10.2阿基米德原理(内含大量flash动画)

ρ液 g V 排
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物体的下表面： F上=P上S = ρ液gh2S 物体的上表面： F下=P下S= ρ液gh1S F浮=F上-F下
F上
h2
F下
h1
F浮= F向上- F向下 =ρ液gh2S - ρ液gh1S = ρ液g（h2 - h1 ） S = ρ液gV 排
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对阿基米德原理的理解
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，
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。
阿基米德日思夜想。一天，他去澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡堂 时，水从盆边溢了出来，他望着溢出来的水，突然大叫一声：“我 知道了！”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出办法了。 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。 这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发 现了一条原理：即物体在液体中减轻的重量，等于他所排出液体的 重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。
铁块
铜块
浓盐水
物块2 物块3 酒精
物块2
浓盐水
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把水桶放入水盆中,在水桶中装满水, 用手把空的饮料瓶按入水中,体会手的感 觉和饮料瓶所受浮力变化,同时观察水溢 出的多少?
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浮力的大小
体验： 手上受到的力越来越大 现象： 水桶中的水位越来越高 结论： 饮料罐浸入水中的体积越多，它所受的浮力越大
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观察物体慢慢浸入水中不同部 分时的情况
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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 F =G 浮 3.漂浮法：
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实验探究1：浮力大小与哪些因素有关
1 2 3
铁块
铁块
铜块
酒精
浓盐水
通过上面的器材我们应用控制变量法能 研究浮力大小与哪些因素有关？
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记录实验数据
1 2 3
铁块 物块1 重力 G/N 拉力F/N 浮力 F浮/N
V浸
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物 V排=V浸<V物
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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 浮力也随之变化。
液不同时，
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※公式中注意单位代入：
F 浮＝ ρ 液· V 排 · g
N Kg/m3 m3
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阿基米德原理的数学表达式：
F浮=G排= m排g=ρ液V排g
说明： 1.物体排开液体体积相等时，液体 密度越大，浮力越大。 2.液体密度相等时，物体排开液体 体积越大，浮力越大 3.阿基米德原理也适用于气体。
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例1.比较下列物体受的浮力
⑴体积相同的铜、铁、铝浸没水中
铝
铁
铜
F浮铝 ＝ F浮铁＝ F浮铜
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例2.比较下列物体受的浮力
量 G/N 时弹簧 秤示数 F/N 浮/N G1/N 桶总 重 G2/N
排
/N
1 2 3
通过数据分析我们可以得到？
F浮 = G排
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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
∵ G排 = m排 g
m排= ρ液V排
∴ F浮=G排wk.baidu.com= m排g =
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。
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①浸没时， V排=V浸=V物，此 2、浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。 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 V排=V浸=V物 =ρ液gV物
②部分浸入时， V排=V浸<V物
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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 m
ρ
G 物体所受的浮力可能与排开 液体所受的重力有关
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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？
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猜想: 浮力的大小可能跟物体浸入液体 后排开的液体的重力有关.
物体排 开的水
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 。
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浮力的大小与哪些因素有关
分析数据得到结论：
1.浮力的大小与物体的密度无关 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 × 物体浸在液体中的体积=？ 排开液体的质量
阿基米德还有一句名言： “给我一个支点，我可以撬动地 球。” 2
叙拉古国王艾希罗交给金匠一块纯 金，命令他制出一顶非常精巧、华丽的 王冠．王冠制成後，国王拿在手里掂了 掂，觉得有点轻．他叫来金匠问是否掺 了假。金匠以脑袋担保，并当面用秤来 称，与原来金块的重量一两不差。可是， 掺上别的东西也是可以凑足重量的。国 王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓 言，於是把阿基米德找来，要他解此难 有一天… … … 题，但不允许将王冠砸碎。 一连几天，阿基米德闭 门谢客，反覆琢磨，因为实 心的金块与镂空的王冠外形 不同，不砸碎王冠铸成金块， 便无法求算其体积，也就无 法验证是否掺了假．他绞尽 3 脑汁也百思不得其解．
⑵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
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
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实验探究
探究：浮力与排开的液体的重力有何关系？ 组 物体 物体浸 物体所 空桶 排出 物体排开 水和 水重量G 别 的重 在水中 受浮力F 重
教育部2012年审定
人民教育出版社
第十章
浮力
第2节 阿基米德原理
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阿基米德原理
一、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。