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1、 第十章浮力第2节阿基米德原理 人教版物理八年级下册 相传叙拉古国国王让工匠替他做了一顶纯金王冠 做好后 国王疑心工匠在金冠中掺了假 国王请阿基米德来检验 又不能破坏王冠 最初 阿基米德也是冥思苦想而不得要领 一天他去澡堂洗澡 当他坐进澡盆里时 看到水往外溢 同时感到身体被轻轻拖起 他兴奋地跳出澡盆 奔向街头 大声喊着 尤里卡 尤里卡 我知道了 阿基米德想到了什么方法呢 1 知道验证阿基米德原理实验的方法和结论 理解阿基米德原理的内容 能运用F浮 G排和F浮 液gV排解答和计算有关浮力的简单问题 2 经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程 做到会操作 会记录 会分析 会论证 等质
2、量的不同物质 由于密度不同 体积不等 浸没水中 排开的水的体积不等 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 物体排开液体越多 所受浮力越大 想想做做 换言之 物体排开液体的体积越大 液体的密度越大 它受到的浮力就越大 浮力大小可能与排开液体的体积 液体的密度有关 实验表明 物体浸在液体中的体积越大 液体的密度越大 它受到的浮力就越大 浮力大小可能与排开液体的重力有关 探究 浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 实验器材 石块 铝块 铁块 溢水杯 空杯 测力计 水 用弹簧测力计先测出石块的重力G 用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯 1 15N 0 45N 实验步骤 把石块浸没在盛满
3、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 用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重G总 0 70N 0 90N 实验数据分析 1 15 0 70 0 90 0 45 0 45 0 54 0 34 0 20 0 20 0 65 0 78 0 68 0 10 0 55 0 10 比较浮力的大小和物体排开水的重力 你发现了什么 实验结论 浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力 这便是著名的阿基米德原理 公式 F浮 G排 液gV排 特别提醒 阿基米德原理也适用于气体 在气体中受到的浮力F浮 气gV排 F浮 G排 液gV排 浸入液体中 V排 V物 V排
4、 V物 1 V排是指排开的液体的体积 不一定等于物体的体积 2 由F浮 液gV排可以看出 浮力的大小只跟液体的密度和物体排开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 在液体中是否运动 液体的多少等因素无关 例题有一个重7N的铁球 当它浸没在水中时受到多大的浮力 解析根据阿基米德原理 铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力 即F浮 G排 由于铁球浸没在水中 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 求出 解 铁球的质量 铁球的体积 铁球排开水的体积等于铁球的体积 V排 V铁 8 9 10 5m3铁球排开的水所受的重力 G排 m排
5、g 水V排g 1 103kg m3 8 9 10 5m3 10N kg 0 89N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F浮 G排 0 89N 因此 例题中铁球所受浮力为 解题总结 浸没在液体中的实心物体 G物 物gV物F浮 液gV排可得 V物 V排 浸没在液体中实心物体 所受重力与浮力之比等于物体与液体的密度之比 即 1 用弹簧测力计测量物体的重力G 2 用弹簧测力计吊着物体 将物体浸没在水中时 记下弹簧测力计的示数F1 由 则物体的密度 3 用弹簧测力计吊着物体 将物体浸没在水中时 记下弹簧测力计的示数F2 由 则液体的密度 用弹簧测力计测量物质的密度 例1 201
6、8 河南 某实验小组利用弹簧测力计 小石块 溢水杯等器材 按照图所示的步骤 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 1 先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力 其中石块的重力大小为 N 3 8 2 把石块浸没在盛满水的溢水杯中 石块受到的浮力大小为 N 石块排开的水所受的重力可由 填字母代号 两个步骤测出 3 由以上步骤可初步得出结论 浸在水中的物体所受浮力的大小等于 1 4 AD 排开液体的重力 2 由称重法知 F浮 G F示 3 8N 2 4N 1 4N 液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力 由图中AD两个步骤测出 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
7、 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 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 选填 能 或 不能 得到与 3 相同的结论 A 能 例2 2019 江西 体积相同的铝球 铜块和木块 浸在液体中的情况如图所示 比较它们受到的浮力大小 正确的是 A 铝球受到的浮力最大B 木块受到的浮力最大C 铜块受到的浮力最大D 它们受到的浮力一样大 D 1 把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中 小球浸没在杯底 从杯中溢出100g液体 则小球所受浮力 g 10N kg A 大于1NB 小
8、于1NC 等于1ND 无法判断 C 基础巩固题 2 浸在液体中的物体 受到的浮力大小取决于 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 C 基础巩固题 3 如图所示的实验中 水杯中装满了水 按下饮料罐后水会溢出 越向下按饮料罐 桶中溢出的水也越多 饮料罐受到的浮力 如果溢出了100cm3的水 那么饮料罐所受到的浮力为 N g 10N kg 越大 1 基础巩固题 1 弹簧测力计下挂一长方体物体 将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降 然后将其逐渐浸入水中 如图甲所示 图乙是弹簧测力计
9、示数F与物体下降高度h变化关系的图象 下列说法中正确的是 A 物体的体积是500cm3B 物体受到的最大浮力是5NC 物体的密度是2 25 103kg m3D 物体刚浸没时下表面受到水的压力是9N C 能力提升题 2 某教师在 阿基米德原理 教学过程中 做了如图所示的演示实验 1 在弹簧下端挂上小桶和金属块 记下弹簧伸长后指针的位置O 如图甲所示 2 溢水杯中装满水 把金属块全部浸入溢水杯的水中 用烧杯收集排开的水 弹簧缩短 如图乙所示 3 把烧杯中的水全倒入小桶中 弹簧指针又恢复到原来位置O 如图丙所示 乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了 说明金属块受到的作用 丙图弹簧指针又恢复到位置O 说明 物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力 浮力 能力提升题
