《第十章 第2节 阿基米德原理》知识点详解-2023-2024学年人教 版物理八年级下学期

《第十章 第2节 阿基米德原理》知识点详解 一、阿基米德的灵感 质量相同的金子体积相同排开液体的体积也应相同—→排开液体的体积越大，液体密度越大，所受浮力也越大，同时，排开液体所受的重力越大。 二、实验探究：浮力大小与排开液体所受重力的关系 1.实验目的：探究F浮与G排的关系？ 2.实验器材：弹簧测力计（称重法测浮力：F浮=G物－F示）、细线、小石块、烧杯、小桶、水、溢水杯。 3.设计原理：F浮=G物－F拉；G排=G总－G桶 4.操作细节： ①往溢水杯内倒入液体时，液面必须与溢水口相平，否则，测得的排开水的体积将偏小，即G排偏小。 ②实验要先测小石块（避免小石块沾水导致F浮偏大）和小桶（避免桶壁沾水导致测得的排开水的体积偏小，G排偏小）的重力。 5.实验过程： 易错点拨： ❶最合理的实验顺序？甲乙丙丁，而不是乙甲丙丁。 ❷G桶的测量顺序？如果先测总重力丁，再测桶重甲，会导致测量的G排偏小。 ❸溢水杯中的水？一定要装满，否则会导致G排偏小，因为溢水杯中还有一部分G排。 ❹钩码是否必须浸没在水中？不需要，可以浸没，与可以部分浸入。 ❺漂浮的物体怎么测浮力？直接将物体轻轻的放进溢水杯中，利用F浮=G物测量浮力。 6.反思交流： ①为了使实验结论更具普遍性，应进行的操作是：换用不同的液体和不同的物块进行多次实验。 ②若小桶内原本就有少量水，不会影响实验结果，但不能先测小桶和水的总重力，再将水倒掉测小桶重力。 7.拓展——实验改进： 向下移动水平横杆——使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中。 实验现象：A示数逐渐变小，B示数逐渐变大，且A、B示数的变化量相等。 优点：①实验器材易获取，弹簧测力计固定，示数更稳定。 ②能同步观察弹簧测力计A、B示数的变化。 三、阿基米德原理 1.内容：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 注意：“浸在”不一定是浸没：①浸没：V排=V物；②一部分浸入：V排<V物。 2.公式： F浮=G排=m排g=ρ液gV排（简称：原理法） 公式变形： 易错点拨：（易错点：正确理解和运用阿基米德原理！） ①适用范围：该公式适合任何受浮力的情况，包括气体产生的浮力（F浮=ρ气gV排）。 ②当物体浸没时：V排=V物。 ③体积单位换算：1cm=10-2m → 1cm2=（10-2m）2=10-4m2 → 1cm3=（10-2m）3=10-6m3 面积长度平方倍，体积长度立方倍。 提醒：一定要养成科学计数法运算的习惯！！ ④使用标志：当涉及ρ液、V排，以及物体沉底状态时，必用阿基米德原理！！！ 四、题型——称重法与原理法结合 1.方法点拨： ①称重法：F浮=G物－F拉 ②原理法：F浮=ρ液gV排 ⟹ 口诀：称重法测浮力，原理法算V液或ρ液。 ③ ④ 2.学以致用： （考点：计算固体的密度） 例1.如图所示，物块重0.6N，浸没在水中后弹簧测力计的示数为0.1N，求物块的密度？ 解析：F浮=G物－F拉=0.6N－0.1N=0.5N V物=V排=5×10-5m3 易错点拨： ①在计算时：类似5×10-5m3这样的数值一定用科学计数法表示，不要写成小数，很容易写错，也不易于计算。 ②计算技巧：，，这种计算技巧一定要掌握，计算题中经常用到！！ 例2.如图所示，物体重力为4.8N，浸没在水中时弹簧测力计的示数为2.8N；浸没在盐水中时，弹簧测力计的示数为2.4N，求ρ盐。 解析：运用称重法可以测量在水中受到的浮力，进而由原理法可以算出排开水的体积（等于排开盐水的体积）。由称重法可以测出在盐水中受到的浮力，最后由原理法算出盐水的密度。 （考点：计算液体的密度） F浮1=G物－F拉1=4.8N－2.8N=2N V液=V排=2×10-4m3 F浮2=G物－F拉2=4.8N－2.4N=2.4N 五、典例引领 例3.将一块重为10N的物体放入一装满水的溢水杯，从杯中溢出3N的水，则物体在水中受到的浮力为________N。 变式：将重为5N的物体甲放入盛水的容器中，溢出2N的水，那么物体甲受到的浮力（ ） A.一定等于2N B.小于2N C.可能等于3N D.无法判断 解析：变式中“盛水”不同于例1中“装满水”，“盛水”不一定装满，因此溢出2N的水不代表排开水的重力也是2N。因此，例1答案为3N，变式选择C。 例4.将两个不同的物体分别挂在两个弹簧测力计下，将它们同时浸没在水中，发现两弹簧测力计的示数都不为零，但减少量相同，则两个物体的________相同。 解析：由题意：“浸没”→V排=V物；“水”→同种液体；“减少量相同”→F浮相同。 根据F浮=ρ液gV排，F浮相同、ρ液相同→V排相同→V物相同（V排=V物）。 例5.如图所示，在容器中放一个