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1、 年级 下 第九章 浮 春雨金语 世上没有绝望的处境 只有对处境绝望的人 第二节 阿基米德原理 学 习 目 标 导 航 经历从提出猜想和假设到进行实验探究的过程 发现浮力的大小和液体的 密度及排开液体的体积有关 学生通过科学探究 经历探究浮力大小的过程 知道阿基米德原理 教 材 知 识 详 析 要点 影响浮力的大小因素 探究影响浮力的大小因素 把鸡蛋放入清水中 鸡蛋沉在水底 向水中逐渐加盐 液体密度增大 鸡蛋 浮出水面 如图甲所示 如图乙所示 观察同一个柱形物体浸在液体中的体积不同时 弹簧测力计 示数的变化不同 浸在液体中的体积越大 弹簧测力计的示数越小 如图丙所示 观察到同一个物体浸在液体的
2、不同深度 弹簧测力计的示数 相同 影响浮力的大小因素 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有 关 还与物体排开液体的体积有关 但与物体浸在液体的深度无关 关键提醒 由于影响浮力大小的可能因素不止一个 探究过程中要注意控 制变量 所谓 物体排开的液体的体积 是指物体浸入液体的部分的体积 这部分体 积排开了本来处于这一位置的液体 例 在探究 影响浮力大小的因素 时 同学们做了如图所示的一系列实 验 请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题 物体全部浸入水中受到的是 N 根据图 a b c 实验可得出浮力的大小与 有关 第二节 阿基米德原理 学者贵于行之 而不贵于知之 司马光 名言大
3、观 根据图 实验可得出浮力的大小与液体密度有关 精析 首先读出弹簧测力计的读数 a 示数为G N c 示数为F N 则物体全部浸入水中所受浮力F浮 N N N 观察 a b c 弹簧测力计示数可得物体所受浮力分别为 b 为 N N N c 为 N N N 即物体所受浮力与物体排开液体体积有关 观察图 c d 可知物体排开液体体积相同 弹簧测力计示数不同 表示物体所受浮力不同 由 此可得物体所受浮力大小与液体密度有关 解答 物体排开液体体积 c d 本题为一道实验探究题 要注意控制变量在探究实验中的应用 要点 阿基米德原理 内容 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开液体所受的重 力 这便
4、是著名的阿基米德原理 公式 F浮 G排 m排g 液 g V 排 其中G排 m排 液 V排分别表示排开液体 的重力 质量 密度和体积 归纳整理 对阿基米德原理的理解 关键词诠释 浸在液体 里的物体 物体的全部体积都浸入液体里 即物体浸没在液体里 物体的一部分浸入液体里 另一部分露在液面以上 G排 表示被物体排开的液体所受的重力 F浮 G排表示物体受 到的浮力的大小等于被物体排开液体的重力 液 表示物体所在的液体的密度 V排 表示物体排开的液体的体积 当物体全部浸没在液体里时 V排 V物 当物体只有一部分浸入液体里时 则V排 V物 由F浮 液 g V 排可以看出 浮力的大小只跟液体的密度和物体排开
5、液体的 体积这两个因素有关 而跟物体本身的体积 密度 形状 在液体中的深度 在液体 年级 下 第九章 浮 春雨金语 世界上那些最容易的事情中 拖延时间最不费力 中是否运动 液体的多少等因素无关 阿基米德原理也适用于气体 但公式中 液要改为 气 例 小金同学在用弹簧测力计和烧杯等器材做有关浮力的实验 如图所 示 请你将测量时的数据填入表中 分析表中的数据你可得出的结论是 空 桶 的 重 力 N 物体重力 N 物体在水中时 弹簧测力计读 数 N 物体受到的浮 力 N 物体排开的水 重 N 精析 根据阿基米德原理可知 物体所受的浮力大小等于它排开的液体所受的 重力 图示中的烧杯相当于溢水杯 从装置中
6、可以用称量法测出浮力大小 由小桶 和测力计可测量出物体排开的水的重力 从而验证阿基米德原理 解答 浸在液体里的物体受到的浮力的大小等于被物体排 开的液体受到的重力的大小 浸入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 用公式表示为F浮 G排 液 g V 排 由公式知 浮力与物体所在液体 的密度有关 还与物体排开的液体的体积有关 对于浸没的物体而言 V物 V排 这时同一物体受到的浮力大小与液体的密度成正比 在同一种液体中 浮 力大小与物体排开液体的体积成正比 例 下列说法中正确的是 A 物体浸没在水中越深 受的浮力越大 B 密度较大的物体在水中受的浮力大 C 重的物体受的
7、浮力小 D 同体积的铁块和木块浸没在水中受的浮力一样大 精析 阿基米德原理的数学表达式为 F浮 G排 液 g V 排 公式表明了物体受 到的浮力大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积有关 根据公式分析题目叙 述的内容 问题就可以迎刃而解了 A选项中 物体浸没在水中 无论深度如何 V排 第二节 阿基米德原理 科学是组织化了的知识 斯宾塞 名言大观 不变 水的密度不变 F浮不变 故A选项不正确 B选项中 物体所受的浮力与物体 密度的大小没有直接的关系 故B选项不正确 C选项中 重力的大小对物体所受 的浮力无影响 例如 大铁块比小铁块要重一些 但将两者浸没于水中 大铁块受的 浮力反而大些 因为大铁块
8、的V排大 故C选项不正确 D选项中 同体积的铁块和 木块 浸没于水中 V排相同 水 相同 F浮铁 F浮木 铁块和木块受的浮力一样大 故 D选项正确 解答 D 由F浮 液 g V 排可知 浸在液体或气体中的物体所受到的浮力 浮力 的大小只跟它所在的液体的密度和物体排开液体的体积有关 跟组成物体的物质 的密度 物体的重力 物体的形状及全浸物体在液体中的深度无关 拉 分 典 例 探 究 综合应用 例 要点 阿基米德原理 在研究浮力问题时 某同学做了如图所示的 实验 则实验中F F F F 的关系是 A F F F F B F F F F C F F F F D F F F F 精析 这是一个研究物体
9、所受浮力大小的实验 当物体浸入液体中时 弹簧测 力计示数减小 这个减小量即为浮力的大小 即F浮 F F 物体浸没在液体中排开的液体全部流入小桶中 F 表示空桶重 F 表示空桶与 排开液体的总重 根据阿基米德原理 F浮 G排液 F F 解答 B 分析 对比 称重法及阿基米德原理均可求出浮力的大小 解题时应正确分析 物理过程 搞清F F F F 各表示什么物理量 切忌乱套公式 年级 下 第九章 浮 春雨金语 青春是一本日历 等你翻到最后一页的时候才会懂得时间的宝贵 探究创新 例 要点 阿基米德原理 金属块挂在弹簧测力计上 示数为 N 当 金属块浸没在水中时 弹簧测力计的示数为 N 当浸没在另一种液
10、体中时 弹簧 测力计的示数为 N 求 g取 N k g 金属块的密度 另一种液体的密度 精析 将浮力公式F浮 液 g V 排变形为V排 F浮 液g 和 液 F浮 V排g 可用来求物体 排开液体的体积和排开液体的密度 解答 金属块浸没在水中时所受浮力 F浮 G F拉 N N N 由浮力公式 F浮 液 g V 排 得 V排 F浮 水g N k g m N k g m 由于浸没在水中 所以 V金 V排 m 而金属块的质量 m金 G g N N k g k g 所以金属块的密度 金 m 金 V金 k g m k g m 金属块浸没在另一种液体中时所受浮力 F 浮 G F 拉 N N N 由F 浮 浮
11、g V 排 V排 V物得 液 F 浮 g V 物 N N k g m k g m 技法 规律 本题考查了浮力公式的变形应用 能将浮力公式灵活变形 并根 据金属排开液体的体积与金属的体积的等量关系 把浮力等知识有机地结合起来 是解答本题的关键 例 要点 影响浮力大小的因素 在 探究浮力的大小跟哪些因素有关 时 同学们提出了如下的猜想 可能跟物体浸入液体的深度有关 可能跟物体的重力有关 可能跟物体的体积有关 可能跟物体浸入液体的体积有关 可能跟液体的密度有关 为了验证上述猜想 小明做了如图所示的实验 他在弹簧测力计下端挂一个铁 块 依次把它缓缓地浸入水中不同位置 在这一实验中 铁块分别在水中 的位
12、置 观察弹簧测力计的示数怎样变化 在位 第二节 阿基米德原理 博学而不穷 笃行而不倦 礼记 名言大观 置 中 弹簧测力计的示数又怎样变化 能说明什么 问题 比较实验的整个过程 分析弹簧测力计的示数的 变化规律 可以总结出什么结论 能证明上述哪个猜想 是正确的 精析 从实验中的 可以看出 随着铁块浸入 水中的体积的增大 弹簧测力计的示数逐渐减小 说明物 体所受的浮力与物体排的液体的体积有关 物体浸入液 体的体积越大 受到的浮力越大 从 可知 物体排开 的水的体积不变 弹簧测力计的示数不变 说明物体所受 浮力大小与物体所处的深度无关 解答 弹簧测力计的示数变小 弹簧测力计的示数不变 说 明物体受到
13、的浮力与浸入液体的深度无关 其他合理的表述即可 物体浸入液体的体积越大 受到的浮力越大 能证明猜想 正确 技法 规律 我们在研究影响浮力大小的因素时 可以用控制变量法来研究浮 力的大小跟其中某一因素的关系 例 要点 在学习了阿基米德原理后 同学们虽然知道了浸在液体里 的物体受到浮力的大小等于它排开的液体受到的重力 但小明总觉得浸没在水中 的物体 它受到的浮力还跟它在水中浸没的深度有关 并且他猜想物体在水中浸没 得越深 受到的浮力越大 现在小明想通过实验探究自己的猜想是否正确 他应该在以下可供选择的 器材中选择 填写器材前面的字母 A 水B 泡沫块C 细线D 弹簧测力计 E 木块F 量筒G 铁块
14、H 细竹棍 小明探究实验的操作方法是 小明应该观察到的现象是 小明得到的正确结论是 小明原先的猜想是 的 填 正确 或 错误 精析 要探究浮力大小与深度是否有关 就要实现深度的改变和浮力的测量 因此所需器材要有水及盛水的容器 且物体的密度大于水的密度 这样物体才能浸 没在水中 可改变物体浸没在水中的深度 具体操作方法是 可把物体用细线悬挂 在弹簧测力计上浸没在水中不同深度 观察弹簧测力计的示数是否变化 解答 A C D F G 先把铁块用细线挂在弹簧测力计的挂钩上 再把铁 块浸没在量筒水中的不同深度处 在不同深度处弹簧测力计的读数相等 浸 没在水中的物体受到的浮力与它所浸没的深度无关 错误 分
15、析 对比 审题要仔细 如本题中 浸没 与 浸入 一字之差 含义完全 年级 下 第九章 浮 谜语荟萃 咄 打一成语 谜底 脱口而出 不同 误 区 警 醒 误区 不理解浮力大小的因素 例 两手分别拿着一个小木块和一个大石块 把它们都浸没到水中 同时松开 手 小木块上浮 大石块下沉 受到浮力大的是 A 小木块B 大石块 C 一样大D 不能确定 错解 错误的原因在于只考虑浮力的作用效果来判断物体所受浮力的大小 误 以为在液体中上浮的物体受到的浮力大 在液体中下沉的物体受到的浮力小 正解 根据F浮 液 g V 排可知 物体所受浮力的大小取决于液体的密度和物体 排开液体的体积 题中液体的密度相同 大石块排
16、开液体的体积大 所以它受到的 浮力大 选B 警醒 根据物体的沉浮条件判断物体的沉浮 然后根据阿基米德原理公式F浮 g V 排计算浮力 知 能 提 升 训 练 夯基固本 要点 浸在水中的苹果受到竖直 的浮力 浮力的大小等于苹果排开 的 所受的重力 要点 浸 在 液 体 中 的 物 体 所 受 的 浮 力 大 小 等 于 它 排 开 的 液 体 所 受 的 一个 g的新鲜鸡蛋放在盛有水的容器中下沉 当向水中慢慢加盐 并轻轻搅 拌 鸡 蛋 会 上 浮 并 静 止 在 液 面 上 这 一 现 象 说 明 浮 力 的 大 小 与 有关 要点 在 阿基米德解开王冠之谜 的故事中 若王冠在空气中称时重 N 浸 没在水中称时重 N 则这顶王冠浸没在水中所受的浮力为 N 它排 开的水重为 N 要点 质量相等的甲 乙两个物体 分别浸没在水和酒精中 所受浮力相等 则 体积大的是 物体 密度大的是 物体 要点 挂着标语的氢气球在太阳光的照射下 温度升高 体积膨胀 气球受到 的重力 气球受到的浮力 填 增大 减小 或 不变 要点 如图所示 是探究浮力的大小与哪些因素有关的实验装置 浸没在液体 中的物体都相同 若
