八年级物理下册10.2阿基米德原理课件人教版-46张

(共46张PPT)
10.2 阿基米德原理
情景导入
原名永丰舰，先后经历“护国运动”“护法运动”“武汉保卫战”、“孙中山广州蒙难”、“中山舰事件”等五大历史事件，是中国革命史的重要实物见证。1938 年 10 月 24 日，被日本战斗机击沉。
情景导入
1986 年夏，湖北省开始筹划打捞中山舰，1997 年打捞出水。
打捞中山舰用到的方法是浮筒法，这个方法的原理是什么呢？
情景导入
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 ???? ……
回顾
浮力大小与哪些因素有关？
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。
物体浸在液体中的体积＝排开液体的体积
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。
思考
排开液体的体积与液体的密度，这两个物体量决定了什么？有没有一种表述方式同时包括这两种因素？
猜想
浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
排开液体的体积×液体的密度＝排开液体的质量
浮力的大小跟排开液体的重力有关。
猜想
排开液体的体积越大
排开液体的质量越大
液体的密度越大
浮力越大
?排开液体的重力越大

需要测量的物理量：
探究
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
物体重力、拉力、容器重力、容器与排出的液体总重力。
排开液体所受重力
浮力
测量
因变量
自变量
测量
弹簧测力计间接测量
G排＝G总－G容器
弹簧测力计间接测量
F浮＝G－F拉
探究
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
探究
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
1. 如图甲，用测力计测出某物体所受的重力 ???G物??? 。
探究
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
2. 如图乙，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的读数 ?????F拉????? 。同时，用小桶收集物体排开的水。
探究
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
3. 如图丙，测出小桶和排开水所受的总重力 G??????总?????? 。
4. 如图丁，测出小桶所受的重力 G桶????? 。
5. 更换不同的物体，再做两次实验，并将实验数据记录在表格中。
探究
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
大量的实验结果表明，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。
0.78
0.76
0.26
0.77
0.66
0.17
0.14
0.14
0.14
0.04
0.04
0.04
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.09
实验反思
实验过程是否有可以改进的地方？
为了减小实验误差可以先进行甲和丁，再进行乙和丙。
例题
?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，验证阿基米德原理。
（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
例题
?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，验证阿基米德原理。
（?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。
1.4
AD
例题
?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，验证阿基米德原理。
（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 _________________________ 。
物体排开液体的重力
例题
?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，验证阿基米德原理。
（4）图 E 是另一个实验小组的实验情况，老师一看就指出他们这组存在错误，请你帮忙指出这个错误是 __________________________________ 。
实验前溢水杯的水未与溢口相平
例题
?如图是在“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验中的情景，在称出物体重力后把圆柱体逐渐缓慢浸入水中的过程，说法正确的是（ ）。
C
A. 在左图测物体重力的过程中，物体只要不沾水即可
B. 在右图物体浸入水中时，物体受到的浮力不变
C. 在右图物体浸入水中时，液体对底部的压力不变
D. 在右图物体浸入水中时，液体对底部的压强增大
例题
?如图，将水加至溢水杯的溢水口处，再将一铁块从液面开始，缓慢、匀速浸入至杯底，排出的水流入右侧烧杯，下列说法错误的是（ ）。
A
A. 铁块所受的浮力与铁块所处的深度有关，深度越大，所受浮力越大
B. 溢出水的重力一定等于铁块所受的浮力大小
C. 浸入过程中，铁块所受拉力始终小于铁块的重力
D. 完全浸入后，随着铁块的深度逐渐增大，排出水的重力不变
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。 ?
数学表达式：F ?????浮=G排?????
适用范围：液体和气体
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
区分：浸没、浸入、浸在、没入； ?
（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。对于同一物体浸在同种液体而言，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。
注意
浸没 ?
部分浸入 ?
阿基米德原理
区分：浸没、浸入、浸在、没入； ?
（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?????????
注意
?????????V排=V浸=V物?
V ???????排=V浸＜V物?
B. 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
V浸
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。 ?
关于阿基米德原理的讨论：
F?浮=ρ液gV排?—— 决定式，表明浮力大小只和 ???????? ρ液???????? 、 ????????V排???????? 有关。
思考
?如图所示，A、B 两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？
F浮A＜F浮B
思考
?如图所示，A、B 两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？
F浮A＞F浮B
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？g 取 10 N/kg， ? ρ铁?＝7.9×103kg/m3 。
答案
答案
例题
?放在水平桌面上的圆柱形容器，弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N ???????????????? 的物块。物块浸没在水中静止时，弹簧测力计的示数为2N ???????????????? ，如图所示。（g=10N/kg ???????????????? ）求：
（1）物块受到的浮力。
（2）物块的体积。
（3）物块的密度。

答案
答案
例题
?体积相同材料不同的甲、乙、丙、丁 4 个小球，分别静止在水中的不同深度处，如图所示，则这 4 个小球在水中所受浮力关系正确的是（ ）。
C
同液体问题——看 V???????排???????
例题
?把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（ ）。
B
A. 相等
B. 铝球的比铁球大
C. 铝球的比铁球小?????
D. 浮力都等于重力
解析
例题
? ?甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为5×103kg/m3??????????????? ?????????? 和 10×103kg/m3??????????????????????? ，甲球挂在甲弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让金属球全部没入水中，这时（ ）。
C
A. 甲、乙两球所受到的浮力之比为 1：2
B. 甲、乙两球所受到的浮力之比为 ????????????1：3
C. 甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8：9 ????????????
D. 甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为 ???????????? 11：12
提示
分析物体受力
解析
G甲
F浮甲
F拉甲
G乙
F浮乙
F拉乙
练习
如图，浸没在水中一定深度的木块，从开始上浮到最后静止在水面上一段时间。这一过程浮力的变化是（ ）。
B
A. 先减少，后不变
B. 先不变，后减少，再保持不变
C. 先不变，后减少
D. 先不变，后增大，再保持不变
练习
?在学习浮力时，老师在课堂将空矿泉水瓶慢慢压入水中，直到完全浸没。下列对矿泉水瓶受到的浮力分析不正确的是（ ）。
B
A. 矿泉水瓶受到水对它竖直向上的浮力
B. 浮力的大小等于它的重力
C. 排开水的体积越大，受到的浮力越大
D. 浸没前，压入越深，受到的浮力越大
练习
?水平桌面上的烧杯内装满水，轻轻放入一小球后，从烧杯中溢出 ????????100g 水，下列判断正确的是（ ）。
A
A. 小球所受的浮力等于 1N??????
B. 水对烧杯底的压强增大
C. 小球的质量可能小于 100g??????
D. 小球的体积一定等于 ?????? 100cm3
练习
?将金属块挂在弹簧测力计下端，浸没在水中静止时测力计的示数为2N ?????????????????? ；浸没在酒精（ ????????ρ酒精=0.8g/cm3???????? ）中静止时测力计示数为 3.6N???????????????? 。 则金属块的体积为（ ）。
D
A.160cm3 ??????????????????
B.200cm3
C.280??????????????????cm3 ?
D.800cm3 ????????????????
练习
?如图所示的实验装置测量木块漂浮时受到的浮力，根据实验方案和实验数据求得的物理量正确的是（ ）。
B
A. 木块排开的液体重为 1.6N????????????
B. 木块受到的浮力为 ???????????? 1.2N
C. 木块下表面受到液体的压力是 0.4N????????????
D. 木块的体积是125cm3 ????????????
练习
如图所示，装满水的溢水杯放在水平桌面上，将一块质量 m，积为 V 的物块甲轻轻放入溢水杯中，溢出的水全部用空的小烧杯接住；物块甲静止时排开水的体积为 V????排???? 。 则下列说法中，正确的是（ ）。
D
A. 物块甲受到的浮力一定等于 mg
B. 物块甲受到的浮力一定等于ρ水??????gV??????
C. 小烧杯中水的重力一定等于 mg
D. 小烧杯中水的重力一定等于ρ水??????gV排??????
练习
某实验小组在探究“浮力大小跟排开液体所受重力的关系”时，做了如图所示的四次测量，弹簧测力计的示数分别为F1 ?????????????? 、F2 ?????????????? 、F3 ?????????????? 和F4 ?????????????? ，则（ ）。
B
练习
?如图所示，一圆柱体悬浮在水中，已知其体积V=1.0×10-3m3 ???????????????????????????????? ，圆柱体上表面受到水向下的压力为 5 N ，下列说法正确的是
（ρ ???????????????水=1.0×103kg/m3??????????????? ，g=10N/kg ?????????????????????????????? ）（ ）。
D
A. 圆柱体受到的浮力为5N ????????????
B. 圆柱体受到的浮力为15N ????????????
C. 圆柱体下表面受到水向上的压力为20N ????????????
D. 圆柱体下表面受到水向上的压力为15N ????????????
练习
?如图所示是物体浸没在水中前后弹簧测力计的示数，由此可知水对物体的浮力和物体的体积正确的是（ ）。
（ ρ ???????????????水=1.0×103kg/m3??????????????? ，g 取10N/kg ???? ）
A
练习
如图所示，甲为盛水的烧杯，上方有一个弹簧测力计悬挂的圆柱体，将圆柱体缓慢下降直至全部浸入水中，整个过程中弹簧测力计示数 F 与圆柱体下降高度 h 变化关系的图象如图乙所示。下列说法中正确的是（ ）。
C
A. 圆柱体受到的重力是3N ??????????????????
B. 圆柱体受到的最大浮力是 ?????????????????? 9N
C. 圆柱体的密度是1.5×103kg/m3??????????????? ??????????????????
D. 当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为 1000Pa??????????????????