新课导入
回顾上节课学习测量浮力的大小有哪几种方法?
1.称重法:F浮=G-F
2.原因法:F浮=F向上-F向下
物体在液体中所受浮力的大小,跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,所受浮力越大。
回顾:浮力大小的影响因素有哪些?
阿基米德原理
学习目标
1、知道阿基米德原理的内容
2、理解阿基米德原理
3、运用阿基米德原理进行判断物体所受浮力大小
阿基米德的启示
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:
物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?
新课教学
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
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。
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。
猜 想:
浮力与排开的液体有什么关系?
可以怎样表述浮力的大小?
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关
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。
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
浮力大小与物体排开液体重力的关系
图1
图2
图3
图4
探究实验
阿基米德原理
G
F
G1
G2
②
①
③
④
实验设计方案:
实验器材:
石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水
实验步骤:
2、用弹簧测力计先测出石块的重力G。
1、用弹簧测力计再测出空 杯子的重力G1。
G
G1
3、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。
4、用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G2 。
研究对象
物重G/N
空杯重 G1/N
物体浸没水中时弹簧测力计 示数F/N
杯、水总重 G2/N
浮力的大小 F浮/N
排开水的重量
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
F浮=G-F
G排=G2-G1
实验数据:
由上表得出结论:F浮=G排
即:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它所排开的液体受到的重力。这就是著名的阿基米德原理。
∵ G排= m排g
∴ F浮=G排 = ρ液V排g
m排= ρ液V排
比较浮力的大小和物体排开水的重力,你发现了什么?
即:F浮=G排
1、物体“浸在液体中”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
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。
对阿基米德原理的理解
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
V排=V浸=V物
V排=V浸V浸
B.部分浸入时, V排=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 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。
4、阿基米德同样适用于气体。
5、 由 F浮=G排= m排g=ρ液V排g 得:
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
随堂练习
1、将质量为0.5 kg 的物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中,溢出0.2 kg的水,则此物体受到的浮力是(g取10 N/kg)( )
A.5 N B.2 N C. 0.5 N D.0.2 N
B
2、在弹簧测力计的下端挂一实心铜球,现将铜球慢慢浸入水中,直到铜块沉到水底,在铜块浸入到沉底的过程中,弹簧测力计的示数将( )
A、逐渐变小;
B、保持不变;
C、先逐渐变小,后保持不变;
D、先逐渐变小,后逐渐变大。
C
3、如图,甲乙两球体积相同浸在水中静止不动,则( )
A、两球受到的浮力一样大
B、乙球受到的浮力大
C、甲球受到的浮力大
D、条件不足,无法确定
甲
乙
C
4、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( )
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
B
A.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大
B.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大
C.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大
D.因素太多,无法判断
5、如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则( )
C
6、体积为3×10-4 m3的金属块浸没在水中。求:
(1)该金属块排开水的体积V排。
(2)该金属块所受到的浮力F浮。
解:根据题意可知:完全浸没时,V排=V物。且ρ水和g相当于已知量。
(1)金属块排开水的体积:V排=V物=3×10-4 m3
(2)金属块所受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×9.8 N/kg×3×10-4 m3=2.94 N
知识总结
1.阿基米德原理的探究实验
2.阿基米德原理的数学表达式
3.阿基米德原理的公式讨论
4.利用阿基米德原理的分析与计算
再见