10.2 阿基米德原理 2023-2024学年人教版物理八年级下册

四川省阆中东风中学校 第十章 · 浮力 第2节 阿基米德原理 第 2 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 浮力的大小与哪些因素有关？ 如图所示，是同一物体浸在液体中的三个情景，物体所受浮力的大小关系如何？ 知识回顾 物体浸入液体的体积 液体的密度 物体浸入液体中的体积越大 液体的密度越大 浮力就越大 2 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 第 3 页 情境导入 3 第 4 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 探究新知 探究1 阿基米德的灵感 国王的任务：国王给了阿基米德一顶王冠，王冠的质量和所需的黄金质量相等，要他判断王冠是不是纯金打造的，如此便需要测量王冠的体积。 物体浸在液体中的体积等于它排开液体的体积 等质量的黄金和王冠放进盛满水的容器中，王冠排开的水多，所以王冠不是纯金的 冥思苦想 阿基米德的发现：物体浸在液体中的体积等于它排开液体的体积 第一节的结论：物体浸在液体中的体积越大，液体密度越大，浮力就越大 物体排开液体的体积越大，液体密度越大，浮力就越大 得到结论 等量代换 你觉得“阿基米德灵感”的核心思维是什么？ 4 第 5 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 探究2 浮力的大小 做一做：将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的水的关系。 推理： 猜想： 排开液体的体积×液体的密度 = 排开液体的质量 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 ？ 浮力的大小可能跟排开液体的重力有关。 5 第 6 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 实验：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 思考1：如果要探究“浮力的大小”跟“排开液体的重力”的关系，需要测量哪些物理量？ 实验器材：弹簧测力计、溢水杯、小桶、重物、细线等。 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。 思考2：阅读教材“实验”部分，如果按 照甲、乙、丙、丁的顺序操作是 否适当？可作何调整？ G桶 G物 F拉 G桶+水 6 第 7 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 7 第 8 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力。 分析归纳： 8 第 9 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是阿基米德原理。 公式： 注意区分浸没、浸入、浸在、没入等 F浮=G排 如何计算G排 已知排开液体的质量m排时， 常用：G排=m排g 已知排开液体体积V排、液体密度ρ液时， 常用：G排=ρ液V排g 推导式：F浮= G排= m排g=ρ液 gV排 浮力大小只与液体密度和物体排开液体的体积有关，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否运动等因素无关。 ρ液—液体密度—kg/m3 V排—物体排开液体的体积—m3 9 第 10 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 例题解析 例1 如图所示是验证阿基米德原理的实验步骤示意图，依次读出图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。 (1)由甲、乙两图中的弹簧测力计的示数可以求出石块所受的浮力F浮=_______(用测量量表示)。 (2)若F1、F2、F3、F4之间满足关系式：_______________，则可验证阿基米德原理。 10 第 11 页 例题解析 例2 (1)将一个木块放入装满水的溢水杯中，木块漂浮在水面上，溢出了100g的水，则木块受到的浮力是____N。(g取10N/kg ，下同) (2)将另一个底面积为60cm2的木块放入盛有适量水的烧杯中，木块漂浮在水面上，水未溢出，木块浸入水中的深度为4cm，则木块受到的浮力是____N。 (3)将一个铁块放入底面积为100cm2、装有适量水的烧杯中，水未溢出，烧杯中水面上升了2cm，则铁块受到的浮力是____N。 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 11 第 12 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 例题解析 例3 如图所示，将一个质量为790g的铁块浸没在烧杯内的水中，求铁块受到的浮力。(铁的密度为7.9×103kg/m3，g取10N/kg) 12 第 13 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 例题解析 例4 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，读数是7.9N。当把零件浸没在水中时，弹簧测力计的读数是6.9N，金属零件的体积有多大？你能判断这是哪种金属吗？(g取10N/kg) 13 第 14 页 ｜第十章 浮力 第2节 阿基米德原理 例题解析 例5 比较浮力的大小： (1)质量相同的两个实心铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？ (2)