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第九章第二节
阿基米德原理
粤沪版物理八年级下册
一连几天,阿基米德闭门谢客,反覆琢磨,因为实心的金块与镂空的王冠外形不同,不砸碎王冠铸成金块,便无法求算其体积,也就无法验证是否掺了假.他绞尽脑汁也百思不得其解。
叙拉古国王艾希罗交给金匠一块纯金,命令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠。王冠制成后,国王拿在手里掂了掂,觉得有点轻.他叫来金匠问是否掺了假。金匠以脑袋担保,并当面用秤来称,与原来金块的重量一两不差。可是,掺上别的东西也是可以凑足重量的。国王既不能肯定有假,又不相信金匠的誓言,于是把阿基米德找来,要他解此难题,但不允许将王冠砸碎。
有一天… … …
雄伟航空母舰为什么能浮在水面上
什么是浮力?
死海不死
活动:探究浮力的大小
物体在空气中,弹簧测力计的示数为G =1.0N,在水中的示数为F’=0.68N,那么,水对石块的浮力F浮=G -F’=0.32N。
F′=0.68N
G=1.0N
活动2:浮力大小与哪些因素有关
说明:浮力大小与 液体的密度 有关。
往杯里不断地加盐,轻轻搅拌一会后鸡蛋会浮上来。
说明:浮力大小与 物体排开液体的体积 有关。
当物体排开液体的体积增大时,弹簧测力计的示数发生了变化。
结论:物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。
活动3: 探究浮力的大小
也可用这样的装置代替溢水杯
实验用具:溢水杯
当液体停止流动时,液面与溢水口相平。
观察物体慢慢浸入水中
不同体积时的情况?
排开水的体积一定等于物体体积吗?
物体浸入部分越多,排开的水 ,拉力 。
物体排开的水
我的猜想
物体排开水越多,受到的浮力 。
生活中你有这样的感受吗?
排开水越多,排开的水的体积V越大,
排开的水的质量m越大,
排开的水的重力G越大,
浮力与哪个物理量建立了直接的数量关系?
这两个物理量之间是几倍的数量关系呢?
测量浮力
关键1:如何测量浮力(F浮)?
关键2:如何收集“物体排开的液体”,并测量其所受的重力(G排)?
探究浮力与排开水的重力之间的关系
研究对象 物体在空气中的重力
G物/N 空杯重
G杯/N 物体浸没在液体中弹簧测力计的示数
F′ /N 杯、水总重
G总/N 浮力的大小
F浮/N 排开水所受的重力
G排/N
分析比较每一次实验中的浮力和排开水的重力,你能得出什么结论?
结论
1.阿基米德原理内容:物体全部或部分浸在液体中时,它会受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力的大小。
2.阿基米德原理的数学表达式: F浮=G排
①物体排开液体体积相等时,液体密度越大,浮力越大。
②液体密度相等时,物体排开液体体积越大,浮力越大
3.阿基米德原理也适用于气体。
反馈练习
1.液体对浸在它里面的物体,具有 的托力,物理学中把这个力叫做 。
2.浴缸里放满水,人坐进去后,排开400牛的水,则人受到的浮力为 牛。
阿基米德原理公式的变形
F浮=G排 F浮= 液gv排
∵ G排= m排g, m排= 液v排
∴ F浮= 液gv排
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
2.浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
①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
②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
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。
把一物体吊在弹簧测力计上,在空气中称物体重1.96N,浸没在水中称时, 弹簧测力计示减小了0.49N,物体在水中受到的浮力 N。 浸没在某种液体中时, 弹簧测力计示数为1.16N,物体在这种液体中受到的浮力为 N。
例1
例2
在水中游泳的人要上岸从深水处向浅水处行走的过程中( )
A. 人所受的重力逐渐变小
B. 人所受的重力逐渐变大
C. 水池底对人的支持力逐渐变小
D. 水池底对人的支持力逐渐变大
例3
某物体重0.5N,把它放入盛有水的烧杯中,溢出重为0.3N的水,则它受到的浮力为( )
A.一定为0.3N
B.可能为0.2N
C.一定为0.5N
D.可能为0.4N
例4 比较下列物体受的浮力
⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铁
F浮铝 = F浮铁= F浮铜
铜
铝
⑵如图所示,A、B两个物体的体积相
等,哪个受到的浮力大?
A
B
F浮A< F浮B
⑶如图所示,A、B两个金属块的体积相等,哪个受到的浮力大? (ρ水> ρ酒精)
A
水
B
酒精
F浮A> F浮B
拓展:质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中,
受到的浮力大。
铜
铝
(ρ铜>ρ铝)
比较下列物体受的浮力
把密度为7.8× 103 kg/m3、体积为500cm3的铁块浸没在密度为0.8×103 kg/m3的煤油中,受到的浮力为多少牛?
提示 :铁块完全浸没在煤油中, V排= V物。
F浮= ρ液V排g= 0.8×103 kg/m3×500 × 10-6m3 × 9.8N/kg=3.92N
例5
谢谢!