八年级物理下册10阿基米德原理 34页

10.2 阿基米德原理 教学目标 会正确使用弹簧测力计或量筒等测量仪器。 理解阿基米德原理，能运用阿基米德原理进行简单计算。 掌握探究阿基米德原理的过程，知道使用控制变量法来研究问题。 教学重点 教学难点 阿基米德原理。 探索阿基米德原理的实验设计及操作过程。 对阿基米德原理的理解。 浮力及其测量 什么是浮力？ 液体和气体对浸在其中的物体有 （填方向） 的托力，物理学中把这个托力叫做 。 竖直向上 浮力 如果给你一只弹簧测力计和一些水，如何测出石块在水中受到的浮力？ 浮力及其测量 (1)、你观察到的现象是： (2)、你观察到的现象能说明什么问题？ 浸在水中的物体受到了浮力的作用。 。 弹簧测力计的系数变小 通过上面的实验，我们可以找到一种用弹簧测力计测量浮力大小的方法。 浮力及其测量 (1)、在这种方法中，浮力的大小等于： (2)、这种方法叫： 。 。 称重法 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。 阿基米德的启示 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？ 他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”（意思是“找到了”。） 阿基米德的启示 做做想想 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。 物体浸在液体中的体积 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 ，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 。 猜想一： 猜想二： 物体浸在液体中的体积 排开液体的体积 = 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 排开液体的体积×液体的密度 有关 进一步分析： 猜想 猜想一，体积和密度由于单位不同，直接相加结果无意义，所以可以被排除掉。 猜想二是体积×密度，而 体的质量，仍然不是力，因此需要乘一个系数，设系数为k，即 ，结果是质量，即排开液 ，进一步猜想这个k可能就是重力常数g，因 为m×g才是力（G=mg），这样等号两边单位才能统一为力的单位。所以猜想浮力可能等于排开液体的重力。 探究实验 实验探究： 浮力大小与物体排开液体重力的关系 实验步骤： （1）溢水杯中装满水，用调节好的弹簧测力计测出 物体的重力G 并将数据填入记录表； 和 小桶的重力 实验步骤： 探究实验 （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 小桶和溢出水的重力 并填入记 录表。 （4）用不同物体、不同液体再做几次实验。 实验数据表格： 探究实验 结论： 浸在液体中的物体受到向上的浮力， 浮力的大小 等于 物体排开液体的重力。 0.05 0.15 0.25 0.05 0.15 0.25 实验讨论 在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响？ 提示 ：如果溢水杯中的水没有加满，当物体浸没在水中时，溢水杯中的水面上升至满杯时才会有水溢出，从而使溢出的水的体积小于物体排开的水的体积。故要求溢水杯中的水一定要加满。 答案： 会使所测物体排开的水的体积减小，从而计算出来的浮力偏小。 在测量排开液体的重力时，能否倒出水再测出空桶的重力？为什么？ 实验讨论 提示 ：桶内的水不能全部倒净，内壁会附有水珠，使测出的 偏大， 偏小，故不可以这么做。 答案： 不能。小桶内壁上会沾有水珠，使 偏小。 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 物体排开液体的重力 2、数学表达式： 3、导出式： 4、适用范围： 液体和气体 1、公式： 原理的讨论 液体的密度 物体排开液体的体积 注意： 不一定等于 2、 原理的讨论 决定式 表明浮力大小只和 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。 同一物体 浸没在 不同的液体 中时，由于液体的 密度ρ 不同，所受的 浮力也不同 。 、 原理的推导 浮力产生的根本原因是什么？能否从这个角度推导出阿基米德原理？ 边长为L的立方体位于水面下h深处 四个侧面所受压力关系： 上、下两面所受压力关系 浮力是液体对物体的压力的合力 浮力产生的根本原因是什么？能否从这个角度推导出阿基米德原理？ 原理的推导 边长为L的立方体位于水面下h深处 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10 N/kg。 课本例题 解：根据阿基米德原理，铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力，即 中，它排开的水的体积等于铁球的体积，而铁球的体积可以由体积、质量、密度的关系式V=m/ρ求出。根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水所受的重力相等，即 ，由于铁球浸没在水 1、浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于：（ 课本例题 ） C 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。 课本例题 体积相同的铜、铁、铝浸没水中，哪个物体受的浮力大？ 据 相等 相等 = = 3、如图，A、B两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？ 课本例题 据 课本例题 4、如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？ 据 5、质量相等的实心铜球和铝球浸没水中,哪个球受的浮力大？ 课本例题 m相等 据 球受的浮力大。 铝 6、甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为 课本例题 ，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：（ ） AC 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。 课本练习 1、北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0.5m。有人说，水的深度越深，其产生的浮力就越大，因此，各国运动员在“水立方”的比赛成绩普遍提高就不足为奇了。你认为他的说法正确吗？为什么？ 2、请比较以下浮力的大小。(1)同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？(2)同样重的铝块和钢块，都浸没在煤油中，哪个受到的浮力大？(3)同样重的铝块和铜块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大？ 课本练习 课本练习 3、一个在节日放飞的气球，体积是 在地面附近受到的浮力有多大？设地面附近气温是0℃，气压是 。这个气球 ，空气的密度是 课本练习 4、在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N。当把零件浸没在密度为 的油中时，测力 计的示数是6.6N，金属零件的体积有多大？ 课本练习 5、某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度：他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4.74N，把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4.11N，该液体的密度是多少？铁的密度为 一、阿基米德原理： 总结 浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力。 二、数学表达式： 三、适用范围： 气体和液体