9.2 阿基米德原理-【教材解读】2024春八年级下册物理（沪粤版)

９．２　阿基米德原理 知识点一　浮力的大小　【重点】 实验:探究浮力的大小 【实验器材】 不同质量的小石块、弹簧测力计、溢水杯、 水、小桶、细绳. 【设计实验】 利用“称重法”先测出物体所受的浮力,再利用弹簧测 力计测出溢出的水所受的重力,比较二者的大小关系. 【进行实验与收集证据】 　　 (１)用弹簧测力计测出小石块的重力G. (２)用弹簧测力计测出小桶的重力G桶 . (３)将水倒入溢水杯中,使水面恰好到达溢水杯的溢 水口,再将小桶放在溢水口下水能正好流入的位置. 把小石块慢慢浸入溢水杯中,读出此时弹簧测力计的 示数F.同时,用小桶收集小石块排开的水. (４)测出小桶和小石块排开的水所受的总重力G总 . (５)利用公式F浮 ＝G－F,计算出物体在水中所受的 浮力. (６)计算溢出的水的重力G排 ＝G总 －G桶 . (７)换用不同质量的小石块,重复以上实验步骤,再做 测量 浮 力 利 用 的 是 “称 重 法”;比较浮力和排开水的 重力的大小关系,利用的是 “比较法”. 注意实验误差 有时在测量的实验数据中 会出现浮力不等于溢出的 水的重力的情况,这是因为 实验中存在测量误 差.测 量物体、小桶、小桶和溢出 水的重力时都会产生测量 误差. ７８１ F浮 不是G排 物体所受的浮力不是物体 排开的液体所受的重力,二 者只是大小相等. 溢水杯的水量不满对实 验结果的影响 　几次实验,并将数据记录在下表中. 次 数 石块的 重力/N 石块浸在水 中时测力计 的读数/N 浮力/ N 小桶和溢 出水的重 力/N 小桶的 重力/N 溢出水的 重力/N １ ３ ２ １ ２ １ １ ２ ５ ３ ２ ３．１ １ ２．１ ３ ８ ４ ４ ５．１ １ ４．１ ４ ９．８ ６．２ ３．６ ４．６ １ ３．６ 【实验结论】 小石块在液体中受到浮力的大小等于其排开液体的 重力. 【注意事项】 (１)实验时溢水杯中的水面必须达到溢水口,这样才能 保证排开的水全部流入小桶中. (２)实验中将小石块浸入溢水杯中时,要缓慢浸入,并 且手不能晃动,以免使排开的水量增加. (３)为减小误差应先测物体的重力,再测物体浸在水中 时的拉力;先测小桶的重力,再测小桶和溢出水的总 重力. 【例１】下图为探究浮力的大小的实验. 　　 　　　　 　　 　 　 A．测 出 桶 和 石 块 排 开 水 的 总 重 力F１ 　 B．测 出 石 块 的 重 力F２ 　 　 　 C．测出石块 在水中时 弹簧测力 计的拉力 F３ 　 D．测 出 空 桶 的 重 力F４ 　 　 以上操作的合理顺序是　　　　(只填字母).图中 ８８１ 　F１、F２、F３、F４四个力中:F浮 ＝　　　　,排开水的重 力G排 ＝　　　　,若关系式　　　　(用 F１、F２、 F３、F４表示)成立,则可得出结论F浮 ＝G排 . 解析:为了操作方便,应先测量空桶的重力,然后再测 出石块的重力,并直接将石块浸入水中观察弹簧测力 计的示数,最后测排出的水和小桶的总重力,求出排 出的水的重力.因此,合理的顺序应为DBCA.由B、 C两次的结果可知,浮力F浮 ＝F２－F３,由 A、D两次 的结果可知,排开水的重力G排 ＝F１－F４,如果二者 的结果是相等的,即F２－F３＝F１－F４,可进一步得 出结论:F浮 ＝G排 . 答案:DBCA　F２－F３　F１－F４　F２－F３＝F１－F４ 　知识点二　阿基米德原理　【重点＋难点】 阿基米德原理 (１)内容 浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小 等于被物体排开的液体的重力. (２)公式:F浮 ＝G排 . (３)公式变形: 　　 对阿基米德原理的理解 (１)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两 种状态:一是物体全部浸入液体里,即物体浸 没在液体里,这时V排 ＝V物;二是物体的一部分浸入液 体里,另一部分露在液面以上,这时V排＜V物. (２)G排 是指物体所排开的液体受到的重力,F浮 ＝G排 表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体 的重力. (３)由公式可以看出,浮力大小只跟液体的密度和物 体排开液体的体积有关,而跟物体本身的体积、密度、 形状、浸在液体中的深度等因素无关. (４)阿基米德原理不仅适用于所有液体,而且也广泛 地适用于一切气体中. 浮力只与G排 有关 若V铝 ＝V铁 ＝V铜 ,则F浮铝 ＝ F浮铁 ＝F浮铜 . 浮力大小只与排开液体的 体积和液体的密度有关,与 物体 的 形 状、密 度 和 重 力 无关. 确定V排 要注意 完全浸入:V排 ＝V物 部分浸入:V排 ＜V物 V排 是 物 体 排 开 液 体 的 体 积,不 是 物 体 的 体 积 V物 . 因此二者不一定相等. ９８１ 　 浸 入 液 体 体 积 小,排 开 液 体 体 积小,浮力小 　 浸