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第二节
阿基米德原理
八年级下册
同步课件
1.
内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于__________________________.物体排开液体的体积____________、液体的密度____________,它所受的浮力就越大.
2.
公式:F浮=____________.
它排开的液体所受的重力
越大
越大
G排
一、
阿基米德原理
预习反馈
3.
根据G=mg、m=ρV,阿基米德原理的公式表达可写成:F浮=________.式中,ρ液是____________的密度而非____________的密度、V排是______________________的体积而非____________的体积.
注意:“浸入”是物体只有一部分体积在液体中,另一部分体积还在空气中;“浸没”是物体的全部体积都在液体中.
ρ液gV排
液体
物体
物体所排开的液体
物体
预习反馈
4.
浮力的计算通常可以按照以下4种方法:
(1)压力差法:液体对物体,向上与____________的压力差.
(2)阿基米德原理:物体受到的浮力等于排开液体的重力,即F浮=____________=ρ液gV排.
(3)平衡法:利用物体受力平衡解决.
(4)称重法.
向下
G排
二、
浮力的计算
预习反馈
课堂导入
据说两千多年以前,古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的,要测量王冠的体积,冥思苦想了很久都没有结果。一天,当他跨进盛满水的浴缸洗澡时,看见浴缸里的水向外溢,突然想到:物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?随后.他设计了实验,解决了王冠的鉴定问题。
1.知道验证阿基米德原理实验的目的、方法和结论。
2.理解阿基米德原理的内容。
探索新知
把装满水的烧杯放在盘子里,再把空的饮料罐按入水中,在手感受到浮力的同时,会看到排开的水溢至盘中。
一、
探究浮力的大小
当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时,浮力是否更大?
探索新知
回顾上节课的内容: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。
m排
=
ρ液
V排
G排
=
m排
g
=
ρ液
gV排
据此,我们可以推出下列关系式:
那么我们可以做出猜想:浮力的大小与排开液体所受的重力有关系吗?
探索新知
探索新知
Step1:如图甲,
用测力计测出某物体所受的重力。
Step2:如图乙,
把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。同时,用小桶收集物体排开的水。
Step3:如图丙,测出小桶和物体排开的水所受
的总重力。
Step4:如图丁,测出小桶所受的重力。
Step5:把测量的实验数据记录在下面的表格中。
探索新知
次数
物体的重力
/N
物体在水中测力计示数/N
浮力/N
小桶和排水的总重力/N
小桶的重力/N
排开水的重力/N
1
2
3
......
记录实验数据:
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。这就是著名的阿基米德原理。
例:如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中(未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的示数为F2.下列判断正确的是( )
A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙
B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙
C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1
D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
D
例题讲解
例:
小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时,做了如图所示的实验,四步实验中弹簧秤的示数分别为F1、F2、F3、F4,下列等式正确的是( )
A.
F浮=F2-F3
B.
F浮=F4-F3
C.
F浮=F2-F1
D.
F浮=F2-F4
A
例题讲解
探索新知
二、
阿基米德原理
定义: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。
公式表示:①表达式:F浮=G排=ρ液
gV排
②变形式:
单位:N
PS:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
探索新知
阿基米德原理的理解与应用
①浸没时:V排=V浸=V物
及F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
因此:同一物体在同一液体中,浸没时的浮力永远比没有完全浸没的浮力大
②根据公式:F浮=ρ液g
V排
可知: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。
例:将金属块挂在弹簧测力计下端,先后浸没在水和酒精中,金属块静止时弹簧测力计的示数如图K10-2-10中甲、乙所示.
则下列关于金属块的几个物理量计算正确的是(ρ水=1.0×103
kg/m3,ρ酒精=0.8×103
kg/m3)( )
A.
在水中受到的浮力为2
N
B.
质量为3
kg
C.
体积为10
cm3
D.
密度为3.0×103
kg/m3
D
例题讲解
例:两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两个烧杯中,最后处于图所示状态.甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相比,哪一个更大( )
A.
不知道液体密度无法比较浮力大小
B.
乙所受浮力更大
C.
甲、乙所受浮力一样大
D.
甲所受浮力更大
C
例题讲解
例:铁块的体积是100
cm3,全部浸入水中时,排开水的体积为____________cm3,排开的水重为__________N,受到的浮力为__________N.如果将它全部浸入酒精中,受到的浮力为____________
N.(ρ酒精=
0.8×103
kg/m3,g取10
N/kg)
100
1
1
0.8
例题讲解
例:小强为了探究物体所受浮力的大小跟其排开的液体所受重力的关系,做了如图所示实验(g取10
N/kg):
例题讲解
(1)你认为更合理的实验顺序是____________.
(2)通过实验你得到的结论:浸在液体中的物体,所受浮力的大小等于_______________________________________________________________.
(3)请你根据小强在实验中获得的数据,计算出物体的体积是_________m3;你认为通过本实验获得的数据________(填“能”或“不能”)计算出此物体的密度.
(4)请你指出实验中的注意事项:_____________________________________________________________________________________________________________.(说出一条即可)
丁甲乙丙
物体排开液体所受到的重力
1×10-4
能
物体要缓慢浸入水中(或弹簧测力计要尽量竖直或实验前溢水杯要装
满水,合理即可)
例题讲解
总结概括
阿基米德原理
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
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
F浮=
G排=
ρ液
gV排
如图所示,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(
)
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
B
强化训练
某实验小组利用图所示的器材探究“浮力的大小与哪些因素有关”.
强化训练
(1)选择器材,验证猜想:
探究一:只选择器材a、c、d、e,就可以探究浮力的大小是否与物体浸入液体中的体积有关;
探究二:只选择器材a、d、e、f,就可以探究___________________________________________________________;
探究三:只选择器材____________________________________(填器材编号),就可以探究浮力的大小是否与物体的密度有关.
(2)在上述过程中采用的研究方法主要是__________(填字母).
A.
比值法
B.
等效法
C.
控制变量法
D.
估算法
浮力的大小是否与液体的密度有关
a、b、d、e(或a、b、d、f)
C
强化训练
(3)完成以上探究后,他们又按图所示的步骤进行了测量物质密度的实验.
①称量出金属块a的重力G=F1=4.8
N;将它浸没在水中时,弹簧测力计的示数F2=__________N,则此时物体所受浮力F浮=__________N;
②将金属块a浸没到煤油中,此时弹簧测力计的示数F3=4.0
N,由此可知煤油的密度为ρ煤油=_______________kg/m3.
3.8
1.0
0.8×103
强化训练