内容正文:
第九章浮力
第三节阿基米德原理
(1)能通过实验,认识阿基米德原理,能对浮力问题进行简单计算。
(2)能了解阿基米德原理在生产生活中的应用。
学习目标
阿基米德测皇冠的故事
想想做做
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。
注意:物体浸入液体中的体积=排开液体的体积
知识点阿基米德原理
回顾:浮力大小与哪些因素有关?
浮力大小,跟它排开液体中的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
猜 想
浮力大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
浮力与排开的液体有什么关系?
可以怎样表述浮力的大小?
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
探究物体受到的浮力与排开液体的重力的关系
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
图1
图2
图3
图4
测量数据填入记录表;
用不同物体、不同液体做几次实验。
实验
知识点二阿基米德原理
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
3
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
分析数据得出结论
1.内容:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
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
1.区分:浸没、浸在;
2. F浮=r液 gV排 r液——液体的密度;
V排——物体排开的液体的体积;
3. F浮= r液 gV排 —— 决定式
表明浮力大小只和 r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。
知识点三阿基米德原理的讨论
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
例题讲解
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
例3 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( )。
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
【解析】
铁球和铝球的重力相等,则质量相等
B
根据 ,ρ铁 >ρ铝 ,则V铁<V铝,
根据F浮=ρ液gV排,∴ F铝浮> F铁浮。
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4 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
例5 (多选)甲、乙两个实心金属球,它们质量相同,其密度分别为5×103 kg/m3和10×103 kg/m3,甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下,并且让金属球全部没入水中,这时( )。
A.甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1
B.甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2
C.甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9
D.甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12
AC
【解析】
∵m甲=m乙, ρ甲: ρ乙=1:2,V甲:V乙=2:1;
根据 F浮=ρ水g V排,且V排=V物
∴ F浮甲: F浮乙=2:1.
分析物体受力:
F浮甲 +F甲=G甲 ①
F浮乙 +F乙=G乙 ②
提示:分析物体受力
A 选项正确
C 选项正确
G乙
F乙
F浮乙
G甲
F甲
F浮甲
二、数学表达式:
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
一、阿基米德原理:
浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小
课堂小结
1.铁块的体积是100 cm3,全部浸入水中时,排开水的体积是 cm3,排开的水重是 N,受到的浮力是 N。如果将它全部浸入酒精中,受到的浮力是 N。(g取10 N/kg)
100
1
1
0.8
随堂练习
随堂练习
2.弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的1/3,这个物体的密度是( )
A. 1/3×103 kg/m3 B. 2/3×103 kg/m3
C. 3×103 kg/m3 D. 3/2×103 kg/m3
D
3.把体积相等的石块和木块同时放入水中,发现石块沉底,木块漂浮在水面上,则它们所受浮力( )
A.木块大 B.石块大
C.一样大 D.无法判断
B
4.潜水员完全进入水中后,下潜的过程中,他所受到的( )
A.浮力逐渐增大,压强逐渐增大
B.浮力逐渐增大,压强逐渐减小
C.浮力不变,压强不变
D.浮力不变,压强逐渐增大
D
5.一艘集装箱货轮载满货物后,从常州港出发驶向辽宁大连港,在长江口进入大海的过程中,货轮(海水密度大于江水密度)( )
A.所受浮力增大 B.所受浮力减小
C.排开水的体积增大 D.排开水的体积减小
D
6.浸没在水中并下沉的铅块,在下沉过程中,铅块受到水对它的压强p和浮力F的变化情况是( )
A.压强P增大,浮力F减小
B.压强P减小,浮力F增大
C.压强P增大,浮力F不变
D.压强P不变,浮力F增大
C
7.三个体积相同而材料不同的球A、B、C,分别静止在不同深度的水里,以下说法正确的是( )
A.A球所受浮力最小
B.A球所受的浮力最大
C.B球的质量最大
D.C球的密度最小
A
8.小红同学在一支铅笔的下端粘上一块橡皮泥,将它分别置于甲、乙两杯液体中观察到静止时的情形如图所示,下列说法正确的是( )
A.铅笔在甲杯液体中受到的浮力较大
B.铅笔在乙杯液体中受到的浮力较大
C.乙杯液体的密度较大
D.甲杯液体的密度较大
C
作业布置
1.
2.
3.
Lavf58.29.100
Lavf57.67.100
$