内容正文:
第2节 阿基米德原理
第十章 浮力
阿基米德的启示
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?
导入新课
1.知道浮力大小与物体排开液体的重力的关系;
2.会用阿基米德原理计算浮力大小。
学习目标
导入新课
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,感受浮力与排开的液体的关系。
回顾:浮力大小与哪些因素有关?
浮力大小跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
实验探究—如何计算浮力大小
一
讲授新课
浮力与排开的液体有什么关系?
可以怎样表述浮力的大小?
浮力大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
猜 想
思 考
讲授新课
排开液体的体积 × 液体的密度 = 排开液体的质量
浮力的大小跟排开液体的重力有关。
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
推 理
猜 想
讲授新课
爱物理
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
问题1:如何测量物体所受浮力的大小?
实验步骤:
1.测出物体所受的重力G。
2.将物体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数F拉。
计算方法:F浮=G-F拉
G
F拉
浮力的大小
一
爱物理
问题2:如何测量物体排开的液体所受重力?
1.测出空小桶所受的重力G桶。
2.溢水杯中盛满水,再把物体浸没在水中,让溢出的水流入小桶中,桶中的水重就是被排开的水G排。
3.测出小桶和水的总重力G总。
计算方法:
G桶
G总
G排=G总-G桶
实验步骤:
爱科学
爱物理
G
F拉
G桶
G总
问题3 下图中较合理的实验操作顺序是 。
丁、甲、乙、丙
浮力与物体排开液体重力的定量关系
图1
图2
图3
图4
测量数据填入记录表;
用不同物体、不同液体做几次实验。
探究实验
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2.15 1.35 1.10 0.3
2.15 1.8 0.35 0.65 0.3 0.35
2.15 1.60 0.55 0.85 0.3 0.55
0.80
0.80
实验数据表格
分析数据得出结论:
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多次实验其目的是为了寻找普遍规律
1.浸在液体中的物体受到向上的浮力
2.浮力的大小等于物体排开液体的重力
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力,
大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式:F浮=G排
4.适用范围:液体和气体
3.用于计算的导出式:
F浮= G排= m排g=
阿基米德原理
二
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F浮:物体所受的浮力
G排:物体排开的液体所受的重力
公式法
1、在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满,会造成什么影响?
2、在测量排开液体的重力时,能否倒出水再测出空桶的重力?为什么?
实验讨论:
排开水的体积读小 浮力变小
不能
这样测出水的重变小
1.区分:浸没、浸入、浸在、没入;
2.F浮=r液 gV排 r液——液体的密度;
V排——物体排开的液体的体积;
3.F浮= r液 gV排
表明浮力大小只和 r液、V排有关,
浮力大小与物体的形状、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。
关于阿基米德原理的讨论
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对原理的理解
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。
浸没
部分浸入
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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
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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。
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