内容正文:
第十章 浮力
10.2 阿基米德原理
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
一、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?
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变化,同时观察水溢出的多少?
手的感受:
观察的现象:
浮力越来越大
水溢出的越多
手越来越费力
分析:
物体排开水也越多
第一节的结论
物体浸在液体中的体积越大,液体的密度越大,浮力越大
物体浸在液体中的体积
等于它排开液体的体积
阿基米德的启示
物体排开液体的体积越大,密度越大,浮力越大
阿基米德发现
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
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
推 理
浮力越大
猜 想
二、阿基米德原理
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
甲
乙
丙
丁
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
其目的是为了寻找普遍规律
实验数据表格
二、阿基米德原理
分析数据得出结论
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
多次实验其目的是为了寻找普遍规律
计算浮力的方法三
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
三、关于阿基米德原理的讨论
2、公式:F浮=G排
拓展公式:F浮=G排=m排g=
F浮:物体所受的浮力
G排:物体排开的液体所受的重力
m排:物体排开的液体的质量
V排:物体排开的液体的体积
:液体的密度
1、区分:浸没、浸入、浸在、没入;
3、由阿基米德原理F浮=G排=m排g=
可知
四、对阿基米德原理的理解
①物体“浸在液体中”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
②浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。
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,且V物=V排+V露
V浸
V露
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。
大
排开液体的体积
2、 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
×
√
×
×
3、一个体积为300 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 N。(g取10 N/kg)
【解析】根据阿基米德原理:F浮=G排液=ρ液gV排
由题意知:
物体受到的浮力为:F浮=ρ液gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
1
利用阿基米德原理解题注意事项:
(一)、在读题、理解题意的时候要注意区分:
浸没:全部浸入
浸入、浸在:可能部分、也可能是全部浸入
(二)、利用公式进行计算时,首先要充分理解公式里第一个物理量的意义,然后注意一定都要运用国际主单位。
F浮=G排=m排g=ρ液gV排
ρ液——液体的密度;
V排——物体排开的液体的体积;
F浮=ρ液 gV排 :表明浮力大小只和 ρ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。
(三)、注意公式的变形及运用
4、把两个物重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