10.2 阿基米德原理 2023-2024学年人教版物理八年级下册

10.2 阿基米德原理 排开液体的体积 物体浸在液体中的体积 = 将易拉罐按入装满水的烧杯中,体会手的感觉和易拉罐所受浮力的变化,观察排开水的体积变化? 现象:易拉罐按入的越深,它浸在液体中的体积越大,排开水的体积越大 你发现了什么问题? 阿基米德的灵感 物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗? V浸=V排 两千多年以前,古希腊学者阿基米德为了鉴定金匠做的王冠是否是纯金的,要测量王冠的体积,冥思苦想了很久都没有结果。一天,当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: 回顾:浮力大小与哪些因素有关? 浮力大小,跟物体浸在液体中的体积和液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。 物体排开液体的体积越大、排开液体的密度越大,浮力就越大。 物体所受浮力的大小与物体排开液体所受的重力有关 V排 m排 G排 即 猜想: 结论: 问题讨论 探究浮力与物体排开液体重力有何关系? ①如何测量物体受到的浮力? ②如何测量被物体排开的液体的重力? 探究实验 称重法:F浮=G-F示 G排=G总-G桶 浮力与物体排开液体重力的关系 图1 图2 图3 图4 思考: 测量顺序应该如何更精确 4123 测量数据填入记录表; 用不同物体、不同液体做几次实验。 实验应该注意的事项有哪些? 1、弹簧测力计应该调零,指针应静止时读数 2、溢水杯应装满水,溢出的水应全部接住。 3、弹簧测力计的挂钩不要浸入水中。 1.内容: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。 2.数学表达式:F浮=G排 3.用于计算的导出式: F浮= G排= m排g= r液 gV排 一、阿基米德原理 4.适用范围:液体和气体 F浮= 液. g .V排 注意:公式中单位代入: N Kg/m3 m3 g=9.8N/Kg或10N/Kg 1、物体“浸在液体里”包括“全部浸在(即浸没)”和“部分浸在”两种情况。 浸没时:V排=V物 部分浸在时: V排<V物 浸没 部分浸在 V浸 V浸 2. F浮= 液gV排 —— 决定式 表明浮力大小只和 液、V排有关,与物体的密度、物体的体积、形状以及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。 例1 浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。 A. 物体的体积和液体的密度 B. 物体的密度和物体浸入液体的深度 C. 物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素 C 例2 一个体积为3000 cm3 的物体浮在水面上,它的2/3体积露出水面,它受的浮力是多大?(g取10 N/kg) 【解析】 据题意V排=V/3=1000cm=10-3m3 根据阿基米德原理: F浮= 液gV排 =1.0 103 kg/m3 10 N/kg 10-3m3 =1 0N 例3:有一个重为13.5N的铝球,当它浸没在水中时受到多大的浮力? 1、如图所示,A、B两个金属块的体积相等,哪个受到的浮力大? ( 水> 酒精) F浮A> F浮B A 水 B 酒精 2、如图所示,A、B两个物体的体积相等,哪个受到的浮力大? A B F浮A< F浮B 注意:浮力的大小与物体的体积无关 3.比较下图中体积相同的铜、铁、铝浸没水中所受浮力的大小 铁 F浮铝 = F浮铁= F浮铜 铜 铝 例4 把两个质量相同的实心铁球和铝球,浸没在水中,它们受到的浮力( )。 A.相等 B.铝球的比铁球大 C.铝球的比铁球小 D.浮力都等于重力 【解析】 铁球和铝球的重力相等,则质量相等 B 根据 , 铁 > 铝 ,则V铁<V铝, 根据F浮= 液gV排,∴ F铝浮> F铁浮。 铁 铝 ( 铁> 铝) A.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大 B.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大 C.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D.因素太多,无法判断 【解析】 根据 F浮= 水g V排 , ∵浸没,V 相同,∴ V排相同, ∴ F浮相同。 提示:浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。 例5 如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则( ) C 20 例6 甲、乙两个实心金属球,它们质量相同,其密度分别为5 103 kg/m3和10 103 kg/m3,甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下,并且让金属球全部没入水中,这时( )。 A.甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1 B.甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2 C.甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9 D.甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12 运用浮力知识解决问题 AC 分析物体受力: F浮甲 +F甲=G甲 ① F浮乙 +F乙=G乙 ② ∵m甲=m乙, 甲: 乙=1:2, V甲:V乙=2:1; 根据 F浮=