10.2 阿基米德原理 课件-2024-2025学年人教版物理八年级下学期

第二节 阿基米德原理 第十章 浮力 学习目标 2. 掌握阿基米德原理; 1. 通过实验探究活动深刻理解探究影响浮力大小的因素; 3. 学会利用阿基米德原理解答有关问题。 课程导入 我们知道：物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。浮力的大小跟它们有什么定量的关系呢? 知识点一、阿基米德的灵感 据说两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，他在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，不就是物体排开液体的体积吗?由此他解决了王冠的鉴定问题。 沿着这个思路，进一步思考，如果用物体排开液体的体积取代物体浸在液体中的体积， 那么物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。而排开液体的体积与液体密度的乘积就是排开液体的质量，所以上面的结论又可以说成：物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大。又由于物体所受的重力和它的质量是成正比的，因此进一步推想：物体在液体中所受的浮力与它排开液体所受的重力有直接的关系。 阿基米德( 约公元前287-前212) 物体的体积不一定等于物体排开液体的体积。 知识点二、浮力的大小 1.实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 提出问题 物体所受的浮力的大小与物体排开液体所受重力存在怎样的定量关系？ 猜想与假设 浮力的大小可能等于物体排开的液体所受的重力。 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。 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? 3. 如果要减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序? 实验器材 弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶、水等 知识点二、浮力的大小 1.实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 进行实验 1. 用弹簧测力计测量空桶所受的重力(图甲) ； 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。 知识点二、浮力的大小 1.实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 记录数据 次数 小桶所受的重力 G桶/N 物体所受的重力 G桶/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 1.0 2.0 1.0 2.0 1.0 1.0 2 1.0 2.8 1.4 2.4 1.4 1.4 3 1.0 3.6 1.8 2.8 1.8 1.8 …… …… …… …… …… …… …… 实验结论 浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。 阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。 知识点三、阿基米德原理 1. 阿基米德原理的内容 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。这就是著名的阿基米德原理。 2. 阿基米德原理的公式 F浮 = G排 = m排g = ρ液gV排 浮力大小， 单位牛(N) 排开液体的质量 ， 单位千克(kg) 排开液体的重力 ， 单位牛(N) 液体的密度 ， 单位千克/米3(kg/m3) 排开液体的体积 ， 单位米3(m3) 知识点三、阿基米德原理 3. 利用阿基米德原理测量物体的密度 称重法测浮力的公式F浮 = G物 - F拉 由阿基米德原理F浮 = G排 = m排g = ρ液gV排可知， 若物体浸没在液体中，则 m物g = G物 知识点三、阿基米德原理 5. 计算浮力大小的四种方法 称重法 压力差法 公式法 平衡法 浮力等于物体的重力 G物减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力F拉，即F浮=G物 - F拉 浮力等于物体上、下表面受到的液体的压力差，即F浮 = F向上 - F向下 根据阿基米德原理 F浮 = G排 = m排g = ρ液gV排计算 物体漂浮或悬浮时，由二力平衡条件得浮力等于重力，即F浮=G 经典例题 关于物体在水中受到的浮力，下列说法中错误的是（　　） A．浮力的方向始终竖直向上 B．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大 C．浸没在水中的物体受到的浮力与它所处的深度无关 D．物体的密度越大，受到的浮力越小 例 D 11 经典例题 同学们在完成了探究“影响浮力大小的因素”实验之后，老师把一金属块挂在弹簧测力计下，浸没在水中，弹簧测力计的示数为2N（如图）。下列做法能使弹簧测力计的示数变大的是​（　　） A．金属块下移一点 B．金属块露出水面 C．往烧杯里加些盐 D．往烧杯里加点水 例 B 12 经典例题 半潜船可用来运输超大型货物，空载时漂浮于海面（如图甲）；装载时需向船体水舱注水，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时，排出水舱中的水，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F1、F2、F3。则下列判断正确的是（　　） A．F1 = F3 ＞ F2 B．F2 ＞ F3 ＞ F1 C．F3 ＞ F1 = F2 D．F3 ＞ F2 ＞ F1 例 B 13 经典例题 如图所示，水平桌面上有一个质量为100g、底面积为100cm2的圆柱形平底薄壁溢水杯，杯底上表面到溢水口的距离为15cm，杯中装有部分水，此时溢水杯对桌面的压强为1300Pa。将挂在弹簧测力计下端的重为6N的实心圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数变化了2N。当圆柱体浸没在水中时，下列结论不正确的是（　　） A．溢出到小桶中的水重为0N B．水对溢水杯底部的压强为1500Pa C．溢水杯对桌面的压力为15N D．圆柱体的密度为3×103kg/m3 例 B 14 归纳总结 阿基米德原理 规律 应用 F浮 = G排 = m排g = ρ液gV排 求物体所受浮力大小 求液体的密度 求排开液体的体积 求浸没在液体中物体的密度 15 $$