第十章第2节 阿基米德原理（课件）2022-2023学年人教版物理八年级下册

第十章 浮力 第二节 阿基米德原理 初中物理八下（人教版） 学 习 目 标 知道浮力大小与物体排开液体的重力的关系 掌握阿基米德原理并了解数学表达式 应用公式F浮=ρ液gV排计算浮力问题 影响浮力大小的因素是什么？ 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。 物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 知识回忆 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？ 课程导入 一、阿基米德的灵感 演示实验：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。 试试看，当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？ 现象：将易拉罐压入烧杯的过程中，易拉罐所受的浮力越来越大，排开的水越来越多。说明浮力的大小和排开液体的多少有关。 浸在液体中的物体的体积等于物体排开液体的体积。 物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它所受的浮力就越大。 液体的重力大小跟它的质量成正比 m=ρV 浮力的大小跟排开液体所受的重力有关 V甲 V乙 二、浮力的大小 （1）提出问题 物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力有什么定量关系？ （2）猜想与假设 实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 排开液体的重力越大 排开液体的质量越大 排开液体的体积越大 液体的密度越大 浮力越大 m=ρV （3）猜想：浮力的大小跟排开液体的重力有关。 （4）实验设计方案 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，再读出物体浸在液体中时弹簧测力计的示数F，两者之差就是浮力的大小：F浮 =G-F。 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。 弹簧测力计、细线、水、烧杯、小桶、溢水杯、圆柱体。 （5）实验器材： （6）实验步骤： (1)用测力计测出物体所受重力G和空桶重力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，换用不同质量的物块，重复以上步骤，记录实验数据。分析数据，得出结论 溢水杯 实验次数 物重G/N 空桶重G桶/N 物体浸没水中弹簧测力计示数F/N 桶与排出水总重G总/N 浮力F浮/N 排开水重G排/N 1 1.4 0.4 1.2 0.6 0.2 0.2 2 1.4 0.4 1.0 0.8 0.4 0.4 3 1.4 0.4 0.6 1.2 0.8 0.8 （7）实验数据： 11 （8）实验结论 浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。 注意事项： ①注入溢水杯中的水的液面必须至溢水口 。 ②和教材实验的顺序不同的是，该实验中先测空桶质量，再测小桶和水的总重力，这样避免了因桶内水有残留而造成的误差 。 ③换用质量不同的物块多次测量，使结论更具有普遍性 。 F浮=G排 三、阿基米德原理 (1)阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力。 F浮=G排= ρ液 gV排 牛(N) 牛(N) 千克每立方米(kg/m3) 立方米(m3) (2)公式： F浮 = G排=ρ液gV排 浸入液体中 V排=V物 V排<V物 全部 浸没 部分 浸入 由公式F浮＝ ρ液 gV排可知：浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中的运动状态等因素无关。 影响浮力大小的因素 阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体，此时F浮=ρ气gV排。 利用称重法计算物体密度 称重法测浮力F浮=G-F V排=F浮/(ρ液g)= (G-F)/(ρ液g) V物=V排= (G-F)/(ρ水g) ρ物=m/V物 =G/(V物g) =ρ水G/(G-F) 阿基米德原理 若物体浸 没在水中 例题.如图所示，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到小空桶中，桶中水重为__________N，石块静止时，测力计示数为__________N。 (ρ水=1.0×103 kg/m3，g=10 N/kg) 解析：石块浸没在水中，V排=V= 100 cm3=1 × 10-4m3，石块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3 ×10 N/kg