10.2 阿基米德原理（学生自习案） 2022-2023学年人教版物理八年级下册

班级：八年级（ ）班 姓名： 10.1阿基米德原理（学生自习案） 知识点 例题 阿基米德的灵感 灵感来源： 阿基米德在洗澡时获得灵感——物体浸在液体中的体积等于物体排开液体的体积。 1、如图所示，将重为G的正方体石块沿竖直方向缓慢浸入水中，直至上表面离水面有一段距离（没有碰到容器底）。请在图乙中画出石块所受拉力F随下落高度h变化的图像。 解析：用绳子拉着重为G的正方体石块从离水面一定高度沿竖直方向缓慢下落，未接触水面前，拉力与重力是一对平衡力，拉力不变；石块慢慢浸入水中后，随着排开的水的体积变大，根据阿基米德原理可知，石块受到的浮力变大，根据F浮=G-F可知，拉力会逐渐变小；当石块全部浸入水中后，石块排开的水的体积不变，受到的浮力不变，则拉力不变，物体所受拉力F大小随下落高度变化的图像如图所示： 参考答案： 一、实验器材： 弹簧测力计、物体（ρ物＞ρ液）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水. 二、实验方法： 1.测量浮力的方法（称重法）F浮=G-F 2.测量排开液体所受的重力（溢水法）： 溢水杯中盛满液体，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。 G排=G桶+水 -G桶 三、实验过程 1.用弹簧测力计测出某物体所受的重力和小桶的重力; 2.把被测物体部分浸入在盛满水的溢水杯中（物体不接触溢水杯杯壁和杯底），读出这时测力计的读数。同时，用小桶收集物体排开的水; 3.待水不再溢出时，测出小桶和排开水所受的总重力; 4.改变物体浸入水中的体积，仿照步骤2、3重复实验； 5.由 F浮 = G – F 算出浮力的大小，由G排 = G桶+水 – G桶算出排开液体所受重力。 实验结论： 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。用公式表示就是F浮= G排=m排g=ρ液gV排 2．如图，是用物块A“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。 （1）由实验可知：物块浸没在水中时，受到的浮力是________N ； （2）比较实验丙、丁可知：物体受到浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度________； （3）比较实验丙、戊可知：浸没在液体中的物体受到的浮力的大小跟_________有关；该物块的体积为________m3，盐水的密度为_________kg/m3； （4）小旭想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”，他用橡皮泥代替铁块进行实验，步骤如下： 步骤一：将橡皮泥捏成“碗”状并放入盛水的烧杯中，橡皮泥漂浮在水面上； 步骤二：把橡皮泥从水中取出捏成团状，放入盛水的烧杯中，橡皮泥沉至杯底。 ① 橡皮泥步骤一受到的浮力________（选填“大于”“小于”或“等于”）步骤二受到的浮力； ② 由此小旭认为：物体受到的浮力与物体形状有关。其结论错误的原因是：他只关注了橡皮泥形状的改变，而忽略了橡皮泥_________对浮力大小的影响。 解析：（1）[1]由图甲可知，物体的重力为8N；由图甲和丙或丁可知物体完全浸没在水中受到的浮力 （2）[2]由图示实验可知，图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，弹簧测力计的示数相同，浮力相同，所以物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。 （3）[3][4][5]比较实验丙、戊可知，物体浸在液体中的体积相同，但液体的密度不同，物体受到的浮力不同，故浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟液体的密度有关；由 可得圆柱体排开水的体积 因为物体浸没在水中，所以圆柱体的体积 由图甲、戊所示实验可知，圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力 由 变形可得盐水的密度 （4）[6]由物体的浮沉条件可知，橡皮泥漂浮时F浮1=G，橡皮泥下沉时F浮2<G，则F浮1 > F浮2。 [7]错误原因就是没有利用控制变量法，即没有控制排开相同体积的液体。 参考答案：2 无关 液体的密度 2×10-4 1.2×103 大于 排开水的体积 阿基米德原理 一、阿基米德原理阐明了浮力的三要素: 1.浮力作用在浸在液体里的物体上； 2.方向竖直向上； 3.大小等于物体排开的液体的重力，用公式表示为:F浮=G排=m排g=ρ液gV排 二、原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态: 1.物体的全部体积都浸入液体里,即物体浸没在液体里; 2.是物体的一部分浸入液体里,另一部分露在液面以上。 三、G排是指被物体排开的液体所受的重力,F浮=G排表示液体受到的浮力的大小等于被物体排开液体的重力。 四、公式F浮=ρ液gV排中的ρ液是液体的密度,而不是物体