10.2　阿基米德原理.（课件）-2024-2025学年人教版八年级物理下册

第2节　阿基米德原理 第十章 浮力 第十章　浮力 第2节　阿基米德原理 新知梳理 应用示例 课堂小结 课堂反馈 全品初中 一、探究浮力大小与排开液体所受重力的关系 (1)发现问题、提出问题:物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。浮力的大小跟它们有什么定量的关系呢? (2)实验思路:本实验需要先测量两个量:物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力,然后分析它们的关系。物体所受的浮力可以利用称重法测量;将物体浸在盛满液体的容器中,将排出的液体收集起来,即可测出排开液体的重力。 (3)实验器材:弹簧测力计、石块、细线、水、溢水杯、小桶。 解析 新知梳理 (4)实验步骤:①如图10⁃2⁃1甲所示,用弹簧测力计测出石块受到的重力G石,将数据填入下表。 ②如图乙所示,用弹簧测力计测出空小桶的重力G桶,将数据填入下表。 图10-2-1 解析 新知梳理 ③如图丙所示,将溢水杯装满水,用弹簧测力计悬挂石块慢慢浸没在溢水杯内的水中,用小桶装排出的水,直到溢水杯中的水不再溢出时(石块未接触溢水杯底),读出测力计的示数F,将数据填入下表。 ④如图丁所示,用弹簧测力计测出小桶和排开水所受的总重力G总,将数据填入下表。 解析 新知梳理 ⑤换用质量不同的石块,重复上述步骤。 石块 重G石 /N 空小桶的重力 G桶/N 石块浸没在水中时弹簧测力计的示数F/N 小桶和排开水所受的总重力G总/N 石块浸没在水中时受到的浮力F浮/N 排开水所受的重力 G排/N                                     解析 新知梳理 (5)分析与论证:①石块受到的浮力F浮=　　　　,石块排开水所受的重力G排=　　　　　。(用物理量符号表示)  ②石块受到的浮力的大小与它排开的水所受重力的大小 　　　　。  (6)评估与交流:实验中换用质量不同的石块进行多次实验的目的是　 。 G石-F G总-G桶 相等 得出普遍规律 解析 新知梳理 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。 [点拨](1)浸在液体中的物体所受浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与物体的体积、密度、形状以及物体在液体中是否运动等因素均无关。 解析 新知梳理 (2)阿基米德原理也适用于气体,但公式中ρ液要改为ρ气;一般物体都是浸没在气体中的,则V排=V物;因此公式可写成F浮= ρ气gV物。 解析 新知梳理 三、计算浮力的四种方法 原因法 (压力差法) 称重法 阿基米德 原理法 二力平衡法 (第3节详讲) 　浮力等于物体所受液体对它向上和向下的压力差,即F浮=F向上-F向下 　浮力等于物体的重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的示数,即 F浮=G-F示 　根据阿基米德原理计算:F浮=G排=ρ液gV排 　物体漂浮在液面上或悬浮在液体中时,应用二力平衡条件计算: F浮=G物 解析 新知梳理 类型一　浮力的大小与排开液体所受重力的关系 例1 小华做“验证阿基米德原理”的实验时,用如图10⁃2⁃2(a)所示的溢水杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程如图(b)(c)(d)(e)所示。 (1)如图(c)所示是小华在使用__________　　　　　　测石块的　　　　。  图10-2-2 弹簧测力计 重力 解析 应用示例 (2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式__________,则该原理将得到验证。  (3)以下关于实验过程中的操作,会影响 验证结果的是　　　　(填字母)。  A.图(a)中溢水杯内未盛满水 B.图(b)中小桶内有少量水 C.图(d)中石块未浸没在水中 F2-F3=F4-F1 A 解析 应用示例 [实验点拨] 在“探究浮力大小与排开液体所受重力的关系”的实验中,若先测出小桶和排开的水所受的总重力,倒出水后,再测空桶的重力,则水会残留在桶壁上,使测得的排开水的重力偏小,从而造成较大误差。 解析 应用示例 类型二　利用阿基米德原理求浮力 例2 (2022广州)两个量筒均装有20 mL的水,往量筒中分别放入甲、乙两个不吸水的物块,物块静止后如图10⁃2⁃3所示,水的密度为1.0 g/cm3,g取10 N/kg,则 (　　) A.甲的体积为40 cm3 B.甲受到的浮力为0.4 N C.乙排开水的体积小于20 mL D.乙受到的浮力小于甲受到的浮力 B 图10-2-3 解析 应用示例 [规律总结] 阿基米德原理的理解 解析 应用示例 例3 如图10⁃2⁃4甲所示,装有一定量水的圆柱形容器放置在水平桌面上,现将一体积为5×10-5 m3的物块放入容器中,物块静止在水面上,浸入水中的体积为4×10-5 m3,求:(g取10 N/kg) (1)物块受到的浮力。 (2)物块的重力。 (3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使 其恰好浸没在水中,此时力F为多大。 图10-2-4 解析 应用示例 [答案] (1)物块在水面上处于静止状态时,排开水的体积V排=V浸=4×10-5 m3, 物块受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×4×10-5 m3=0.4 N。 (2)物块静止在水面上,物块受到的重力和水对它的浮力是一对平衡力,则物块的重力G=F浮=0.4 N。 解析 应用示例 (3)使物块恰好浸没在水中时,物块受到的浮力:F浮'=ρ水gV排’= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg×5×10-5 m3=0.5 N, 由于物块处于静止状态,受力平衡,则有:F浮'=G+F, 故压力F=F浮'-G=0.5 N-0.4 N=0.1 N。 解析 应用示例 [方法指导] 利用阿基米德原理计算静止在液面上的物体,完全浸入液体中时所需压力的方法 解析 应用示例 解析 课堂小结 [阿基米德原理] 1.某实验小组设计了如图14⁃1所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。 (1)实验的最佳顺序是　　　。  A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丁、丙 C.丁、甲、乙、丙 图14⁃1 C 课堂反馈 (2)图乙中物体受到的浮力为　　　N,物体排开水所受的重力可由　 　　　(填实验序号)两个步骤测出。  (3)通过实验可得到初步结论:浸没在水中的物体,受到的浮力大小等于　 。 1 丙、丁 排开液体的重力 课堂反馈 (4)以下情况会影响结论的是　　　　。  A.图乙中物体未浸没在水中 B.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口 B 课堂反馈 (5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是　　　。  A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验 C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 A 课堂反馈 2.如图14⁃2所示,在一个溢水杯中装满水,并在溢水口下放一个小烧杯,将一个体积为10 cm3的金属块慢慢浸没到水中,等停止溢水后,小烧杯中水的质量为　　　g,金属块受到的浮力为　　　　N。(g取10 N/kg)  图14⁃2 10 0.1 课堂反馈 3.一个在节日放飞的气球,体积是500 m3,这个气球在地面附近受到的浮力是　　　　　。(设地面附近气温是0 ℃,气压是1.0×105 Pa,空气的密度是1.29 kg/m3,g取10 N/kg)  6450 N 课堂反馈 4.如图14⁃3所示,用细绳系住体积为3×10-4 m3的物体A,使它竖直下垂且全部浸入水中静止,此时绳子的拉力是1.5 N。求:(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg) (1)物体A受到的浮力。 (2)物体A的质量。 图14⁃3 课堂反馈 [答案] (1)物体A浸没在水中,V排=V=3×10-4 m3, 物体A受到的浮力: F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×3×10-4 m3=3 N。 (2)由于物体A处于静止状态,受力平衡,则物体A的重力:GA=F浮+ F拉=3 N+1.5 N=4.5 N, 物体A的质量:mA===0.45 kg。 课堂反馈 谢 谢 观 看！ 全品初中 $$