内容正文:
第2 节 阿基米德原理
第十章 浮力
学习目标
1 说出阿基米德原理的内容、公式及其使用条件.
2 理解阿基米德原理并能利用阿基米德原理计算浮力大小.
3 通过实验探究,分析归纳出阿基米德原理.
目录
阿基米德的灵感
01
浮力的大小
02
物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。而与浸没在液体中的深度无关。
新课引入
同学们,你们还记得决定浮力大小的因素有哪些吗?
问题
那你们有没有考虑过,浮力的大小与浸在液体中的体积、液体的密度,他们之间有没有具体的数量关系呢?、
问题
一、阿基米德的灵感
据说两千多年以前,古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,突然想到,物体浸在液体中的体积不就是物体排开的液体的体积吗?
阿基米德的灵感
一、阿基米德的灵感
阿基米德的故事启示我们,物体浸在液体中的体积越大、也就是物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,它受到的浮力就越大。我们来体验一下:
想想做做
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。当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时,浮力是否更大?
一、阿基米德的灵感
饮料罐受到的浮力与排开的水之间有什么关联?
由上面公式可知:饮料罐受到的浮力与排开的水受的重力有关联。
F浮
G排
?
?
猜 想
一、阿基米德的灵感
探究浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系
实验探究
实验设计:
(1)浮力大小可以用弹簧测力计测出:先测出物体所受的重力G,在读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F拉,则F 浮 =G-F拉。
(2)物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和弹簧测力计测出:溢水杯中盛满液体,再把物体浸在液体中,让排开的液体流入一个小桶中,桶中的液体就是被物体排开的液体,用弹簧测力计测出排开液体所受的重力。
一、阿基米德的灵感
弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、圆柱体。
实验器材:
实验步骤:
(1)用测力计测出物体所受重力G和小桶重力G桶
(2)把物块浸入装满水的溢水杯中,同时用小桶收集物块所排开的水,读出弹簧测力计的示数F,算出物块所受浮力F浮。
(3)测出小桶和排开水的重力G总,计算出排开液体的的重力G排.
(4)测量数据填入记录表,分析数据,得出结论
溢水杯
探究浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系
实验探究
一、阿基米德的灵感
视频
探究浮力的大小跟它排开液体所受的重力的关系
实验探究
二、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。
阿基米德
2.公式:
F浮=G排
3.适用范围:液体和气体
4.对原理的理解:
①物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”(V排=V浸=V物)和“部分浸入”(V排=V浸<V物)两种情况。
二、阿基米德原理
②浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
F浮=G排=m排g= ρ液 g V排
③阿基米德原理表明,浮力大小只和 ρ液 、V排有关,与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是漂浮、悬浮、沉在水底、还是运动等因素无关。
r液——液体的密度; (单位:kg/m3)
V排——物体排开的液体的体积;(单位:m3)
方法一:称重法
浮力的计算方法:
方法二:压力差法
方法三:阿基米德原理法
本节小结
课堂检测
1.沉船打捞人员完成水下打捞任务后,不断上升且未出水面的过程中,下列说法正确的是 ( )
A.所受浮力变大,压强变大
B.所受浮力变大,压强变小
C.所受浮力不变,压强变小
D.所受浮力不变,压强不变
C
课堂检测
2.(2020深圳)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;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.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
课堂检测
3.(2020金华)如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况,叙述正确的是( )
A.密度和浮力都不变
B.密度和浮力都变大
C.密度变小,浮力不变
D.密度变小,浮力变大
D
课堂检测
4、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