八年级下物理课件9-2 阿基米德原理_沪粤版 33页

第九章 浮力与升力 课堂讲解 课时流程 •阿基米德原理 •阿基米德原理的应用 课后 作业 逐点 导讲练 课堂 小结 当堂 作业 1 2 阿基米德的启示 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？ 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。 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。 那么，怎样表示浮力的大小呢？ 排开液体的体积物体浸在液体中的体积 = 1 知1－导 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。 知1－讲探究实验：浮力与物体排开液体重力的关系 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。 知1－讲实验数据表格 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 4 知1－讲 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 知1－讲 定义 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。 阿基米德原理 知1－讲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＝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1－讲 〈日照〉小芳同学在探究“浮力的大小等于什么” 时，用弹簧测力计 、小石块、烧杯、小桶等进行 实验操作，如图所示a、b、c、d是四个步骤示意 图。 【例1】 知1－讲 设四个图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、 F4，由四个图中________两个图的弹簧测力计的读 数可以求出小石块受到的浮力；被排开液体的重力 为________；如果关系式______________________ 成立，就可以得到著名的阿基米德原理。 a、c F4－F2 F4－F2＝F1－F3 知1－讲【导引】 根据F浮＝G－F示可知，小石块受到的浮力等于小石块 的重力F1减去小石块在液体中弹簧测力计的示数F3； 故应选a、c；d中弹簧测力计的示数F4(即桶和排开液 体的重力之和)减去b中弹簧测力计的示数F2(即空桶的 重力)等于被排开液体的重力即F4－F2；如果关系式F4 －F2＝F1－F3成立，就可以得到著名的阿基米德原理。 知1－讲 根据称重法求浮力，即先在空气中测量物体的重 力为F1，然后把物体浸在液体中，再读出弹簧测 力计的示数为F3，则物体所受浮力F浮＝F1－F3。 1 知1－练 【中考·岳阳】关于物体受到的浮力，下列说法正确 的是(　　) A．漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大 B．物体的密度越大受到的浮力越小 C．物体没入水中越深受到的浮力越大 D．物体排开水的体积越大受到的浮力越大 D 2 知1－练 如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的 盛满水的大烧杯中，则从大烧杯溢出流入小桶中 的水和此金属球的关系是(　　) A．两者体积相等，质量相等 B．两者体积相等，小桶中水的质量较大 C．金属球受到的浮力等于小桶中水的重力 D．金属球受到的浮力大于小桶中水的重力 C 知2－讲2 1．阿基米德原理数学表达式：F浮=G排 3．适用范围：液体和气体 2．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排 阿基米德原理求浮力 如图所示，将一个体积为100 cm3的金 属块挂在弹簧测力计下浸没入水中， 弹簧测力计的示数为5 N，则物体受到 的浮力为________N，物体的重为________N。 【例2】 【导引】 物体受到的浮力大小为：F浮＝ρ液gV排＝1.0×103kg/m3 ×10 N/kg×100×10－6 m3 ＝1 N； 物体的重为：G＝F浮＋F示＝1 N＋5 N＝6 N。 61 知2－讲 本题用公式法求解。物体浸没在液体中时的V排等 于它自身的体积，若已知它排开液体的体积而要 求物体受到的浮力，这时通常用阿基米德原理直 接求解。 知2－练 1 【中考·福州】将重6 N的物体浸没在装满水的杯 中，溢出了4 N的水，物体受到的浮力是(　　) A．10 N B．6 N C．4 N D．2 N C 知2－练 2 【中考·绥化】有一体积为0.2 m3的铁块，将 它完全浸没在水池中，此时水的深度为1 m， 则铁块受到的浮力是________N，水对池底 的压强是________Pa。 1 960 9 800 1 知识小结 阿基米德 原理 1. 公式F浮＝ρ液gV排中的ρ液是液体的密度，而不是物 体的密度ρ物；V排是物体排开的液体的体积；当物 体浸没在液体中时，V排＝V物；当物体部分浸入液 体中时，V排＜V物。 2. 由F浮＝ρ液gV排可知，物体排开液体的体积V排一定 时，物体所受浮力的大小与液体的密度成正比； 在同一种液体中，物体所受浮力的大小与物体排 开液体的体积成正比。 2 易错小结 关于浸在液体中的物体所受的浮力，下列说法正确 的是(　　) A．物体浸入液体中的深度越大，受到的浮力越大 C．物体浸入液体中的深度越大，受到的浮力越小 B．物体浸入液体中的深度越大，受到的浮力不变 D．以上说法都不正确 D 易错点：误认为浮力与浸入深度有关 1 “曹冲称象”是大家熟悉的故事。由于大象很重，当时还 没有这样大的秤可以直接称。曹冲的办法是：先把大象拉 到船上，记下船的吃水深度(如图)，再用许多石块代替大 象，使船达到同样的吃水深度；最后称出这些石块的总重， 也就知道大象 的体重了。“曹冲称象” 这个故事蕴含着物理研究 中的一种思维方法——等 效变换。请你分析一下， 为什么能用石块受到的重力替代大象的重力？ 解：根据船漂浮在水面上，船受到的浮力等于船 和物体的重力，由于两次船的吃水深度相等， 故两次受到的浮力相等。则G船＋G石＝F浮1， G船＋G大象＝F浮2，F浮1＝F浮2，由以上等式可 得出G石＝G大象。 2 在做“探究浮力的大小”的实验时(如图)，不仅要测 量物体的重力，还要测量空杯的重力。你知道这是 为什么吗？ 解：因为水没有固定形状，需要用容器 来盛，所以测量物体排开水的重力时， 必须连容器重力一起测量。因此需要另 测空杯的重力，以计算出水的重力。 3 解：浸没在水中时，王冠受到重力、水的浮力、弹簧 测力计的拉力作用，三个力平衡，则有F浮＝G－F拉， 即F浮＝mg－F拉＝0.49×9.8 N－4.5 N＝4.802 N－4.5 N＝0.302 N；排开的水重G排＝F浮＝0.302 N。 在“王冠之谜和阿基米德原理”的故事中，若王冠的 质量为490 g，浸没在水中称时，王冠重4.5 N,这顶王 冠在水中受到的浮力是多大？它排开水的重力是多少？ 4 解： G货＝G排－G船＝1.8×108 N－7.1×107 N＝1.09×108 N。 一艘轮船满载货物时，排开水的重力是1.8×108N, 船的自重是7.1×107N,它最多能装多重的货物？ 5 【中考·兰州】液体沸腾时，液体内部会产生大量 气泡，在液体中不断上升、变大。对于气泡所受 压强和浮力的变化情况(气泡未露出液面时)，以下 说法中正确的是(　　) A．压强变小，浮力变小 B．压强不变，浮力不变 C．压强变大，浮力不变 D．压强变小，浮力变大 D 6 【中考·济南】将一个体育测试用的实心球和一个 乒乓球同时没入水中。放手后发现：实心球沉入 水底，而乒乓球浮出水面，如图所示。比较实心 球和乒乓球没入水中时受到的浮力大小，则(　　) A．实心球受到的浮力大 B．它们受到的浮力一样大 C．乒乓球受到的浮力大 D．不能确定 A 7 【中考·安徽】一均匀的长方体浸没在液体中，如图 所示，已知它的底面积为S，上表面所处深度为h1， 下表面所处深度为h2，则长方体下表面受到液体的 压力表达式为________________，浮力表达式为 __________________。(液体的 密度ρ液和g为已知量) F下＝ρ液gh2S F浮＝ρ液g(h2－h1)S 8 如图所示的热气球充气后体积为3 000 m3，则 该热气球所受的浮力为____________N(g取 10 N/kg，空气的密度取1.29 kg/m3)。 【中考·上海】重为 10 N、体积为5× 10－4m3的石块浸没在水中受到的浮 力大小为______N，它受到重力与浮力的合力 大小为______N。(g取10 N/kg) 3.87×104 5 5 9