10.2 阿基米德原理
10.2阿基米德原理
(5)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸 在水中,其他步骤操作正确,则____能____(填“能”或“ 不能”)得到与(3)相同的结论。
【点拨】不管物体是否浸没,其所受浮力均等 于它排开液体所受的重力。
2、两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、 乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于如图所示状 态。甲、乙排开液体的重力相等,甲、乙所受浮力相
【点拨】石块受到的浮力F浮=G-F示=3.8 N-2.4 N=1.4 N 石块排开水所受的重力G排等于G桶和G水的总重力减去G桶的重力,
利用A、D两次实验数据可得。
(4) 为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中 不合理的是( A ) A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验 C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块 进行实验
比( C )
A.甲所受浮力更大 B.乙所受浮力更大 C.甲、乙所受浮力一样大 D.不知道液体密度无法比较浮力大小
【点拨】根据阿基米德原理可知:F浮甲=G排甲,F浮乙=G排乙, 已知甲、乙排开液体的重力相等,则F浮甲=F浮乙。
3、如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气, 充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空
1 1.15 0.85 2 1.15 0.7 3 1.15 0.45
0.3 0.6
0.3
0.3
0.45 0.75
0.3
0.45
0.7 1
0.3
0.7
结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等
于物体排开的液体的重力,这就是著名的 阿基米德原理。
一、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到向上的浮力, 浮力的大小等于它排开液体的重力。
10.2阿基米德原理
浸没
部分浸入
新课讲授
对阿基米德原理的理解
对于同一物体而言,浸没时受到的浮力____, 部分浸入时受到的浮力____,而且浸入的体积 越小,所受的浮力也越小。
新课讲授
对阿基米德原理的理解
浸没时,V排=V浸=V物 部分浸入时, V排=V浸<V物
象
石 1.15 块
铝 块
0.54
空杯重 G杯/N
0.45
0.45
物体浸没水 杯和
中时弹簧测 水总 浮力的大
力计 示数 重 G总 小 F浮/N
F′/N
/N
0.70
0.90 0.45
0.34
0.65 0.20
排开水 的重量 G排/N
0.45
0.20
铁 块
0.78
0.45
0.68
0.55 0.10
0.10
0.45N
⑵用弹簧测力计再测出空杯重力G杯。
⑶把石块浸没在盛满水的溢水杯里,用空杯承接 从溢水杯里被排开的水,读出此时弹簧测力计的 示数 F′。
0.70N
0.90N
⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总 。 (5)再用铝块、铁块做上述实验,将相关数据填入下表:
收集实验数据,寻找规律:
研
究 物重 对 G/N
比较浮力的大小和物体排开水的重量,你发现了什么?
两个值相等 即F浮=G排
一、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力, 大小等于它排开液体的重力。
2.公式:F浮=G排
3.推导式: F浮= G排= m排g= r液 gV排
4.适用范围:液体和气体
新课讲授
向相对反阿)基米德原理的理解
10.2阿基米德原理
二、实验探究:浮力的大小与物体排开液 体所受重力的关系
实验设计: 讨论 :
⑴浮力大小如何测量?
⑵为什么要收集溢出的水?
⑶怎样测出被物体排开的水的重量?
你能用实验判断浸在水中的石块受到浮力的 作用?
观看:
在此实验中
你观察到的现象是什么; 你观察到的现象 能说明什么
探究浸在液体里的物体所受浮力的大小
10.2 阿基米德原理
李洪利
一、阿基米德的灵感
物体浸在液体中的体积越大,液体的密度 越大,物体所受的浮力越大。 物体排开液体的体积越大,液体的密度越 大,物体所受的浮力越大。
想想做做 体验物体排开液体的体积越大,所受浮力 越大。
m v
m排 液v排
G排 m排 g
F浮和G排有什么关系?
对原理的理解
(1)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
部分浸入
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。
1.一个物体所受的重力为10N,将其全部浸没 在水中时,排开重20N的水,此时它所受的浮 力为_ 20 N。 分析:已知G排=20N,所以F浮=G排=20N。 2.将金属块的一半浸没水中,排开了0.6kg的 6 N。 水,金属块受到的浮力是 分析:已知m排=0.6kg, 所以F浮=m排 g=0.6kg×10N/kg=6N。
二、浮力的大小—阿基米德原理
器材:弹簧测力计、石块、细线、烧杯、水
实验方法:
称重法
将石块挂在测力计 的下方,记下测力 计的示数为 6 N
将石块浸没在水中,记下 测力计的示数为 2 N
10.2阿基米德原理
=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.002m3=15.68N
21
3、体积是 10 m3的大铁牛在水中,当它有1/3的体积 露出水面时,则大铁牛受到的浮力有多大?(g取10N/ kg)
解: =G F浮 排 =ρ液 g V排
3 =1.0×103kg/m3 ×2/3 ×10m× 10N/kg
×600m3
=774Kg
=774N× 10N/kg
=7740N
根据阿基米德原理,气球所受的浮力 F浮=G排 =7740N
例一 体积是 200cm 的铁块,一半浸在酒精里,它受到 的浮力有多大?(g取10N/kg) 解 : 铁块排开酒精体积 100cm3
铁块排开酒精质量
3
100cm 0.8g/cm 80g 0.08kg
F浮水 G冰 0.9N
F浮 酒 g V排 0.8N 0.9N
若冰块在酒精中浸没,则
冰将下沉,静止时
F浮酒 0.8N
例三 铁块、铝块各一个,都重7.02牛,当它们浸没在水中时,各受到多大的浮力 (取g=10牛/千克) 已知 :
1103 kg/m3 G铁 G铝 7.02 N,
第10章 浮力
一、阿基米德的灵感
阿基米德简介: 阿基米德(Archimedes,约公元前287~212)是古 希腊物理学家、数学家,静力学和流体静力学的 奠基人。阿基米德在力学方面的成绩最为突出,
他系统并严格地证明了杠杆定律,为静力学奠定了基础。 在总结前人经验的基础上,阿基米德系统地研究了物体的 重心和杠杆原理,提出了精确地确定物体重心的方法,指 出在物体的中心处支起来,就能使物体保持平衡。他在研 究机械的过程中,发现了杠杆定律,并利用这一定律设计 制造了许多机械。阿基米德曾说过:“假如给我一个支点, 我就能撬动地球。” 他在研究浮体的过程中发现了浮力 定律,也就是有名的阿基米德原理 。
10.2阿基米德原理
一、浮力 1.定义:浸在液体中的物体受到一个 向上 这个力就叫做 浮力 。
的力,
2.方向: 竖直向上 。(与重力的方向 相反 ) ★施力物体是 液体 。
漂浮:F浮= G
3.测量
下沉: F浮= G-F拉
4.浮力是液体对物体上、下表面的 压力差
产生的。
F浮= F向上-F向下
§10.1 浮力
所以 步骤丁应放在步骤乙之前
。
(2)注意的地方:步骤甲中 溢水杯中的水要装满到溢水口 。
知识点一:阿基米德原理 一、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体受到 竖直向上 的浮力, 浮力的大小等于它 排开液体所受的重力 。
2.公式: F浮= G排 =m排g =ρ液gV排
《一课一练》→P53→例1
知识点二:有关浮力的计算 二、有关浮力的计算
二、浸在液体的物体所受浮力的大小 只由 液体的密度和 它排开液体的体积 决定的。
§10.2 阿基米德原理
知识点一:阿基米德原理 本节内容
知识点二:有关浮力的计算
【实验】探究浮力的大小跟它排开液体所受重力的关系
F浮
ρ液 和 V排 ρ液 V排 m排 m排g G排
【实验】探究浮力的大小跟它排开液体所受重力的关系
§10.2 阿基米德原理 2.利用浮力来计算固体的密度
G
F拉
ρ=
m V
m=
G g
V排=
F浮 ρ液g
称重法
F浮= G -F拉
§10.2 阿基米德原理 3.利用浮力来计算液体的密度
G
F拉
F拉′
V排 =V排′
F浮 ρ水g
=
F浮′ ρ液g
G-F拉 ρ水g
10.2 阿基米德原理
8、如图所示,是小鹰同学测量某种液体密度的过程 ,请你裉据实验数据,求:
(1)小石块的质量; (2)小石块的体积; (3)液体的密度.
物体重 物体浸入液体时 弹簧秤的示数
小桶重
小桶和液体的总重
(3)计算物体受到的浮力为_______. (4)物体排开的液体重力大小为________. (5)实验的结论是:________.
3、用手把一重为5N的物体压入水中,物体排开的水重 10N,此时,物体受到的浮力为________
4、有一体积为0.2m3的铁块,将它完全浸没在水池中, 此时水的深度为0.1m,则铁块受到的浮力是________, 水对池底的压强是________.
状等因素
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
1 N。(g取10 N/kg)
【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(ρ铁 >ρ
1.比较下列物体受到的浮力 (1)体积相同的铜、铁、铝浸没在水中
铝
铁
铜
F浮铝 = F浮铁= F浮铜
(2)如图所示,A、B两个物体的体 积相等,哪个受到的浮力大?
A B
F浮A< F浮B
(3)如图所示,A、B两个金属块 的体积相等,哪个受到的浮力大?
10.2 阿基米德原理
点拨 要求出石块的密度,关键得先求出它的体积.石 块浸没在水中时,它的体积等于被它排开的水的体积,
即V石=V排. 解 浮力F浮=G—F=5N—2N=3N
石块的体积 V石=V排=
F浮 3 m3 3104 m3
水 g 103 10
石块的密度
石
m
石
G gV石
10
5 310
4
第十章 第2节 阿基米德原理
学习目标
1.探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 2.知道阿基米德原理的内容及数学表达式
复习浮力测量的方法:
1.称重法:F浮=G-F
2.压力差法:F浮=F向上-F向下 3.漂浮法: F浮=G
问题,测量浮力大小的方法
G=?
F拉=? 称重法:F浮=G-F
灵感
Spotlight.exe
排开液体 的体积
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。
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?
【解析】 铁球和铝球的重力相等,则质量相等
根据
m V ,ρ铁
>ρ铝
,则V铁<V铝,
根据F浮=ρ液gV排,∴ F铝浮> F铁浮。
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 )
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
10.2 阿基米德原理
(6)在测量排开液体的重力时,能否先测盛水后小桶的重力,再倒出 水测出空桶的重力?为什么? 不能 小桶内壁上会沾有水珠,使G排偏小
注意: A、最好用密度比水稍大的物体 B、物体不吸水 C、物体要缓慢浸入水中且不与杯壁接触 D、可以用薄塑料袋代替小桶 E、可以让不同小组用不同液体
(3)怎样使收集的水恰为排开的水、如何测量排开的水重?
重点指导: 溢水杯:简介溢水杯的使用:将水倒入溢水杯 中,水面到达溢水口。将物体浸入溢水杯的水 中,被物体排开的这部分水从溢水口流出。 用空小桶接住流出的水,桶中水的体积和浸入 水中物体的体积相等
溢出水的重力应为盛有溢出水的小桶的总重与 空桶的重力之差。G排=G总-G桶
9、小明用同一物体进行了以下实验。实验中保持物体处于静止状态, 弹簧测力计的示数如图所示,请根据图中的信息。求: (1)物体的质量; (2)物体在水中受到的浮力; (3)物体的密度; (4)某液体的密度。
分析:
(1)物体受到的重力为:G=F1=5.4N 物体的质量为
G m=
g
= 5.4N 10N/Kg
大小( C ) A.木块受到的浮力较大
B.石块受到的浮力较大
C.两者受到的浮力一样大 D.条件不足无法比较
5、将质量为0.5kg 的物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,溢出0.2kg
的水,则此物体受到的浮力是(g取10N/kg) (C )
A.5 N
B.0.5 N
C.2 N
D.0.2 N
分析:F浮G=m排g=0.2Kg×10N/Kg=2N
推导公式F浮=G排=m排g=ρ液V排g
使用阿基米德原理时,应注意
“浸”的含义:一是物体浸没在液体中即V排= V 物;
10.2阿基米德原理
排开水的体积一定等于物体体积吗? 物体浸入部分越多,排开的水体积越大 ,拉力 越小
。
阿基米德原理
浮力的大小与哪些因素有关
分析数据得到结论:
1.浮力的大小与浸没在液体中深度无关 2.浮力随液体密度增大而增大 3.浮力随物体浸在水中的体积增大而增大。
液体密度 × 物体浸在水中的体积=? 排开液体的质量
后排开的液体的重力有关.
小组讨论: 怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验 ? 实验设计方案:
G ③ ②
F G1 ① ④ G2
F浮=G-F
比较F浮和G排的大小
G排=G2-G1
阿基米德原理
实验探究
探究:浮力与排开的液体的重力有何关系?
组 物体 别 的重
量 G/N 物体浸在 水中时弹 簧秤示数 F/N 物体所受 空桶 浮力F浮 重 /N G1/N 排出水 物体排开 和桶总 水重量G排 重G2/N /N
阿基米德原理
物体受到的浮力的大小与物体排开 液体的体积和液体的密度有关.
V排
ρ液
m
G
物体所受的浮力可能与排开液体所 受的重力有关
阿基米德原理
我的猜想
排开水越多,排开的水的质量越大,重力也越大, 浮力越大。那么浮力与物体的重力能建立怎样的直 接的数量关系?
阿基米德原理
猜想: 浮力的大小可能跟物体浸入液体
G F水
F浮液=G—F液=5N—1.4N=3.6N 因为浸没,所以V排液=V石=V排水=3×10—4m3
液
F浮液 gV排液
3.6 3 3 kg / m 1 . 2 10 kg / m 3 4 10 3 10
阿基米德原理
10.2
阿基米德原理
10.2 阿基米德原理
阿基米德原理
总结本节课
求浮力的方法?
1、称重法
F =G-F拉
浮
2、压力差法
F =F向上-F向下
浮
3、阿基米德原理…… 浮力的大小与什么因素有关?
只与 (取决于)
ρ液 V排
或
G排
阿基米德原理
F浮=G-F
比较F浮和G排的大小
G排=G2-G1
阿基米德原理
实验探究
探究:浮力与排开的液体的重力有何关系?
组 物体 别 的重
量 G/N
物体浸在 水中时弹 簧秤示数 F/N
物体所受 空桶 浮力F浮 重 /N G1/N
排出水 物体排开 和桶总 水重量G排 重G2/N /N
1 2 3
通过数据分析我们可以得到?
阿基米德原理
注意:
阿基米德定律公式中 F浮=G排= ρ液V排g
※ρ液指的是液体的密度;
※ V排不一定等于V物,只有在物 体完全浸没时V排才等于V物. ※浮力的大小只与ρ 液、V排有关(即物体 排开的液体受到的重力有关)
阿基米德原理
※公式中注意单位代入:
F 浮= ρ 液· g· V排
N Kg/m3 m3
历史回顾
阿基米德其人:
阿基米德(前287~前212)是古希腊 伟大的科学家。他大物理学方面的贡献主要 有两项:其一是关于浮力问题;其二是关于 杠杆问题。 传说澡盆的水溢出给了阿基米德启发, 由此他鉴别出了国王的王冠是否由纯金所制。 阿基米德还有一句名言:“给我一个 支点,我可以撬动地球。” Company Logo
= F浮 原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力, 大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式:F浮=G排 3.用于计算的导出式: F浮= G排= m排g= r液 gV排 4.适用范围:液体和气体
10.2阿基米德原理
浮力
第2节 阿基米德原理
第2节
阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
学习目标
1.经历探究浮力的大小跟排开液体所受重 会分析、会论证。
2.能复述阿基米德原理并书写其数学表达
力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、
式。
3.能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排计算简
单的浮力问题。
第十章
浮力
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
二、关于阿基米德原理的讨论
1.区分:浸没、浸入、浸在、没入; 2. F浮=ρ液 gV排
ρ液——液体的密度; V排——排开液体的体积; 3. F浮= ρ液 gV排 —— 决定式
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。
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
回顾:
浮力与物体浸没水 中后的深度无关。 物体浸在液体中的体积越 大,浮力越大。
水
盐 水
物体浸在液体中的体积一 定时,液体密度越大,浮 力越大。
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
物体浸在液体中的体 积,不就是物体排开 液体的体积吗?
第十章
浮力
10.2阿基米德原理
一、阿基米德的灵感
阿基米德的故事, 给了我们很大的启示: 物体排开液体的体积 越大、液体的密度越 大,它所受的浮力就 越大。
由此我们推想,浮力的大 小跟排开液体的质量密切相关, 而液体的重力大小跟它的质量 成正比,因此,可以进一步推 想,浮力的大小跟排开液体所 受的重力也密切相关。
本节测试题
1、下列关于浮力的叙述中,正确的是( ) A.物体浸没在水中的深度越大,受到的浮力也就越大 B.同一木块分别漂浮在水面和酒精上,在酒精面上受到的浮
力小于在水面上的浮力
C.物体浸在液体中受到的浮力由自身的重力决定 D.物体浸在液体中受到的浮力由排开液体的重力决定 3、将一重为80N的物体,放人一盛满水的溢水杯中,从杯中
公式:F浮 = G排=ρ液g V排
例:有一个重7N的铁球,当它 浸没在水中时受到多大的浮力?g取 10N/Kg。
课堂小结
1.阿基米德的灵感: 阿基米德的故事启示我们:物体排开液体的体积越
大、液体的密度越大,它所受的浮力就越大。
2.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。
6、根据下面给出的数据,一定能用阿基米德定律计 算出浮力大小的一组数据是( )。 A.物体体积和液体密度 B.物体体积和物体密度 C.液体密度和物体所在处的深度 D. 液体的密度和物体所排开液体的体积
7、将金属块的一半浸没水中,排开了0.6kg的水, 金属块受到的浮力是多少?
溢出了30N的水,则物体受到的浮力是( )。 A.80N B.30N C.50N D. 11ON 4、将两个物体分别挂在弹簧测力计上,然后都浸没在水中,
发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N,那么这两个物体 一定有相同的( )。 A. 密度 B.体积 C. 质量 D.重力
10.2阿基米德原理
式求出。
m铁
=
G铁 g
7N 10N / kg
0.7kg
随堂练习
备注:m铁=0.7kg 铁球的体积
V铁
=
m铁 ρ铁
0.7kg = 7.9103 kg
/ m3
8.9105 m3
铁球排开水的体积等于铁球的体积
V 排 = V 铁 8 .9 1 0 -5 m 3
铁球排开的水受到的重力
G铁=m水g 水V排g 1103kg / m3 8.9105m3 10N / kg 0.89N
乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压
强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底
的压强为pB,则它们的大小关系是( C )
A.FA=FB pA=pB
B.FA<FB pA<pB
C.FA>FB pA>pB D.FA>FB pA=pB
随堂练习
3.如图所示,放在水平桌面上的溢水杯盛满水,用弹簧测 力计挂一个实心铁块,示数为F1;将铁块缓慢浸没水中 (未接触溢水杯),溢出的水流入小烧杯,弹簧测力计的 示数为F2。下列判断正确的是( D ) A.水对溢水杯底部的压强p甲<p乙 B.溢水杯对桌面的压力F甲<F乙 C.铁块受到的浮力F浮=F2-F1 D.小烧杯中水的重力G=F1-F2
随堂练习
4.有一个重7N的铁球,当它浸没在水中时受到多大的 浮力?g取10N/kg。
解:根据阿基米德原理,铁球受到的浮力等于它所
排开的水所受的重力,即F浮=G物。
由铁球所受的重力G铁=7N可以求得铁球的质量V
m
由于铁球浸没在水中,它排开的水的体积等于铁球的体
积。铁球体积可以由体积、质量、密度的关系
浮力 阿基米德原理
主讲:王老师
10.2 阿基米德原理
(2)同样重的铝块和铜块,都浸没在煤 油中,哪个受到的浮力大?
根据G=mg=ρV g可知,当物体的重相同、体 积与密度成反比,由于ρ铝<ρ铜,所以V铝>V 铜,又因为,它们都是浸没在液体中V排=V物 。再根据F浮=ρ液V排g可知,当ρ液相同时,F浮 与V排成正比,因为V排铝>V排铜,所以F浮铝> F浮铜。
(1)、物体所受浮力与排开液体的体积有关系
F浮=G-F拉
浮力与排开液体体积的关系
排开液体 体积 G物(N) F拉(N) F浮(N)
物体部分 浸入液体
物体全部 浸入液体
结论:物体浸在同种液体中的体积越大所 受浮力越大
(2)、物体所受浮力与 物体所在的深度的关系
F浮 F拉
G
F浮=G-F拉
结论:在浸没的情况下, 物体所受浮力与浸没 的深度无关。
F A浮<F B浮<F C浮=F D浮
(6)完全相同的三个物体A、B、C,在水中静止时如 图所示,试比较弹簧测力计的示数F1、F2、F3的大小
F1>F2=F3
5、 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?
(g取10 N/kg)
解:
V排= 300 × (1-2/3 )× 10-6m3 = 10-4 m3
知识回顾
概念:浸在液体或气体中的物体受到液体或气体 对它竖直向上的托力,这个托力叫做浮力。 方向: 竖直向上
浮 测量方法:F浮=G-F拉 力 产生原因:F浮=F向上-F向下
大小:阿基米德原理 内容 F浮=G排
公式 F浮= G排=m排g= r液 gV排
实验探究:决定浮力的大小的因素
猜想 :
(1)、浮力与排开液体的体积有关系 (2)、浮力与物体所在的深度有关系 (3)、浮力与排开液体的密度有关系 (4)、浮力与物体的密度有关系 (5)、浮力与物体的形状有关系
上课课件:10.2阿基米德原理(共40张PPT)
阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢出 来了。他取了王冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金 子放进水里,又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较, 发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银 了。经过一翻试验,他算出银子的重量。当他宣布他的发现 时,金匠目瞪口呆。
作业
1.关于浮力,下列说法中正确的是(
)
A.只有浮在液体表面上的物体才受到浮力
B.一切浸入液体中的物体都受到液体对它施加竖直向上力
C.只要下沉的物体就不会受到浮力
D.浮力的方向不一定都是向上的
2.潜水员完全进入水中后,在继续下潜的过程中,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
1、什么叫浮力? 2、浮力的方向? 3、影响浮力大小的因素?
4、求浮力的方法?
复习下:
探究浮力的大小与哪些因素有关
水
水
结论:物体排开的液体体积越大,
它所受到的浮力就越大。
2.5N 4N
2.5N
结论:在浸没的情况下,浮力与浸没的 深度无关。
4.5N
铁 块
3.5N
铝 块
3N
体积相同的铁块与铝块
物
V排=V浸=V
物
②.部分浸入时, V排=V浸 <V物
F浮=ρ液gV排<ρ液gV物
V浸
V排=V浸<V
※4.公式中注意单位代入:
F浮=ρ液· V排 · g
N
Kg/m3
m3 N/Kg
10.2 阿基米德原理
G
阿基米德原理的应用
1.轮船是浮体 F浮=G物
2.潜水艇靠改变自身重力实现沉浮。
3.密度计:测液体的密度,刻度上小下大 4.气球和气艇靠改变物体浸没在空气中的体 积来改变受到浮力实现升降。
例:在大海中航行的轮船、空气中上升 的气球、太空中运行的宇宙飞船是否都 受到浮力?
答:轮船受到海水浮力,气球受空 气浮力,飞船没有受到浮力。
例:如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽 子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关 键知识是( D ) A.气球受到重力 B.帽子质量大于气球质量 C.帽子密度大于气球密度 D.空气对物体有浮力作用
例:船从海里驶到河里时 (C )
A.船受到的浮力变小,船身沉下去一些; B.船受到的浮力不变,船身浮上来一些; C.船受到的浮力不变,船身沉下去一些; D.船受到的浮力变大,船身浮上来一些。
1.15 0.54 0.78
0.45 0.45 0.45
0.70 0.34 0.68
0.90 0.65 0.55
0.45 0.20 0.10
0.45 0.20 0.10
实验结论:
浸在液体中的物体所受的浮力的大小 等于 (填“等于”、 重力 “大于”或“小于”)被物体排开的液体所受的 。 这便是著名的阿基米德原理。
橡皮泥放入水中, 会沉入水底
把橡皮泥做成船 的形状
做成船形的橡皮 泥放入水中,浮 在水面上
做成船形的橡皮 泥还能装上许多 的物体
说明橡皮泥受到的浮力变大了
比较两次的实验:
把橡皮泥做成船形,是增大了橡皮泥排开水的体积,从而 获得了更大的浮力。 钢铁制作的轮船不会沉入海底,就是利用了这样的道理的。
设计实验: ⑴把物体放入清水中,观察测力计 的读数 F1 。 ⑵改变物体在水中深度,再观察测 力计的读数 F2 。 ⑶比较两次的读数 F1 和 F2 。
课件7:10.2 阿基米德原理
比较G、F’
实验探究:阿基米德原理 实验器材:
次数 1 2 3
测力计
G(N)
F(N)
圆柱体
F浮(N)
测量筒
V排 (m3)
溢杯
m排(kg)
塑料桶
G排(N)
F’ (N)
阿基米德原理:
浸入液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于它排开的 液体受到的重力。
公式: F浮=G排
说明:阿基米德适用于气体。
实验结论:浮力的大小与物体的密度无关
浮力的大小与哪些因素有关?
液体密度 ρ液
× 物体排开液体的体积
×
V排
m排
×g
G排 猜想:物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关
如何测量F浮、G排
猜想:物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关?
实
验
方
G
F
F’
案
0 10 20
F浮=G-F
G排=ρ水V排g
物体排 开的水
请你设计:浮力大小与排开液体体积有关?
实验器材:弹簧测力计、金属圆柱体、装适量水烧杯
实验结论: F浮与V排有关, V排越大, F浮越大
实验探究3:浮力大小与浸入深度有关?
实验器材:弹簧测力计、金属圆柱体、装适量水烧杯
实验结论:浮力与浸没深度无关
实验探究4:浮力大小与物体密度有关?
实验器材:弹簧测力计、金属圆柱体、装适量水烧杯
第2节 阿基米德原理
第十章 浮力
小学知识梳理1:
实验探究1:浮力大小与液体密度有关?
分析:
F水浮+N=G F盐浮=G F水浮<F盐浮 ρ水<ρ盐
F浮1 N
10.2阿基米德原理
10.2 阿基米德原理知识梳理阿基米德原理:F浮=G排阿基米德原理的两个导出公式: F浮=G排=ρ液V排g ; F浮=G排= m排g1.物体在液体中若受到浮力,则它所受浮力的大小是由它排开的液体的重力G排决定的,也就是由液体的密度ρ液和所排开的液体的体积V排共同决定的.2.当物体浸没在液体里面时:排开液体的体积与物体体积相等,即 V排=V物巩固提高一、单项选择题1.物体在液体中受到的浮力大小 ( )A.和物体本身的重力大小有关 B.和物体的体积大小有关C.和物体的密度大小有关 D.和物体排开液体的体积大小有关2.一艘轮船在海上遭遇风暴沉没,它从开始下沉到完全没入水中前,所受到的浮力变化情况是( ) A.增大B.不变 C.减小 D.无法判断3.如图所示,在研究浮力大小时,将浮于水面的盆子慢慢向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。
根据以上事实,下列猜想最符合研究目的是( )A. 用力越大,物体排开水的体积越大B. 液体的密度越大,物体所受浮力越大C. 物体的体积越大,物体所受浮力越大D. 物体排开水越多,物体所受浮力越大3题图 4题图 5题图 6题图4.如图所示的三只球体积是相等的,处在同种液体中静止.由图可以看出()A.A球受的浮力最大 B.B球受的浮力最大 C.C球受的浮力最大 D.三球受的浮力一样大5.如图所示,体积相同的A、B、C三个球,则它们所受浮力最大的是()A. A球B. B球C. C球D. B球和C球6.如图所示,将一个西瓜和一个梨子放入水缸中,发现西瓜浮在水面上,而梨子却沉入水底,如图所示。
此时西瓜与例子受到的浮力相比较()A.西瓜受到的浮力大B.梨子受到的浮力大C.它们受到的浮力一样大D.无法比较浮力大小7.将重为6N的物体浸没在水中,它排开水的重是5N,则物体在水中受到的浮力是( )A. 6NB. 5NC. 1ND. 11N8.一个物体的质量为5N ,放入盛有水的容器中(水未装满),溢出水重为1N ,则物体受到的浮力为( )A. 小于1NB. 等于1NC. 大于1ND. 无法确定9.一个物体的质量为5N ,放入盛满水的容器中(水未装满),溢出水重为1N ,则物体受到的浮力为( )A. 小于1NB. 等于1NC. 大于1ND. 无法确定10. 1N的水对浸入其中的物体所产生的浮力( )A.不可能小于0.5NB.不可能大于0.5NC. 不可能大于1ND. 可能大于1N二、填空题1.将一个铁块侵没到水中时,铁块受的浮力是F1;将它浸没到酒精中时,受到的浮力是F2。
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1. 浸没在湖水中的物体,随着浸没深度的增加,
下列说法中正确的是( ABD ) A.物体受到的压强增大 B.物体上、下表面受到的压力增大
C.物体上、下表面受到的压力差增大 D.物体受到的浮力不变
四、巩固练习
2. 质量相同的铁球和铝球,分别挂在两个相同
的弹簧测力计上,将两球同时浸没在水中。若
物体浸在液体中的体积( V浸),就是物体排 开液体的体积( V排)!
物体排 开的水
V 浸= V排
物体受到的浮力的大小与物体排开 液体的体积和液体的密度有关.
F浮 V排
ρ液 m排(m排=ρ液V排)
G排( G排= m排g)
物体所受的浮力可能与排开液体所受的 重力有关
实验设计方案:
G
F G1 G2
②
F浮= ρ液 gV排
变式2. 体积相同的石块和木块,木块漂浮在水面上, 石块沉在水底,比较它们所受的浮力( ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足 变式3. 质量相同的石块和木块,都在水银中漂浮, 比较它们所受的浮力( ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足
F浮 =m排g
3.一个体积为10cm3的正方形铁块,将他完全浸在水 中所受的浮力为________,所受的重力为______。 (ρ铁=7.9g/cm3,g=10N/kg)
F浮=ρ液 gV排
G物= m物g=ρ物 gV物
F浮= ρ液 gV排
F浮= ρ液 gV排
例.两手分别拿着体积相同的石块和木块浸没在水中, 同时松手,木块上浮石块下沉。比较松手时两者所 受的浮力( ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.两者受的浮力一样大 D.条件不足 变式1.两手分别拿着质量相同的石块和木块浸没在 水中,同时松手,木块上浮石块下沉。比较松手时 两者所受的浮力( ) A.木块受的浮力大 B.石块受的浮力大 C.力的定义,施力物体和方向 2.浮力产生的原因和实质 3.浮力大小的影响因素 4.求浮力的方法和公式1、2
物体浸在液体中的体积(V浸)越大, 液体的密度(ρ液)越大,浮力就越 大。
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:
挂铁球的示数变为F1,挂铝球的示数变为F2, 则( A ) A. F1>F2 C. F1<F2 B. F1=F2 D. 无法比较
3.一质量为5千克的铝块,用弹簧秤吊住它,将 其置于酒精中时,弹簧秤的读数为30牛。求酒 精对铝块的浮力
G mg 5kg 9.8 N / kg 49 N 49 N 30 N 19 N F浮 G F
③
①
④
F浮=G-F’
比较F浮和G排的大小
G排=G2-G1
实验数据表格 次 数
G/N
F’/N 1.4 1.1 2.3
F浮/N 0.8 0.6 1.3
G总/N 1.8 1.6 2.3
G桶/N G排/N 1.0 1.0 1.0 0.8 0.6 1.3
1 2.2 2 1.7 3 3.6
分析数据得出结论
F浮= G排
一、阿基米德原理
1.内容:浸在液体中的物体所受的浮力, 大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式:F浮=G排 3.用于计算的导出式: F浮= G排= m排g= ρ液 gV排 4.适用范围:液体和气体
1.将重6N的物体浸没在溢水杯中,溢出了4N的水, 物体所受的浮力为_______。
F浮=G排
2.将金属球浸没在溢水杯水中,排开0.6Kg的水,则 金属球所受的浮力为_______。g=10N/kg
小结
1.称重法:F浮=G-F’ 2.压力差法:F浮=F向上-F向下 3.阿基米德原理:F浮=G排= m排g= ρ液 gV排
4.
? 敬请期待!