内容正文:
第十一讲 阿基米德原理
知识点一、探究浮力的大小跟排开液体所受的重力的关系
1.实验步骤:
①用弹簧测力计测出小桶的重力G0;
②用弹簧测力计测出物体所受的重力G;把物体浸入盛满液体的溢水杯中,读出此时弹簧测力计的示数F,同时收集物体所排开的液体;
③算出物体所受浮力:F浮=G-F;
④测出被排开的液体和小桶所受的重力G总,被排开的液体所受的重力G排=G总- G0;
⑤换用不同重物重复试验。分析数据,得出结论。
2.实验结论:F浮=G排,即重物受到的水对它的浮力等于它排开液体所受的重力。
知识点二、阿基米德原理
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.表达式:F浮=G排=m排g=ρ液gV排。(注意单位)
※理解:
①浸在液体中的物体所受浮力大小取决于液体的密度和物体浸在液体中的体积,而与物体密度、物体体积、物体形状、浸没在液体中的深度等因素均无关。
②物体浸没在液体中时,V排=V物;物体部分浸入液体时,V排<V物。
强化练习
1.探究过程分析:
器材
石块、弹簧测力计、水、小桶、细线、____________。
步骤
如图所示,实验的正确的操作顺序是______________ ,将空缺的地方填写完整。
①用细线将石块挂在弹簧测力计上,测出石块的重力G;
②用弹簧测力计测出空小桶的重力G0
③测出小桶和排开的水的重力G总。
④在______中装满水,把石块浸入水中,用小桶收集所排开的水,同时观察到弹簧测力计的示数将________,当石块完全浸没后,弹簧测力计的示数将_____,读出弹簧测力计的示数F。
⑤算出石块所受浮力F浮=______;排开水的重力G排=______.(填写字母表达式)
⑥分析数据,得出结论。
表格
现象
空桶重G0/N
石块重G/N
弹簧测力计的拉力F/N
小桶和排开水重力G总/N
石块所受的浮力F浮/N
排开水所受的重力G排/N
结论评估
①浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于______________,这就是著名的___________。②读数时,视线应与测力计刻度面_________;石块全部浸没在水中后,应该等桶中的水不再__________为止。
2.发现“浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它所排开的液体所受的重力”的科学家( )
A.牛顿 B.安培 C.阿基米德 D.焦耳
3.将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中,它们受的浮力( )
A. 相等; B. 铜球最大; C. 铝球最大; D. 铁球最大
4.两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中,最后处于如图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比( )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大 D.不知道液体密度无法比较浮力大小
5.甲、乙、丙、丁是四个体积相同、形状相同而材料不同的物体,把它们投入到水中静止后的情况如图所示,它们中所受浮力最小的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
6.(多选)把悬挂着的金属球A依次浸没在清水和浓盐水中,则A球两次所受浮力及排开的液体相比较是( )
A. 两次的浮力一样大 B. 浸没在盐水里受的浮力较大
C. 排开在清水的体积较大 D. 两者所排开的液体体积一样大
7.晓晨进行了验证阿基米德原理的实验,其正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数。下列说法正确的是( )
A.物块受到的浮力F浮>F1−F2
B.F2<F1表明物块受到的重力减小了
C.物块排开的液体受到的重力G排液=F4
D.若F1−F2=F4−F3,则说明本次实验结果符合阿基米德原理
8.在探究“物体浮力的大小跟它排开液体的重力的关系”实验时,具体设计的实验操作步骤如图甲、乙、丙和丁所示。为方便操作和减小测量误差,最合理操作步骤应该是( )
A.甲、乙、丙、丁
B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙
D.丁、甲、乙、丙
11.两个相同的溢水杯中分别盛满不同的液体,现缓慢放入两个体积相同的小球,如图所示。当小球静止时,从甲、乙两杯中溢出液体的质量相等,则甲杯中小球受到的浮力___________乙杯中小球受到的浮力;甲杯中液体的密度___________乙杯中液体的密度。(均选填“大于”、“小于”或“等于”)
12.如图是验证阿基米德原理的实验过程示意图,则石块受到浮力F浮=______;石块排开液体受到的重力G排=___