内容正文:
第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
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提示:
对于液体的密度我们查密度表可以得到,对于物体浸在液体中的体积,我们不容易知道。能不能把它转化成容易测量的东西呢?
复习提问:
浸入液体中的物体受到浮力的大小跟哪些因素有关?
浮力与这两个因素之间有怎样的数量关系呢?
国王让金匠做了一顶新的纯金王冠。但他怀疑金匠在金冠中掺假了。可是,做好的王冠无论从重量上、外形上都看不出问题。国王把这个难题交给了阿基米德。
阿基米德日思夜想。一天,他去澡堂洗澡,当他慢慢坐进澡堂时,水从盆边溢了出来,他望着溢出来的水,突然大叫一声:“我知道了!”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。
阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出来了。他取了王冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较,发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验,他算出银子的重量。当他宣布他的发现时,金匠目瞪口呆。
这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理:即物体在液体中减轻的重量,等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。
阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的奠基人。
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?
阿基米德的灵感
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。
阿基米德的灵感
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
液体的密度
物体排开液体的体积
ρ
V
ρV=m
G
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。
浮力
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
阿基米德的灵感
1.怎样测浮力?
2.怎样收集排开的液体?
3.怎样测出排开液体的重力?
4.物体浸在液体中包含哪两种情况?
将小桶放在溢水口
G排= G总-G桶
浮力的大小
称重法:
浸没
部分浸入
浮力的大小
浸入状态 物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶的重力/N
小桶和排液的总重/N 排开液体的重力/N
部分浸入(1)
部分浸入(2)
浸没(1)
浸没(2)
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= r液 gV排
阿基米德原理
浮力的大小
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;
公式表明浮力大小只和 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。
浮力的大小
1.一个重0.25N的物块挂在弹簧测力计上,将它浸在盛满水的溢水杯中,静止时物块漂浮在水面上,则此时弹簧测力计的示数___N,蜡块受到的浮力是___N,溢出水的重力是____N。(利用器材验证)
练一练
浮力的大小
2.将金属块浸入水中,排开0.6Kg的水,金属块的浮力是____N。
3.如下图,两个体积相等的铜球和铝球,分别浸没在酒精和水中,则它们所受浮力关系是: F铜浮____F铝浮。 (ρ酒< ρ水)
(填“<”、“=”、“>”)
浮力的大小
水
铝
酒精
铜
阿基米德原理
有关计算
公式
决定浮力大小的因素
排开液体的体积
液体的密度
探究实验
课堂小结
$$探讨如何用不同的实验方法验证阿基米德原理
探究式教学做为一种教学方法,已经越来越被人们所重视。开展探究教学的形式多种多样,有半探究、全部探究、接受式探究、发现式探究等等。物理是以实验为基础的学科,所以利用实验进行探究教学是常用的方法。开展物理探究实验教学的方法除了可以利用教师自己所设计的一些探究实验外,还有很多途径。如:利用教材中非探究实验里面的一些可供探讨的细节、问题;将教材中的“想想做做”等内容改造成探究实验。“探讨如何用不同的实验方法验证阿基米德原理”的教学设计就是由教材中的演示实验改成的学生探究实验。这个教学设计具体如下:
【教学目标】
加深学生对阿基米德原理的认识,让学生学会物理科学探究的一般方法,提高他们的实践能力、解决问题的能力,培养他们的情感态度与价值观。
【课时安排】
1至3课时。
【教学准备】
1.在每张实验桌上准备一套验证阿基米德原理的实验器。可以用由国家教委教学研究所设计的,设备站统一调拨的J2172型力学实验盒中的仪器进行实验。
2.在教师讲桌上除准备一套与学生一