7.2 阿基米德原理（课件）-【上好课】2024-2025学年八年级物理下册同步精品课堂（沪科版（五四学制）2024)

沪科版（五·四学制） 八年级下册 第7章 浮力 7.2 阿基米德原理 情景引入 漂浮在海洋中的冰山，大部分都隐藏在海面以下，航行于附近海域的船舶有可能与海面下的冰山发生撞击，造成险情。如图 7-2-1 所示， 冰山露出海面的一小部分常被称为“冰山一角”。 为什么冰山只有“一角”露出海面？ 01 02 03 04 05 CONTENTS 阿基米德原理的应用 阿基米德的启示 阿基米德原理 PART ONE 阿基米德的启示 据说两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到，物体浸在液体中的体积不就是物体排开的液体的体积吗？ 阿基米德的灵感 阿基米德的故事启示我们，物体浸在液体中的体积越大、也就是物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。我们来体验一下： 把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？ 排开液体的体积 物体浸在液体中的体积 = 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。 回顾：浮力大小与哪些因素有关？ 浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。 排开液体的体积 排开液体的体积 想想做做 浮力 大小 排开液体 所受重力 液体 密度 排开液体 的体积 排开液体 的质量 浮力大小与排开液体所受的重力有何关系？ m=ρV G=mg ρ V PART TWO 阿基米德原理 将物体浸入一杯水中，杯中水面会上升，如 果这杯水原先是满的，水就会溢出，显然，物体浸入水中的体积即物体排开水的体积。液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，排开液体的重力越大。因此，浸入液体的物体所受浮力的大小与排开液体的重力大小可能有关。 如图 7-2-2 所示，在溢水杯中盛入适量的水，使水面与出水口相平，在杯中放入一个物体，物体排开的水就会从出水口流出到烧杯中，烧杯中的水的重力即为物体排开水的重力。 如图 7-2-3 所示，往溢水杯中注满水。用力传感器 A 悬挂一物体，用另一力传感器 B 悬挂杯子。将物体逐渐浸入到溢水杯中， 观察力传感器 A 与 B 示数的变化， 猜想浮力大小与排开水的重力的关系。 阿基米德原理 1.内容：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力大小。 阿基米德 2.公式： F浮=G排 3.适用范围：液体和气体 4.对原理的理解: ①物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”（V排=V浸=V物）和“部分浸入”（V排=V浸<V物）两种情况。 ②浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。 F浮=G排=m排g= ρ液 g V排 ③阿基米德原理表明，浮力大小只和 ρ液 、V排有关，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漂浮、悬浮、沉在水底、还是运动等因素无关。 r液——液体的密度； (单位：kg/m3) V排——物体排开的液体的体积；(单位：m3) 例题1：如图,将一个木块放入装满水的溢水杯中,溢出了100g的水,那么,木块所受的浮力是多大呢?(g取10N/kg) 解:F浮=G排=m排g =0.1kg×10N/kg =1N 例题2：如图,将另一个木块放入盛有水的烧杯中,木块浸入水中的深度为4cm,木块底面积为60cm2那么木块受到的浮力为多大呢?(g取10N/kg) 解:F浮=G排 =ρ液gV排 V排=s木h浸入 =60cm2×4cm =240m3 =1×103kg/m3×10N/g×240m3 =2.4 N 例题3：如图,将一个质量为790g的铁块浸没在烧杯内的水中,求铁块受到的浮力。(铁的密度为7.9×103kg/m3,g取10N/kg) 790g 解:F浮=G排 =ρ液gV排 =1×103kg/m3×10N/g×100×10-6m3 =1 N 例题4：如图,将另一个铁块放入底面积为100cm2的 烧杯中,水面上升了2cm,那么铁块受到的浮力 为多大呢?(g取10N/kg) 解:F浮=G排 =ρ液gV排 V排=S容⊿h =100cm2×2cm =200cm3 =1×103kg/m3×10N/g×200×10-6m3 =2 N 1 ．体积为3× 10-3米3 的物块浸没在水中，求物块受到的浮力F浮 。 【答案】29.4N 【详解】物块浸没在水中，排开水的体积 V 排= V 物=3×10-3m3 物块受到的浮力 F 浮=ρ水gV排= 1×103kg/m3 ×9.8N/kg×3×10-3m3=29.4N 练一练 2 ．我国首艘 10 万吨级智慧渔业大型工船“国信 1 号” ，满载时它 的排水量为 1.3 × 105 t 。 （1）满载时排开海水的体积为多少？ （2）满载时工船所受的浮力为多少？（g 取10N / kg ， ρ海水 取1.0 × 103 kg / m3 ） 【答案】（1） 1.3 × 105 m3 ；（2） 1.3 × 109 N 解： 根据 可得，满载时排开海水的体积为 （2）根据阿基米德原理可得，满载时工船所受的浮力为 F浮 = G排 = m排 g = 1.3 ×105×103 kg ×10N / kg = 1.3 ×109 N 答：（1）满载时排开海水的体积为1.3 × 105 m3 ； （2）满载时工船所受的浮力为1.3 × 109 N 。 3．装满水的溢水杯放置在水平桌面上，水的总深度为 20cm，杯口放置一个空的小烧杯，如图甲所示。将重力为 3N 的物体 A 挂在已调好的弹簧测力计的挂钩上，并将物体 A 完全浸 没在水中静止，如图乙所示，测得溢出水的质量为 0. 1kg。（ρ水 = 1.0 × 103 kg / m3 ，g 取10N / kg ） 求： （1）物体 A 完全浸没后，水对杯底的压强； （2）物体 A 的体积； （3）弹簧测力计的示数。 【答案】（1） 2 × 103 Pa ；（2） 1 × 10 4 m3 ；（2）2N 【详解】解：（1）物体 A 完全浸没后，水仍是满的，水对杯底的压强 p=ρ水gh=1.0 × 103 kg/m3 × 10N/kg× 0.2m=2 × 103 Pa （2）物体在水中受到的浮力等于排开水受到的重力，所以浮力为 F浮 =G排液=m排液g =0. 1kg× 10N/kg=1N 排开液体的体积等于物体 A 的体积，故 A 的体积为 （3）A 静止，受力平衡，受到的拉力为 F拉 =G-F浮 =3N-1N=2N 即测力计的示数为 2N。 答：（1）物体 A 完全浸没后，水对杯底的压强为2× 103 Pa ； （2）物体 A 的体积为1× 10 4 m3 ； （3）弹簧测力计的示数为 2N。 PART THREE 阿基米德原理的应用 一、比较浮力的大小 (1)质量相同的两个实心铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸 没在煤油中,哪个受到的浮力大? 甲 乙 水 煤油 F浮=G排 =ρ液gV排 V排相同，比ρ液 F浮甲＞F浮乙 (2)质量相同的实心铝块和铜块,都浸没在煤油中,哪个受到的浮力大? 铝块 煤油 铜 煤油 F浮=G排 =ρ液gV排 m铝=m铜, ρ铝＜ρ铜 V=m/ρ V铝＞V铜 铜块 V铝排＞V铜排 F浮铝＞F浮铜 ρ液相同，比V排 (3)把刚才的铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中,哪个受到的浮力大? 铝块 煤油 水 铜块 F浮=G排 =ρ液gV排 F浮铝＞F浮铁 V铝排＞V铜排, ρ水＞ρ煤油 二、通过浮力测密度 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,读数是79N。当把零件浸没在水中时,测力计的读数是69N,金属零件的体积有多大?你能判断这是哪种金属么?(g取10N/kg) 解： ρ金属= = =7.9g/cm3 铁 1 ．通过大量研究，得出物体浸在液体中受到浮力大小的普遍规律的科学家是 ( ) A ．伽利略 B ．牛顿 C ．阿基米德 D ．欧姆 课堂练习 C 2．重 5 牛的物体浸入一盛有水的容器中，受到的浮力为 2 牛，该物体排开水的重力 ( ) A ．等于 5 牛 B ．小于 2 牛 C ．等于 3 牛 D ．等于 2 牛 D 3 ．一物体浸没在盐水中，然后将它浸没在水中，则该物体在水中受到的浮力与在盐水中受 到的浮力相比 ( ) A ．变大 B ．变小 C ．不变 D ．无法判断 B 4 ．质量相等的木块和铜块浸在水中，它们所受浮力的大小关系为 ( ) A ．木块大 B ．铜块大 C ．大小相等 D ．无法确定 A 5 ． 甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则在水中受到浮力最小的是 ( ) A ． 甲球 B ．乙球 C ．丙球 D ．丁球 D 6 ．相同的柱形容器内分别盛有不同液体。将两个完全相同的物体浸入液体中，当物体静止后两液面刚好相平，如图所示，则下列判断中正确的是 ( ) A ．容器对地面的压力 F甲>F乙 C ．液体对容器底部的压强p甲=p乙 B ．液体密度ρ甲<ρ乙 D ．物体排开液体的质量 m甲<m乙 A 课堂小结 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$