金属零件的体积有多大？
解：
练习与应用
5.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。
F浮=G-F=4.74N-4.11N=0.63N
解：
练习与应用