内容正文:
8.2 阿基米德原理
回顾:浮力大小与哪些因素有关?
浮力大小,跟它 和 有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
将矿泉水瓶按入装满水的烧杯中,感受浮力与排开的液体的关系。
浮力的大小
排开液体的体积
物体浸在液体中的体积
=
阿基米德的灵感
两千多年以前,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,他忽然想到:物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?
一、阿基米德原理
浮力与物体排开液体重力的关系
图2
图3
图4
图1
探究实验
实验器材
浮力的大小
利用弹簧测力计测量浮力的大小
F浮= F1-F2
注意事项
当物体和弹簧测力计保持静止时读数
物体不要碰到容器底部和侧壁
1、先在空气中用弹簧测力计测出物体重力G,
2、再把物体浸在液体中读出弹簧测力计的示数F拉
3、物体所受的浮力为F浮=G-F拉
实验步骤:
(1)溢水杯中装满水,用调节好的弹簧测力计测出 和 并将数据填入记录表;
物体的重力G
小桶的重力G桶
(2)用弹簧测力计拉着物体慢慢浸入溢水杯的水中,读出 并填入记录表;
弹簧测力计的示数F
(3)用弹簧测力计测出 并填入记录表。
小桶和溢出水的重力G总
验证阿基米德原理
比较_______跟______的大小
F浮=G排液
?
实验数据表格:
次数 物体的重力/N 物体在液体中测力计示数/N 浮力/N 小桶和排液的总重/N 小桶的重力/N 排开液体的重力/N
1 2 1.95 0.05 0.3 0.25 0.05
2 2 1.85 0.15 0.4 0.25 0.15
3 2 1.75 0.25 0.5 0.25 0.25
4
分析数据得出结论
1.浸在液体中的物体受到向上的浮力
2.浮力的大小等于物体排开液体的重力
阿基米德原理动画
1.内容:浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式:F浮=G排
4.适用范围:液体和气体
3.用于计算的导出式:
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
一、阿基米德原理
表明浮力大小只和 ρ液、V排有关
浮力的大小等于被物体排开的液体的重力.
6.分析数据得出结论:
5.整理实验器材.
(1)区分:浸没、浸入、浸在、没入.
浸没和没入基本相同,指全部在液体中;
浸入和浸在基本相同,指全部或部分在液体中,根据题意判断。
(2)F浮=ρ液gV排
ρ液——液体的密度;
V排——物体排开的液体的体积.
(3)F浮=ρ液 gV排表明浮力大小只和 ρ液、V排有关,浮力大小与物体的形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关.
关于阿基米德原理的讨论
对阿基米德原理的理解
(1)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”两种情况.
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力.对于同一物体而言,浸没时受到的浮力大,部分浸入时受到的浮力小,而且浸入的体积越小,所受的浮力也越小.
浸没
部分浸入
(2)浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力.
A.浸没时:V排=V浸=V物,此时物体所受的浮力等于排开液体的重力,即
F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
B.部分浸入时: V排=V浸<V物
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸<V物
V浸
(3)同一物体浸没在不同的液体中时,由于液体的密度不同,所受的浮力也不同.
根据公式 F浮=ρ液g V排,浸没时, V排 = V物,当ρ液不同
时,浮力也随之变化.
(4)阿基米德原理同样适用于气体.
F浮=G排
公式拓展:
1、将小球压入水中,其排开的水所受到的重力为4N,则小球受到的浮力大小为 N。
2、将小球压入水中,其排开的水的质量为0.4kg,则小球受到的浮力大小为 N。 (取g=10N/kg)
3、将小球压入水中,其排开的水的体积为400ml,则小球受到的浮力大小为 N。 (取g=10N/kg)
=m排g
4
4
4
=ρ液 g V排
ρ液— ㎏/m³ V排——m³ g —— N / ㎏
※阿基米德原理也适用于气体
F浮=G排
=m排g
=ρ液 g V排
阿基米德原理
V排:物体浸多少,就排多少
(即物体浸入体积)
死海之谜
在死海中,海水的密度高达1.18×103 kg/m3.人们可以很轻松地在海面仰卧,甚至还可以看书呢!你知道其中的原因吗?提出你的解释,和同学交流.
例1 浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。
A. 物体的体积和液体的密度
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
C
例题分析
×
√
×
×
例2 一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上,它的2/3体积露出水面,它受的浮力是多大 N。(g取10 N/kg)
1
【解析】
根据阿基米德原理:
F浮=G排液=ρ液gV排
据题意V排=V/3
F浮=ρ液gV排
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
A.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大
B.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大
C.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大
D.因素太多,无法判断
【解析】
根据 F浮=ρ水g V排 ,
∵浸没,V 相同,∴ V排相同,
∴ F浮相同。
提示:浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。
例3 如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则( )
C
课堂小结
阿基米德原理
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
阿基米德原理
F浮= G排= ρ液 gV排
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力
1 浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。
A. 物体的体积和液体的密度
B. 物体的密度和物体浸入液体的深度
C. 物体浸入液体的体积和液体的密度
D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素
C
2 把两个物重相同的实心铁球和铝球,浸没在水中,它们受到的浮力( )。(ρ铁 > ρ铝)
A.相等 B.铝球的比铁球大
C.铝球的比铁球小 D.浮力都等于重力
B
A.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大
B.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大
C.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大
D.因素太多,无法判断
3 如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则( )
C
4:把一个体积为50cm3的物体浸没在水中。 g取10N/Kg。求:
(1)它排开水的重力是多少?
(2)它受到的浮力多大?
已知:V=50cm3 g=10N/Kg ρ =1X103Kg/m3
求:(1)G排;(2)F浮
解:(1)G排
=1X103Kg/m3 X 10N/Kg X 50 X 10-6m3
=0.5 N
(2)F浮=G排=0.5N
= m排g
= ρ液 g V排
5:把一个体积为50cm3的物体浸没在盐水中。盐水的密度是1.1 X 103 Kg/m3 ,g取10N/Kg。求:
(1)它排开水的重力是多少?
(2)它受到的浮力多大?
已知:V=50cm3 g=10N/Kg ρ =1.1X103Kg/m3
求:(1)G排;(2)F浮
解:(1)G排
=1.1X103Kg/m3 X 10N/Kg X 50 X 10-6m3
=0.5 5N
(2)F浮=G排=0.55N
= m排g
= ρ液 g V排
6:把一个物体浸没在水中时它所受到的浮力是0.5N,g取10N/Kg。求这个物体的体积是多少?
已知:F浮=0.5N g=10N/Kg ρ =1.0X103Kg/m3
求:V
解:
由F浮 = ρ液 g V排 得
Lavf60.16.100
Lavf60.16.100
$