10.2阿基米德原理（教学课件）2024-2025学年人教版八年级物理下册

八年级下册 •人教版 第十章 浮力 10.2阿基米德原理 本节导读 学习目标 引入新课 探究新知 课堂小结 课堂达标 1 2 3 4 5 目录导读 学习目标 1.理解阿基米德原理的内容，能准确表述“浸在液体中的物体所受浮力大小等于它排开液体所受的重力”。 力大小。 2.掌握浮力公式F浮≡G液，并能用公式进行简单计算。 3. 能通过实验探究浮力大小与排开液体重力的关系，验证阿基米德原理。 3 引入新课 提出问题 要探究这个定量关系，除了要知道液体的密度，还要想办法确定物体浸在液体中的体积。 通过上节的探究，我们知道: 液体密度越大 物体浸在液体中的体积越大、 所受的浮力就越大。 所受的浮力就越大。 新课探究 阿基米德灵感的启示 新课探究 一、阿基米德灵感的启示 物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力越大。 物体排开液体的体积 液体的密度 ✖ ＝ 排开液体的质量 物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大 物体所受的浮力与它排开液体所受的重力是否有直接关系呢？ 物体所受的重力和它的质量成正比 6 浮力的大小 二、浮力的大小 实验：探究物体所受的浮力与它排开液体所受的重力之间的关系。 3.如果要减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序? 【实验思路】 物体所受的浮力 物体排开液体所受的重力 测量 1.怎样测量物体所受浮力的大小? 2.怎样测量物体排开液体所受的重力? 浮力的大小 1.用弹簧测力计测量空桶所受的重力(图甲)。 【实验过程】 甲 乙 丙 2.用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中(图乙)和浸在水中(图丙)静止时弹簧测力计的示数，计算物体在水中所受浮力的大小。同时用小桶将排开的水收集起来。 3.用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力 (图丁)，计算排开的水所受的重力。把测 量的实验数据记录在下表中。 丁 浮力的大小 次数 小桶所受的重力 G桶/N 物体所受的重力 G物/N 物体在水中时弹簧测力计的示数 F拉/N 小桶和排开水所受的总重力 G总/N 浮力 F浮/N 排开的水所受的重力 G排/N 1 2 3 【实验数据表格】 F浮=G物-F拉 G排= G总-G桶 0.3 0.3 0.3 1.4 2.2 1.8 1.0 0.4 0.4 1.7 1.6 1.6 0.2 0.2 0.6 1.5 1.9 0.6 浮力的大小 【实验结论】 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。 【分析讨论】 1.实验中如果先测溢出水和桶的总重力，再测空桶的重力，会有什么后果？ 如果后测桶的重力，桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏小。 浮力的大小 2.物块在浸入前，水面没有与溢水口相平，会有什么后果？ 若水面没有与溢水口相平，浮力的大小不会受到影响，但排到小桶内水的质量会减小，使测得的F浮> G排。 3. 实验中，如何使实验结果更为具普遍规律？ 需换用不同的物体进行多次实验，避免实验偶然性，从而得到普遍规律。 浮力的大小 6. 如果换用木块做这个实验，应该如何设计？ 甲 乙 丙 丁 戊 F浮=G G排= F2-F1 浮力的大小 视频欣赏：探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 浮力的大小 （1）内容： （2）数学表达式： 三、阿基米德原理 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。 F浮= G排 推导公式： F浮= G排= m排g=ρ液gV排 求液体密度、排开液体的体积公式： 浮力的大小 （4）适用性: 阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 （5）对浸没、浸入、浸在、没入的理解 如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”。 部分浸入 全部浸入(即浸没) V排=V物 V排＜V物 （3）影响浮力大小的因素： 浮力只与液体密度、物体排开液体体积有关。与物体的质量、重力、形状、密度，浸没的深度等因素无关。 浮力的大小 阿基米德（公元前287年—212年），伟大的古希腊哲学家、数学家、物理学家、力学家，并且享有“力学之父”的美称，阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。 物理主要成就：浮力原理和杠杆原理 小资料 阿基米德原理的应用 【例题1】有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为 的塑料块。 （1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少? （2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，浸在盐水中的体积 是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少?g取10N/kg。 1.利用阿基米德原理求浮力 阿基米德原理的应用 （1）根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体积。 塑料块的质量 塑料块的体积 浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。根据阿基米德原理，塑料块受到浮力的大小等于它排开的水所受的重力 F浮=G排= m水g= ρ水gV排 = 1×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N 阿基米德原理的应用 （2）塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22 N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量。再由体积、质量和密度的关系式就可以求得盐水的密度。即 盐水密度 阿基米德原理的应用 2.比较浮力的大小 (1) 体积相等的铝块和铜块,铝块浸没在水中,铜块浸没在酒精中，哪个受到的浮力大? V铝=V铜 V铝排=V铜排 F浮=G排 =ρ液gV排 F浮铝＞ F浮铜 ρ铝＜ρ铜 V铝＞V铜 V铝排＞V铜排 F浮=G排 =ρ水gV排 F浮铝＞F浮铜 ρ水＞ ρ酒精 (2) 质量相等的实心铝块和铜块,都浸没在水中,哪个受到的浮力大? m铝=m铜 阿基米德原理的应用 (3) 质量相等的实心铝块和铜块,铝块浸没在水中，铜块浸没在酒精中，哪个受到的浮力大? V铝＞V铜 V铝排＞V铜排 F浮=G排 =ρ水gV排 F浮铝＞F浮铜 ρ水＞ ρ酒精 阿基米德原理的应用 3.通过浮力测密度 如图所示，将一个重为2.7N的实心金属块挂在弹簧测力计下端，使之浸没在水中，当测力计指针静止时，示数为1.7N。 (1)金属块的体积是多少？ (2)物体的密度？ （1） F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N 由F浮=ρ液gV排可知，物块的体积 （2）物块的密度 阿基米德原理的应用 （1）用弹簧测力计测出物体的重力G. （2）将物体浸没在水中读出拉力F. 利用浮力测物体的密度 推导： 课堂小结 内容 阿 基 米 德 原 理 数学表达式 影响浮力大小的因素 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 F浮= G排= ρ液 gV排 液体的密度 物体排开液体的体积 适应范围 适用于气体，液体 实验探究 推导 达标练习 1.体积相同的铜块、铁块分别浸在如图所示的液体中，设它们受到的浮方分别用F1、F2表示，则（　　） A．F1＝F2 B．F1＞F2 C．F1＜F2 D．无法判断 A 达标练习 2.将一个大铁球和一个小塑料球放入水中，结果如图所示，则（　　） A．大铁球受到的浮力大 B．小塑料球受到的浮力大 C．它们所受浮力一样大 D．条件不足，不能确定 A 达标练习 3.物理学与日常生活：天然浴场的水底布满了小石子，游泳者从浅水区走向深水区的过程中，下列说法正确的是（　　） A．感到脚底越来越不疼，因为水对人的浮力越来越大 B．感到脚底越来越疼，因为水对人的浮力越来越小 C．脚底的感觉没有什么变化，因为人受到的重力没有变化 D．感到脚底越来越不疼，因为小石子对人的支持力越来越大 A 达标练习 4.半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面（如图甲）；装载时需向半潜船的水舱中注水，船体重力增加，巨大的甲板下沉至海面以下（如图乙）；待货物被拖到甲板上方后，排出半潜船水舱中的水，船体重力减小，甲板上浮至海面，完成货物装载（如图丙）。半潜船在甲、乙、丙三种状态时所受的浮力分别为、、。下列判断正确的是（    ） A． B． C． D． B 达标练习 5.如图所示，放在水平桌面上的溢水杯盛满水，在弹簧测力计下挂一个实心金属块，弹簧测力计示数为F1（如图甲）；将金属块缓慢浸没水中（未接触溢水杯底），溢出的水流入小烧杯，弹簧测力计的示数为F2（如图乙）。下列说法正确的是（　　） A．水对溢水杯底部的压强关系为 B．水对溢水杯底部的压力关系为 C．金属块受到的浮力 D．金属块排开水的体积等于 C A．圆柱体的质量为0.9kg B．圆柱体所受的最大浮力为5N C．圆柱体的密度为1.2×103kg/m3 D．圆柱体在刚浸没时下表面受到的液体压强为300Pa 达标练习 6.如图所示，甲图一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将其逐渐浸入水中，图乙中已给出整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的实验图像。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g＝10N/kg，不考虑液面变化，则下列说法中正确的是（　　） ABD A．小球的密度为 B．小球排开水的质量等于排开酒精的质量 C．用力将图乙中的小球向下压的过程中，小球受到的浮力不变 D．将酒精注入图乙容器中（液体不溢出），小球浸入液体中的体积不变 达标练习 7.如图所示，两个完全相同的小球，分别漂浮在装有一定酒精和水的容器中，小球的质量为6g，体积为。下列描述正确的是（　　） B 达标练习 8.如图所示，浸没在水中的大鱼和小鱼都会受到水的 力，其中大鱼受到的该力 小鱼受到的。 浮 大于 达标练习 9.挂在弹簧测力计上的铁块重7.9N，当它全部浸没在水中时，弹簧测力计的示数为6.9N，铁块受到的浮力为 N；若铁块刚好有一半体积露出水面，则弹簧测力计的示数为 N。 1 7.4 达标练习 10.如图用一细绳拴住体积为0.6dm3重为4N的物体，使它浸没在水中，此时物体受到水的浮力是 N，浮力方向 ，绳的拉力为 N。（水的密度为，g取10N/kg） 6 竖直向上 2 达标练习 11.如下图所示，a、b、c、d是小芳同学在探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”时的四个步骤。a、b、c、d四个步骤中弹簧测力计的读数分别是、、、，由a、c两个步骤中弹簧测力计的读数可以求出小石块受到的浮力为 ；如果关系式 成立，就可以得到著名的阿基米德原理。 达标练习 12.如图所示，一木块的体积为200cm3，浸没在水中且处于静止状态，木块受到绳子向下的拉力F为0.8N。（g取10N/kg，ρ=1.0×103kg/m3，绳子重力忽略不计）求： (1)木块此时受到的浮力。(2)木块的重力。 解：（1） （2），则 谢谢观看 37 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 $$