第三节 阿基米德原理 教学课件 初中物理沪科版八年级全一册

(共27张PPT)
第九章 浮力
第三节 阿基米德原理
相传叙拉古国国王让工匠替他做了一顶纯
金王冠。做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了
假，国王请阿基米德来检验，又不能破坏王冠。
最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一
天他去澡堂洗澡，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“尤里卡!尤里卡(我知道了)!”。
阿基米德想到了什么方法呢
第三节 阿基米德原理
情 境 导 入
阿基米德的灵感
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。
浸没水中，排开的水的体积不等。
一、实验探究阿基米德原理
第三节 阿基米德原理
新课探究
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。
物体排开液体越多，所受浮力越大
想想做做
新课探究
情境导入
课堂小结
换言之，物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关。
实验表明：物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
新课探究
情境导入
课堂小结
二、探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
【实验器材】石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水
⑴用弹簧测力计先测出石块的重力G。
⑵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】
新课探究
情境导入
课堂小结
⑶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′。
⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总 。
0.70N
0.90N
新课探究
情境导入
课堂小结
【实验数据分析】
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？
新课探究
情境导入
课堂小结
【实验结论】
浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。这便是著名的阿基米德原理。
公式：F浮 = G排=ρ液g V排
【特别提醒】阿基米德原理也适用于气体，在气体中受到的浮力F浮=ρ气gV排。
新课探究
情境导入
课堂小结
2.公式：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
三、阿基米德原理
1.内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
新课探究
情境导入
课堂小结
（1）区分：浸没、浸入、浸在、没入.
（2）F浮＝ρ液gV排
ρ液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积.
（3）F浮＝ ρ液 gV排表明浮力大小只和 ρ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.
新课探究
情境导入
课堂小结
对原理的理解
（1）物体“浸入液体中”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
新课探究
情境导入
课堂小结
当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，由于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
（2）阿基米德原理同样适用于气体。
新课探究
情境导入
课堂小结
（1）物体“浸入液体中”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
A．浸没时，V排=V浸=V物
B．部分浸入时， V排=V浸关于阿基米德原理的讨论
新课探究
情境导入
课堂小结
（2）浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
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
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
新课探究
情境导入
课堂小结
（3）F浮＝ ρ液 gV排 —— 决定式
表明浮力大小只和ρ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。
新课探究
情境导入
课堂小结
例题 有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？
解析 根据阿基米德原理，铁球受到的浮力的大小等于它排开的水所受重力的大小，即F浮=G排。由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积等于铁球的体积，而铁球的体积可以由体积、质量、密度的关系式V= 求出。
典型例题
新课探究
情境导入
课堂小结
解：铁球的质量：
铁球的体积：
铁球排开水的体积等于铁球的体积：V排=V铁=8.9×10-5m3
铁球排开的水所受的重力：
G排=m排g=ρ水V排g=1×103kg/m3×8.9×10-5m3×10N/kg=0.89N
根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水所受的重力相等，即
F浮=G排=0.89N
新课探究
情境导入
课堂小结
因此，例题中铁球所受浮力为：
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：
V物=V排
浸没在液体中的实心物体，所受重力与浮力之比等于物体与液体的密度之比。
即：
新课探究
情境导入
课堂小结
（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
新课探究
情境导入
课堂小结
★课堂练习
1.将一小石块浸没在水中，放手后小石块沉入水底，在小石块下沉过程中，下列分析正确的是（　）
A．浮力变大 B．浮力变小
C．浮力大于重力 D．浮力小于重力
D
课堂练习
新课探究
情境导入
课堂小结
★课堂练习
2.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则（　）。
A．甲杯中的盐水密度较大
B．乙杯底部所受的液体压强较大
C．甲杯底部所受的液体压力较大
D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
B
新课探究
情境导入
课堂小结
★课堂练习
3.在水中，鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示，下列说法正确的是（　）
A．水对石头的压强比对木头的小
B．木头受到的浮力大于它自身的重力
C．鱼受到的浮力等于它排开水的重力
D．石头受到的浮力等于它自身的重力
C
新课探究
情境导入
课堂小结
★典例分析
AC
4.三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水，待水和球都稳定后，观察到如图所示的情况，此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是（ ）
A.乙球的重力与它受到的浮力相等
B.甲球的重力大于它受到的浮力
C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙
D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲新课探究
情境导入
课堂小结
★典例分析
5.如图所示是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1=________N。（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与
有关；分析图中 _______两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。（4）实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为 _______ 法。
2
物体排开液体的体积
丙和丁
控制变量
新课探究
情境导入
课堂小结
4.8
阿基米德原理
阿基米德原理实验的目的、方法和结论
内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
公式：F 浮=G 排
第三节 阿基米德原理
课 堂 小 结
THANK YOU