10.2 阿基米德原理 教学课件(共42张PPT)初中物理人教版（2024）八年级下册

(共42张PPT)
第十章 浮力
第二节 阿基米德原理
素养目标
1
新课讲解
3
课程导入
2
经典例题
4
总结归纳
5
课堂练习
6
目录
物理观念
1.理解“物体浸在液体中的体积” 等于“物体排开液体的体积”
2.知道阿基米德原理，会用 F浮 = G排 = ρ液gV排 进行简单计算
科学思维
在探究浮力与液体密度、排开体积的关系时，能合理控制变量（如固定液体种类，改变物体浸入体积）
通过实验数据归纳结论，理解“排开液体体积”与“物体体积”的区别
素养目标
科学探究
通过实验探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系，锻炼研究问题的能力
科学态度与责任
结合船舶漂浮、潜水艇沉浮等实例，理解阿基米德原理在工程技术中的应用
讨论浮力知识在生活中的意义（如救生衣设计、热气球升空），激发学习兴趣
素养目标
课程导入
通过上节的探究，我们知道：物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。浮力的大小跟它们有什么定量的关系呢？
水
水
盐水
一、阿基米德灵感的启示
据说两千多年以前，古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。
随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。
一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：
物体浸在液体中的体积不就是物体排开的液体的体积吗？
我们可以在阿基米德灵感的启示下，进一步思考。
又由于物体所受的重力和它的质量是成正比的，
因此可以想到：物体在液体中所受的浮力与它的质量是成正比的
而排开液体的体积与液体密度的乘积就是排开液体的质量，所以上面的结论又可以说成：物体排开液体的质量越大，所 受的浮力越大。
如果用物体排开液体的体积取代物体浸在液体中的体积，上节探究的结果就可以说成：物体排开液体的体积 越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。
阿基米德
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
动手试一试
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
排开液体的体积越大
排开液体的质量越大
物体浸在液体中的体积越大
物体所受浮力
排开液体的重力
？
浮力
浸在液体中的体积
液体的密度ρ液
排开液体的体积V排
浮力的大小跟排开液体所受的重力有关
猜想
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
二、浮力的大小
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
浮力跟排开的液体的重力有什么关系？
浮力等于排开的液体的重力
（1）设法测出物体所受的浮力
（2）设法测出物体排开的液体所受的重力
（3）比较物体所受的浮力与排开液体所受重力的大小
突出问题
猜想
设计实验
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
甲
水
乙
水
丙
丁
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
甲
1.用弹簧测力计测量空桶所受的重力
实验步骤
小桶所受的重力G桶/N
获得数据
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
2.用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中和浸在水中静止时弹簧测力计的示数，计算物体在水中所受浮力的大小。同时用小桶将排开的水收集起来。
实验步骤
水
乙
水
丙
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
3.用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力，计算排开的水所受的重力。
实验步骤
丁
把测量的实验数据记录在表中
小桶所受的重力 G桶/N
物体所受的重力 G物/N
物体在水中时弹簧测力计的示数 F拉/N
小桶和排开水所受的总重力 G总/N
浮力 F浮/N
排开的水所受的重力 G排/N
次数 物体的重力 G物/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G总/N 小桶的重力G桶／N 排开液体的重力G排/N
1
2
3
2.15 1.35 1.10 0.3
2.15 1.80 0.35 0.65 0.3 0.35
2.15 1.60 0.55 0.85 0.3 0.55
0.80
0.80
浸在液体中的物体受到向上的浮力
浮力的大小等于物体排开水的重力
结论：
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 = ρ液 gV排
阿基米德原理
阿基米德
(公元前287-前212年)
5．区分：浸没（全部浸入）、部分浸入。
浸没时： V排=V浸=V物
F浮= ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
部分浸入时： V排= V浸 < V物
F浮= ρ液gV排=ρ液gV浸 < ρ液gV物
浸没、浸入、浸在、没入
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= r液 gV排 ）
浸没
部分浸没
通过浮力求物块密度
F示
F=G金属
水
未知液体
通过浮力求液体密度
G金属
F示1
F示2
形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里，受到的浮力相同，由此可知它们的( )
A.质量相同
B.体积相同
C.密度相同
D.物重相同
B
经典例题
答案：B
解析：已知受到的浮力相同，根据公式 可知，排开的水的体积相同，因为形状不同的铝块、铁块、铜块浸没在水里，所以排开的水的体积与物体的体积相等。则由此可知它们的体积相同。故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等。则甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
C
经典例题
答案C
解析：甲、乙排开液体的重力相等，根据阿基米德原理 可知，甲、乙所受浮力一样大。故选C。
宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。如图为打捞过程示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置所受浮力分别为 ，下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
B
经典例题
答案：B
解析：由题图可知，船在三个位置排开水的体积关系为
，根据 可知，船在三个位置受到的浮力的大小关系为 。故选B。
如图所示，为验证阿基米德原理，小明将装满水的溢水杯放到电子秤上，再用细线系住铝块使其缓慢浸入水中，铝块始终不与溢水杯接触。在这一过程中( )
A.水对溢水杯底的压力变小
B.水对溢水杯底的压强变大
C.绳对铝块的拉力等于铝块排开水的重力
D.若电子秤示数不变，则验证了阿基米德原理
D
经典例题
答案：D
解析：铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，溢水杯中水的深度不变，根据公式 可知，水对溢水杯底的压强不变，根据公式 可知，水对溢水杯底的压力不变，故A、B错误；铝块浸没在水中静止时，绳对铝块的拉力等于铝块所受的重力和浮力之差，故C错误；铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比，若电子秤示数不变，则说明铝块受到的浮力等于排开水的重力，则验证了阿基米德原理，故D正确。故选D。
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
阿基米德原理的应用
通过福利的变化情况推断其它力的变化情况
计算V排，计算F浮
比较浮力的大小
通过浮力测密度
课堂练习
1.一质地均匀的木块浮在水面时，有 的体积露出水面，若截去这露出水面的部分，则剩下的木块将会( )
A.全部浸在水中 B.有 的体积露出水面
C.有一半的体积露出水面 D.有 的体积露出水面
B
2.如图所示，三个球体积相同，都静止在水中，则( )
A.A球所受浮力最大
B.B球所受浮力最大
C.C球所受浮力最大
D.三个球所受浮力一样大
D
2.答案：D
解析：由图可知，三个球全浸入，A、B、C球体积相同，排开水的体积相同，由 可得受到水的浮力相同，故D正确，ABC错误，
3.如图所示，鱼缸中小金鱼吐出的气泡在水中上升的过程中体积逐渐变大，测气泡所受压强和浮力的变化情况是( )
A.压强变小，浮力变小
B.压强变小，浮力变大
C.压强变大，浮力不变
D.压强不变，浮力不变
B
3.答案：B
解析：气泡在上升过程中，体积逐渐变大，所处的深度变小，由
可知，气泡受到的压强不断变小；由 可知，气泡排开液体的体积变大，气泡受到的浮力不断变大。故选B。
4.浮在水面上一正方体物块，若水面上部分高度为a，水面下部分高度为b，则物块密度为( )
A. B.
C. D.
B
5.如图甲所示，一轻质细绳固定在正方体木块的中央，木块浸入水的过程中，细绳对木块竖直方向的拉力F与木块下表面到水面距离h的关系如图乙所示， 。下列说法正确的是( )
A.木块的重力为10N
B.木块的边长为7cm
C.当 时，木块排开水的体积为
D.木块全部浸没在水中受到的浮力为10N
D
谢谢