2020_2021沪粤版八年级物理下册同步导学课件32张：9.2 阿基米德原理

9.2、阿基米德原理
一　探究浮力的大小
新知梳理
1.实验目的:研究浮力的大小跟物体排开液体重力的关系。
2.实验器材:弹簧测力计、小石块、溢水杯、小桶、水、盐水、细线。
3.实验步骤
图9-2-1
(1)如图9-2-1甲所示,用弹簧测力计测出空桶的重力G桶;
新知梳理
(2)如图乙所示,用弹簧测力计测出石块的重力G;
(3)如图丙所示,将挂在弹簧测力计下的小石块慢慢浸没于盛满水的溢水杯中,用小桶接住溢出的水,读出弹簧测力计此时的示数F;
(4)如图丁所示,用弹簧测力计测出溢出水和小桶的总重G桶';
新知梳理
(5)将小石块部分浸入盛满水的溢水杯中,重复上述第(3)和第(4)步骤;
(6)换用盐水,重复上述实验;
(7)比较　　　　　　　　和　　　　　　　　 的大小,得出结论。
小石块受到的浮力
被小石块排开的液体的重力
实验
序号
空桶的重力
G桶/N
小石块的重力G/N
小石块浸在液体中时弹簧测力计的示数F/N
小桶和
排开液
体的总
重G桶'/N
小石块受到的浮力
F浮/N
被小石块排开的液体的重力
G排/N
1
2
3
新知梳理
4.数据记录与处理
新知梳理
上表中:F浮=　　　　　;G排=　　　　　。?
G-F
G桶'-G桶
新知梳理
5.实验结论:浸在液体里的物体受到　　　　的浮力,浮力的大小等于被物体　 。?
6.评估交流
(1)实验时用的重物不宜为砖块等吸水物质。
(2)溢水杯需盛满水。
(3)步骤顺序中先丙后乙对实验的影响是_______________
________________________________________________。 ?
竖直向上
排开的液体的重力
物体重力的测量值偏大,导致计算出物体受到的浮力偏大,使结论不成立
新知梳理
(4)步骤顺序中先丁后甲对实验的影响是______________
_________________________________________________
________。?
(5)进行多次实验的目的是_________________________。?
使小空桶重力的测量值偏大,导致计算出被物体排开液体的重力偏小,使结论不成立
收集多组数据,得出普遍规律
二　阿基米德原理
新知梳理
内容
　浸在液体里的物体受到　　　　 的浮力,浮力的大小等于_________________________________
表达式
　F浮=　　　=　　　g=　　　　?
适用范围
适用于物体受到液体或气体的浮力计算,计算物体在气体中受到的浮力时,公式中的ρ液要改为ρ气
竖直向上
被物体排开的液体的重力
G排
m排
ρ液gV排
新知梳理
应用
　钢铁制成的轮船能在水面漂浮的原
因——　　　　法:把密度比水大的钢材制成空心体,使它能排开的水量更多,轮船会受到巨大的　　　　足以使钢铁巨轮漂浮在水面上?
空心
浮力
新知梳理
[拓展]轮船的排水量是指轮船满载货物时排开水的质量,轮船的排水量=轮船自身的质量+满载时货物的质量。 ?
类型一　探究浮力的大小
应用示例
例1 在物理实验操作考查中,小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。他的实验操作步骤如图9-2-2所示,请将实验过程补充完整并回答问题。
图9-2-2
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的　　　　;?
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时　 ;?
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材。
应用示例
重力
读出弹簧测力计的示数
请根据小雨的实验过程回答下列问题。
(1)指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:_________
______________________。
(2)指出上述实验操作中的一处错误:_______________
_________________。
应用示例
用弹簧测力计测空小桶的重力
在步骤B中没将溢水杯中的水装满
[解析] (1)实验中要测出溢出水的重力,应先测出空小桶的重力,由实验步骤可知,小雨的实验操作漏掉的步骤是:用弹簧测力计测空小桶的重力。(2)物体放入水中前,溢水杯中的水应该是满的,否则溢水杯中溢出的水的重力将小于物体排开水的重力。
应用示例
应用示例
在“探究浮力大小与排开液体所受重力的关系”实验中,若先测出小桶和排开的水所受的总重力,倒出水后,再测量空桶的重力,则水会残留在桶壁上使测得的排开水的重力偏小,从而造成较大误差。
实验点拨
类型二　对阿基米德原理的理解
应用示例
例2 下列关于浮力的说法中,正确的是 (　　)
A.只要液体的密度大,对浸在其中的物体的浮力就一定大
B.只要物体的体积大,受到的浮力就一定大
C.阿基米德原理只适用于液体
D.物体所受浮力大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和物体浸没在液体中的深度无关
D
[解析] 影响浮力大小的因素是液体或气体的密度和物体排开液体或气体的体积,只考虑一个条件是不正确的,故A、B错误;阿基米德原理同样适用于气体,故C错误;浮力的大小等于物体排开液体所受的重力,与物体的形状和物体浸没在液体中的深度无关,故D正确。
应用示例
应用示例
阿基米德原理的理解要点
易错警示
(1)V排表示被物体排开的液体的体积:当物体浸没在液体中时,V排=V物;当物体只有一部分浸入液体中时,V排(2)由F浮=ρ液gV排可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和被物体排开液体的体积这两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状,以及物体在液体中的深度、在液体中是否运动和液体的多少等因素无关。
(3)阿基米德原理也适用于气体,此时公式中的ρ液要改为ρ气。
类型三　阿基米德原理的应用
应用示例
例3 排水量是轮船装满货物时排开水的质量。如图9-2-3所示,一艘排水量为2000 t的轮船,装满货物在河水中航行。河水密度取1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg。求:
图9-2-3
(1)装满货物时,轮船和货物受到的总重力。
(2)轮船排开水的体积。
应用示例
应用示例
例4 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,其示数是7.4 N,当把金属零件浸没在密度为0.8×103 kg/m3的煤油中时,弹簧测力计的示数为6.6 N。求:(g取10 N/kg)
(1)金属零件所受的浮力。
(2)金属零件的体积。
(3)金属零件的密度。
应用示例
应用示例
利用浮力知识求物质的密度
方法指导
①物体完全浸没：V物=V排=
②物体体积浸入： V物=nV排=
课堂小结
阿基米德原理
内容
适用范围
应用
公式
1.在“探究浮力的大小跟物体排开液体重力的关系”的实验中:
(1)如图15-1所示的四个步骤,最合理的操作顺序应
是　　　 。
课堂反馈
②①④③
图15-1
(2)物体的重力G=　　　　N,物体浸没在水中后弹簧测力计的示数F=　　　　N,由此可得物体所受浮力F浮=　　　　N。?
(3)物体排开的水所受的重力G排=　　　　N。?
(4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮　　　　G排。
课堂反馈
4
3
1
1
=
2.浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于　　　　　　　　 。这就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是F浮=　　　　。又根据G=mg,m=ρV可得,G=ρVg,所以浮力的推导式可以写为F浮=　　　　。阿基米德原理　　　　(选填“适用”或“不适用”)于气体。?
课堂反馈
被物体排开的液体的重力
G排
ρ液V排g
适用
3.将金属块浸在水中,排开水的质量是0.8 kg,金属块受到的浮力是　　　　N。(g取10 N/kg)?
课堂反馈
8
课堂反馈
4.一物体浸没在水中,其排开水的体积为1×10-3m3,则该物体所受的浮力为　　　　N。(g取10 N/kg)
10
课堂反馈
5.物体A浸没在水中时,排开水的重力为4 N,求:(g取10 N/kg)
(1)物体A受到的浮力F浮。
(2)物体A的体积V物。
应用示例