9.2 阿基米德原理 --2023-2024学年沪粤版物理八年级下学期

第九章 浮力与升力 阿基米德原理 9.2 1 1.知道浮力大小与物体排开液体的重力的关系 2.知道物体浸在液体中的体积与其排开液体体积的关系 3.能描述阿基米德原理内容 4.会用阿基米德原理的公式及推导式，计算浮力大小 一 课程目标 还可加入情景导入，手提袋子和戴着手套提袋子。 【视频欣赏】 阿基米德与皇冠的故事 二 课程导入 两千多年以前，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，他忽然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？ 二 课程导入 知识回顾 浮力大小 物体排开液体中的体积 液体的密度 物体浸在液体中的体积 = V排 G排=m排g= ρ液V排g 想一想： 浮力大小与排开液体所受重力有什么定量关系么？ ρ液 三 探究浮力的大小 【实验探究】浮力与物体排开液体重力的定量关系 如何测量物体所受浮力？ 如何测量物体排开液体的重力？ F浮=G -F示 排水法 三 探究浮力的大小 实验器材： 弹簧测力计、溢水杯、小桶、重物、适量的水。 三 探究浮力的大小 需要测量的物理量： F浮=G -F示 G排=G桶+水-G桶 ② G ③ F示 ④ G桶+水 ① G桶 实验步骤： ①②③④ 三 探究浮力的大小 三 探究浮力的大小 实验数据： 次数 物体的重力 G物/N 物体在液体中测力计示数 F'/N 浮力 F浮/N 小桶和排液的总重 G总/N 小桶的重力 G桶／N 排开液体的重力 G排/N 1 2 3 2.15 1.35 1.10 0.3 2.15 1.80 0.35 0.65 0.3 0.35 2.15 1.60 0.55 0.85 0.3 0.55 0.80 0.80 F浮= G排 三 探究浮力的大小 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。 公式： F浮= G排 推导式： F浮= m排g=ρ液gV排 也适用于气体 阿基米德原理 四 阿基米德原理 ①物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。 不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。 部分浸入 全部浸入 四 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。 A.浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即 F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物 B.部分浸入时： V排=V浸<V物 F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物 V排=V浸=V物 V排=V浸<V物 V浸 四 阿基米德原理 ③同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同。 根据公式 F浮=ρ液g V排，浸没时， V排 = V物，当ρ液不同 时，浮力也随之变化。 ④阿基米德原理同样适用于气体。 四 阿基米德原理 例题：在图所示的实验中，如果物体的体积V=50cm3，g取10N/kg，试问： （1）把物体完全浸没在水中时，它排开水的重力为多少？它受到的浮力多大？ （2）把物体完全浸没在密度为1.1×103kg/m3的盐水中，它排开盐水的重力为多少？它受到的浮力多大？ 解： 根据阿基米德原理，浮力的大小应等于被物体排开的液体的重力。 （1）物体浸没在水中时，它排开的水的体积 V排=V=50cm3=5×10－5m3 它排开的水的重力 G排=m排水 g=ρ水V排 g=1×103kg/m3×5×10－5m3×10N/kg=0.5N 所以，物体受到水的浮力 F 浮=G 排=0.5 N （2）浸没在盐水中时，被物体排开的盐水的体积 V排=V=5×10－5m3， 排开盐水的重力 G排′=m盐水 g=ρ盐水V排g=1.1×103kg/m3×5×10－5m3×10N/kg=0.55 N 所以，物体受到盐水的浮力 F 浮′=G排′= 0.55 N 四 阿基米德原理 阿基米德原理 探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 阿基米德原理 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 F浮= G排= ρ液 gV排 计算V排，计算F浮 五 课堂小结 1.如图所示是验证阿基米德原理的实验步骤示意图