内容正文:
第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
阿基米德(Archimedes,前287~前212)是古希腊伟大的科学家。他在物理学方面的贡献主要有两项:其一是关于浮力问题,其二是关于杠杆平衡问题。
阿基米德有句名言:“给我一个支点,我可以撬动地球”。
在水中,人为什么有上浮的感觉?
在水中,人受到了浮力的作用。
万吨巨轮在水中,为什么不下沉?
因为万吨巨轮在水中,受到浮力的作用。
弹簧秤示数为什么变小了
G
托力
液体或气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫浮力
结论:
浮力的方向:竖直向上。
浮力产生的原因:浸在液体里的物体,受到液体对物体下表面压力与上表面压力差。
F浮=F下表面-F上表面
空气中弹簧测力计的示数为G
水中弹簧测力计的示数为F‘
F浮=G-F’
F浮=G-F/ (称重法)
其中G表示物体在空气中时弹簧测力计的示数,F/为物体在液体中时弹簧测力计的示数,F浮表示物体所受的浮力。
浮力的大小与哪些因素有关呢?
实验探究1:
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
浮力的大小与哪些因素有关?
⑴
⑵
⑴、把鸡蛋放入清水中,观察出现的现象。
⑵、在清水中加入盐,改变水的密度,再观察出现的现象。
实验现象:
实验结论:猜想1 是正确的,浮力的大小跟液体的密度有关。
⑴、在清水中,鸡蛋下沉。
⑵、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。
猜想2:浮力可能与物体的体积有关
观察实验:
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的不 同深度。
⒊容器中的液体的液面发生什么样的变化?
实验分析:
①、同一物体浸入相同的液体中,浸在液体中的体积不同,弹簧测力计的读数也不相同。
实验结论:
在猜想2中,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
②、液体的液面随着物体浸在液体的体积的增大而升高。
③、浸在液体中的体积也叫做物体排开液体的体积。
在大海中,轮船是用会在水里下沉的铁制做的,但是轮船却不会沉入海底,这是利用了什么道理呢?
实验探究2:
橡皮泥放入水中,会沉入水底
把橡皮泥做成船的形状
做成船形的橡皮泥放入水中,浮在水面上
做成船形的橡皮泥还能装上许多的物体
说明橡皮泥受到的浮力变大了
把橡皮泥做成船形,是增大了橡皮泥排开水的体积,从而获得了更大的浮力。
比较两次的实验:
钢铁制作的轮船不会沉入海底,就是利用了这样的道理的。
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 。
实验现象:
实验结论:
在猜想3中,浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关(当物体完全浸泡在液体中)。
⑴、把物体放入清水中,测力计的读数 F1 = 2 N。
⑶比较读数 F1 和F2,发现测力计的读数没有发生改变。
⑵、改变物体在水中深度后,测力计的读数 F2 = 2 N 。
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。
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,浮力的大小跟物体所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
密 度
体 积
深 度
阿基米德原理内容:物体全部或部分浸在液体中时,它会受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力的大小。
阿基米德原理的数学表达式:
F浮=G排液 F浮=液gv排
A.物体排开液体体积相等时,液体密度越大,浮力越大。
B.液体密度相等时,物体排开液体体积越大,浮力越大
3.阿基米德原理也适用气体
浮体
1.漂浮在液面上物体或悬浮在液体中的物体叫浮体
2.浮体所受浮力的计算:
F浮=G物
例:一个2N的物体,挂在弹簧测力计上,当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是1.2N,这个钩码受到水的浮力是 N
0.8
例:下面关于浮力的说法中,正确的是 ( )
A、只要液体密度大,对浸没在其中的物体的浮力就一定大 B、只要物体的体积大,所受的浮力一定大 C、物体所受的浮力的大小