10.2阿基米德原理（课件）-2024-2025学年度人教版（2024）物理八年级下册

第2节｜阿基米德原理 第2课时　阿基米德原理的综合应用 第十章　浮力 1.理解阿基米德原理在实际中的应用。 2.应用阿基米德原理进行简单计算。 教材 导航 P71～72 归纳浮力的计算方法： (1)称重法：F浮＝ ⁠。 (2)压力差法：F浮＝ ⁠。 (3)阿基米德原理(公式法)：F浮＝ ＝ ＝ ⁠⁠。 G－F　 F下－F上　 G排　 m排g ρ液gV排 课前预习 知识点 　阿基米德原理与平衡法的结合 [例1]　轮船满载时，船的排水量是980 t，则船在海洋航行所受 浮力是 N，同一艘轮船从河里驶进海洋，排开水 的体积 (选填“不变”“变大”或“变小”)，轮船 要 (选填“下沉”或“上浮”)些。 9.8×106　 变小　 上浮　 例题导学 [例2]　如图所示，质量为20 g的蜡块，在盛水的烧杯中静止， 此时它有的体积露出水面，所受浮力为 N，排开水的 体积为 cm3，物块的密度为 kg/m3。逐渐向 烧杯中加入密度为1.1×103 kg/m3的盐水，整个过程中没有液 体溢出，蜡块排开液体的体积 (选填“变大”“变 小”或“不变”)。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) 0.2　 20　 0.8×103　 变小　 例题导学 根据受力平衡分析浮力的大小，再结合阿基米德原理解题。 例题导学 知识点 　阿基米德原理与图像的结合 [例3]　如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下 从水中由静止开始一直竖直向上匀速直线运动，上升到离水面 一定的高度处，金属块运动的速度为2 cm/s。图乙是绳子拉力 F随时间t变化的图像。根据图像信息可知：(g取10 N/kg，ρ水 ＝1×103 kg/m3) 例题导学 (1)该金属块的重力的大小为 N。 (2)该金属块浸没在水中时受到的浮力为 N。 200　 40　 (3)在15～25 s时间段，金属块在水中受到的浮力逐渐 ⁠ (选填“变大”“变小”或“不变”)。 (4)该金属块的密度为 kg/m3，底面积为 cm2。 变小 5×103　 200　 例题导学 [例4]　用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好 与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，图乙 是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度的变化情况， 求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) (1)圆柱体的质量； 解：(1)由图乙可知，圆柱体的重力为2 N， 则圆柱体的质量m＝＝＝0.2 kg 答：圆柱体的质量为0.2 kg； 例题导学 (2)圆柱体受到的最大浮力； 解：(2)由图像可知，当圆柱体浸没在 水中时，弹簧测力计的示数F'＝1.4 N 圆柱体受到的最大浮力F浮＝G－F'＝ 2 N－1.4 N＝0.6 N 答：圆柱体受到的最大浮力为0.6 N； [例4]　用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好 与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，图乙 是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度的变化情况， 求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 例题导学 (3)圆柱体的密度；(计算结果保留一位小数) 解：(3)由F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV可得， 圆柱体的体积V＝V排＝＝ ＝6×10－5 m3 圆柱体的密度ρ＝＝≈3.3×103 kg/m3 答：圆柱体的密度约为3.3×103 kg/m3； [例4]　用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好 与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，图乙 是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度的变化情况， 求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 例题导学 (4)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强。 解：(4)由图可知，圆柱体刚浸没时 下表面所处的深度h＝12 cm＝0.12m 圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强 p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg× 0.12 m＝1 200 Pa 答：圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强为1 200 Pa。　 [例4]　用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体，圆柱体的底面刚好 与水面接触(未浸入水)如图甲，然后将其逐渐浸入水中，图乙 是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度的变化情况， 求：(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 例题导学 1. 如图所示，重为6 N的木块，在水中处于静止状态，此时绳 子的拉力为2 N。木块所受浮力的大小和方向是(　C　) A. 2 N，竖直向上 B. 4 N，竖直向下 C. 8 N，竖直向上 D. 8 N，竖直向下 C 例题导学 2. 如图所示，利用小石块探究浮力的大小与哪些因素有关。 水的密度1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，由实验数据可知 (　B　) A. 石块浸没在盐水中时受到的浮力为0.8 N B. 盐水的密度为1.2×103 kg/m3 C. 石块的体积为2 m3 D. 石块的密度为1.0×103 kg/m3 B 随堂巩固 3. 小文在实验室验证“阿基米德原理”的实验中，将重为4 N 的金属块挂在弹簧测力计上，并缓慢浸没在水平桌面上盛满水 的溢水杯中，金属块静止时，弹簧测力计的示数为3 N，如图 所示。已知水的密度为1.0×103 kg/m3，下列判断正确的是 (　C　) C A. 金属块受到的浮力为7 N B. 溢出水的体积为1×10－3 m3 C. 金属块的密度4×103 kg/m3 D. 放入金属块后溢水杯底部受到水的压强增大 随堂巩固 4. 弹簧测力计下挂一正方体物体，将物体从盛有适量水的烧 杯上方离水面某一高度处缓缓下降，如图甲所示。图乙是弹簧 测力计示数F与物体下降高度h的关系图像。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg，不考虑水面高度的变化)下列说法正确的 是(　D　) D A. 下降高度h＝8 cm后物体受到的浮力变大 B. 物体浸没时受到的浮力为5 N C. 物体刚浸没时下表面受到水的压强为8×102 Pa D. 物体的密度为2.25×103 kg/m3 随堂巩固 5. 如图甲所示，小明将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水的体积为450 cm3，再使甜瓜向下浸没在水中静止，需对甜瓜施加0.5 N向下的压力，如图乙所示。 (ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： (1)甜瓜所受重力； 解：(1)根据阿基米德原理F浮＝G排＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×450×10－6 m3×10 N/kg＝4.5 N 漂浮时甜瓜处于受力平衡状态， 所以甜瓜所受重力G＝F浮＝4.5 N 答：甜瓜所受重力为4.5 N； 随堂巩固 (2)甜瓜浸没在水中受到的浮力； 解：(2)由图乙可知浸没时，F浮'＝G ＋F＝4.5 N＋0.5 N＝5 N 答：甜瓜浸没在水中受到的浮力为5 N； 5. 如图甲所示，小明将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水的体积为450 cm3，再使甜瓜向下浸没在水中静止，需对甜瓜施加0.5 N向下的压力，如图乙所示。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： 随堂巩固 (3)甜瓜的密度。 解：(3)由F浮'＝G排'＝ρ水gV排'可得， 物体浸没时的体积 V＝V排'＝＝＝5×10－4 m3 由G＝mg可得，甜瓜的质量m＝＝＝0.45 kg 甜瓜的密度ρ＝＝＝0.9×103 kg/m3 答：甜瓜的密度为0.9×103 kg/m3。　 5. 如图甲所示，小明将甜瓜放入盛满水的溢水杯中，静止时溢出水的体积为450 cm3，再使甜瓜向下浸没在水中静止，需对甜瓜施加0.5 N向下的压力，如图乙所示。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求： 随堂巩固 $$第2节｜阿基米德原理 第1课时　阿基米德原理的探究实验 第十章　浮力 1.熟悉“探究浮力大小跟排开液体 所受重力的关系”的实验探究过程。 2.了解什么是阿基米德原理，并学 会应用公式进行简单计算。 教材 导航 P68～70 　　 同学们，你们听说过曹冲称象的智慧故事吗？在 没有现代测量工具的时代，年幼的曹冲是如何巧妙地称量出一 头巨象的重量的呢？今天，让我们来一起学习这节课，探索它 这个现象背后所涉及的原理。 课前预习 阿基米德原理： 1. 浸在液体中的物体受到 的浮力，浮力的大小等 于 。用公式表示为F浮＝ ⁠ ＝ ＝ ⁠。 2. 阿基米德原理也同时适用于气体。 向上　 它排开液体所受的重力　 G排　 m排g　 ρ液gV排　 课前预习 知识点 　验证阿基米德原理 [例1]　小吴同学想探究浮力的大小与排开液体所受重力的关 系，利用的实验器材如下：弹簧测力计、溢水杯、小桶、水、 铁块。 例题导学 步骤①：如图甲，弹簧测力计调零后，测量空桶重力，弹簧测 力计示数为F1； 步骤②：如图乙，测量铁块重力，弹簧测力计示数为F2； 步骤③：如图丙，溢水杯装满水，将铁块浸没到溢水杯水中， 弹簧测力计示数为F3； 步骤④：如图丁，测量小桶和溢出水的总重力，弹簧测力计示 数为F4。 实验步骤为： 例题导学 (1)若等式 (用上述所测F1、F2、F3、F4表 示)成立，则初步验证阿基米德原理成立。以下操作对实验 没．有．影响的是 (填写正确选项前的字母)。 A. 将步骤①放到步骤④之后 B. 步骤③溢水杯未装满水 C. 步骤③物体没有完全浸入 F2－F3＝F4－F1　 C　 例题导学 (2)在实验过程中，小吴发现当铁块逐渐浸入水中至一定深度 处，弹簧测力计示数先减小后保持不变，说明物体所受浮力与 排开液体的 有关，与 无关。 体积　 浸在液体的深度　 例题导学 (3)若小吴的某次实验数据显示物体所受的浮力大于排开液体所 受重力，下列实验操作可能造成这一错．误．结论的是 (可 多选)。 A. 测拉力时物体碰到溢水杯底部了 B. 先测桶和排开液体的总重力，再测桶的重力 C. 向溢水杯注入液体时，液体正在向外流就将空桶放在溢水 口下面了 AB　 例题导学 实验中，需先通过称重法测出浮力大小，再与排开水的重力进 行对比，需要注意的是溢水杯中的水一开始要到达溢水口，否 则会使得实验结论不准确。 例题导学 知识点 　阿基米德原理的简单应用 [例2]　体积相同的三个小球分别放入同种液体中，静止后的状 态如图所示，此时甲、乙、丙受到的浮力分别为F甲、F乙、F丙，则关于三个浮力的大小关系，下列说法正确的是(　B　) B A. F甲＞F乙＞F丙 B. F甲＜F乙＝F丙 C. F甲＝F乙＝F丙 D. F甲＞F乙＝F丙 例题导学 [例3]　(母题仿练)将一个质量为27 kg的实心铝球浸没在水中， 已知铝的密度为2.7×103 kg/m3，水的密度为1.0×103 kg/m3。 g取10 N/kg，求： (1)铝球排开水的体积； 解：(1)根据ρ＝可得， V球＝＝＝1×10－2 m3 因为铝球浸没在水中，所以铝球排开水的体积 V排＝V球＝1×10－2 m3 答：铝球排开水的体积为1×10－2 m3； 例题导学 (2)铝球所受的浮力。 解：(2)根据阿基米德原理可得，铝球所受的浮力 F浮＝ρ水gV排＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－2 m3＝100 N 答：铝球所受的浮力为100 N。　 例题导学 1. 下列几种情况中，相关物体受到的浮力变大的是(　D　) A. 游泳结束从深水区走向浅水区的小王 B. 由大海驶入长江的一艘潜水艇 C. 点燃放飞后慢慢升入高空的“孔明灯” D. 往泡菜坛加盐时仍沉在水中的泡菜 D 随堂巩固 2. (跨学科·物理学与日常生活)物体在空气中会受到浮力作用， 普通家用三门冰箱的体积约为1 m3，则它受到空气的浮力约是 (g取10 N/kg，空气的平均密度为1.3 kg/m3)(　C　) A. 1300 N B. 130 N C. 13 N D. 0.13 N C 随堂巩固 3. 用弹簧测力计测出一个物体重为5 N，然后将该物体的一半 浸入盐水，这时弹簧测力计的示数变为4 N。若该物体浸没在 盐水中，物体受到的浮力为(　D　) A. 3 N B. 4 N C. 1 N D. 2 N D 随堂巩固 4. 如图所示，大鱼和小鱼的争论中， ⁠的说法是正确 的， 受到水的压强大。如果大鱼的体积为1×10－4 m3，则此时大鱼受到的浮力为 N。(g取10 N/kg，ρ水＝1.0×103 kg/m3) 大鱼　 小鱼　 1　 随堂巩固 5. 如图所示是小超同学探究“阿基米德原理”的实验，其中 桶A为圆柱形。 (1)图1中正确的操作顺序最佳是 ⁠。 A. 乙丙甲丁 B. 乙甲丙丁 C. 甲丁乙丙 D. 乙丙丁甲 B　 典型实验 (2)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水， 如图丙所示(漂浮时A处于平衡状态，浮力与重力相等)，则空 桶A受到的浮力为 N。 (3)测出桶B和溢出水的总重力，如图丁所示，则桶A排开水受 到的重力 (选填“大于”“小于”或“等于”)桶A受 到的浮力。 2　 等于　 典型实验 (4)（拓展设问）在实验中，排除测量误差因素的影响，小芳发现桶A排开水的重力明显小于所受的浮力，造成这种结果的原因可能是 ⁠ ⁠。 溢水杯中没装满水，桶A开始进入水中时排开的水没有 溢出来　 典型实验 (5)接着小琴同学往桶A中加入沙子进行实验，得到4组数据， 表格如下，其中有明显错误的是第 次，实验过程中，随 着加入沙子越多，桶A浸入水中就越 (选填“深”或 “浅”)。 次数 1 2 3 4 桶A与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4 桶B与水的总重力/N 4.0 4.4 4.6 5.0 3　 深　 典型实验 (6)分析以上探究过程可以得到的结论是：浸在液体中的物体受 到向上的浮力，浮力大小等于它排开的液体所受的 ⁠。 (7)（创新设问）小敏将装满水的溢水杯放到电子秤上，再用弹簧测力计挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中，如图2所示，铝块浸没后逐渐下降的过程中，溢水杯底所受水的压力 将 ⁠ (选填“变大”“变小”或“不变”，下同)，电子秤的读数将 ⁠。 重力　 不变 不变　 典型实验 $$