2020-2021学年沪科版八年级物理第九章第二节 阿基米德原理 课件 (共27张PPT)

(共27张PPT)
第九章
浮力
第二节
阿基米德原理
1.通过实验探究出浮力的大小与哪些因素有关；
2.理解阿基米德原理，会用F浮=G排液进行简单计
算。　
轮船从江河航行到大海，吃水的深度变化了。
把鸡蛋放入清水中，然后加盐，改变液体的密度，结果会怎么样呢？
鸡蛋浮出了水面
浮力可能与液体的密度有关
浮力的大小还可能与什么有关呢?
猜想……
一、实验探究：浮力的大小与哪些因素有关？
实验猜想：
猜想1：浮力可能与液体的密度有关
猜想2：浮力可能与物体的体积有关
猜想3：浮力可能与物体浸入液体的深度有关
其它猜想：……
……
……
……
从水中提起盛满水的桶时，露出水面越多，提桶的力就越大。你有何猜想呢？
浮力的大小可能与排开液体的体积有关，也可能与物体浸没在液体中的深度有关。
设计实验：
⑴把鸡蛋放入清水中，观察出现的现象。
⑴
⑵
⑵在清水中加盐，改变水的密度，再观察出现的现象
在清水中，鸡蛋下沉。
清水中加入食盐后，盐水的密度增大，鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。
实验结论:猜想1
正确,浮力的大小跟液体的密度有关。
猜想2：浮力可能与物体的体积有关
观察实验：物体重5N
⒉
两个弹簧测力计的读数一样吗？分别是多少？
⒋
实验说明了什么问题？
⒈
把同一物体浸入相同的液体中.
⒊
容器中的液体的液面发生什么样的变化？
实验结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关；
而跟物体的体积无关。
设计实验：
⑴把物体放入清水中，观察测力计的读数
F1
。
⑵改变物体在水中深度，再观察测力计的读数
F2
。
⑶比较两次的读数
F1
和
F2
。
测力计的读数
F1
=
2
N。
测力计的读数
F2
=
2
N。
结论：浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的
有关，还与物体排开液体的
有关，而与浸没在液体中的
无关。
密
度
体
积
深
度
根据猜想1、2、3，得出的实验结论：
实验2:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
实验3:浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关.
实验1:浮力的大小跟液体的密度有关。
分析归纳
课堂练习
我体积大我受到浮力大
我深度深我受到的浮力大
在如图所示的大鱼和小鱼的争论中
鱼的说法正确，这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们受到的浮力大小
与
有关,
与
无关.
大
排开的液体的体积
浸没在液体的深度
D
某海滨浴场，水底布满鹅卵石，水中游泳的人由深水走向浅水的过程中，以下体验和分析合理的是
（
）
A.脚越来越不疼，因为人越来越轻
B.脚越来越疼，因为人越来越重
C.脚越来越不疼，因为人的浮力越来越大了
D.脚越来越疼，因为人的浮力越来越小了
实验探究2：浮力的大小
实验器材：
实验步骤：观看实验
石块（木块、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。
1.2N
0.5N
实验步骤总结：
⑶把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，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
⑸换用铝块和铁块重复上述实验步骤
。
收集实验数据：
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？
实验结论：
浸入液体中的物体所受的浮力的大小
（填
“等于”、“大于”或“小于”）物体排开的液体所受
的
的大小。这便是著名的“阿基米德原理”。
等于
重力
公式：
阿基米德原理
F浮
=
G排
浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的体积大小有关，究竟是什么关系呢？
即有：F浮=
G排=
ρ液gV排
其中F浮表示物体所受的浮力、
ρ液表示液体的密度、
V排表示物体排开液体的体积。
G排
=
m排g
=
ρ液V排g
各物理量的单位：
F浮—N
ρ液—kg/m3
g—N/kg
V排—m3
第三种求浮力的方法：公式法（原理法）
F浮=
G排=
ρ液gV排
古希腊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，於是把阿基米德找来，要他解此难题．
　
一连几天，阿基米德闭门谢客，反复琢磨，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．
有一天……
阿基米德从澡盆溢水得到启发，产生了测量不规则物体体积的灵感，同时发现了如何求物体所受的浮力。
利用浮力产生的原因也可以推导出阿基米德原理
F浮
F向上
F向下
h2
h1
ρ液
=
F向上－F向下
=
ρ液gh1
S
－
ρ液gh2
S
=
S
=
p向上S－p向下S
ρ液gS（h1－
h2）
h
=
ρ液gSh
=
ρ液gV排
=
G排
小结
1.影响浮力大小的因素：
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。
2.阿基米德原理：
浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。
公式：F浮
=
G排
变小
变小
变小
F浮
F浮
F浮
浮上来的皮球，从它刚露出水面到最后漂在水面上不动的过程，它受到的浮力怎样变化？（
）浸没在水里的体积怎样变化？(
)它排开水的重力怎样变化?(
)
思考讨论：
A
A
A
A
水
水
水
盐水
1
2
3
4
5
如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作，根据此图
课堂练习
液体的密度
（1）根据图1、4、5的操作，可以探究
浮力
与
的关系。
A
A
A
A
A
A
水
水
水
盐水
1
2
3
4
5
（2）若研究浮力的大小与物体排开液体体积的关系，可选用的操作是
（填序号）。
课堂练习
如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作，根据此图
1、2、3
A
A
A
A
A
水
水
水
盐水
1
2
3
4
5
课堂练习
（3）若研究浮力的大小与物体浸没深度的关系，可选用的操作是
（填序号）
如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作，根据此图
1、3、4
1.体积相同的木块和铁块均浸没在水中，铁块将下沉，木
块将上浮。因此浸没时木块受到的浮力大。（
）
2.一个木块漂浮在酒精中排开30克酒精
，若它漂浮在水
中，可以排开（
）克水。
30
3.按在水底的木块放手后将上浮，在它浮出水面之前，它
所受到的浮力（
）（选填“变大”“变小”或“不
变”）。
不变
×
4.一块体积为100cm3的木块，在水中有40cm3的体积露出水面，木块受到浮力吗？若有，浮力有多大呢？
（g=10N/kg）
已知：ρ液=
1×103
kg/m3
V排=100cm3
－40cm3=6×10-5
m3
g=10N/kg
求：F浮
解：F浮=G排=ρ液V排g
=1×103
kg/m3×6×10-5
m3×10
N/kg
=0.6N
答：木块受到的浮力是0.6N。
5.一块岩石，质量是2kg,把它浸没在水中时，弹簧测力计的示数是12N，问这块岩石的密度是多少？若放在酒精中，它受到的浮力是多少？（g=10N/kg，ρ酒精=0.8×103
kg/m3）
解：①G石=m石g=20N
F浮=G石-F拉=8N
则V排=
因为石块浸没在水中，则V石=V排
所以ρ石=
8×10-4
m3
②放在酒精中
F浮酒=ρ酒V排g
=0.8×103
kg/m3×8×10-4
m3×10
N/kg
=6.4
N.
再见