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1、第十章 浮力第2节 阿基米德原理 新课导入 阿基米德出生在古希腊的贵族家庭，他从小热爱阿基米德出生在古希腊的贵族家庭，他从小热爱学习，善于思考，喜欢辩论。学习，善于思考，喜欢辩论。 有一次，国王要金匠给他做一顶金王冠，做王冠有一次，国王要金匠给他做一顶金王冠，做王冠用的金子事先称过重量。王冠做好了，国王听说工匠在用的金子事先称过重量。王冠做好了，国王听说工匠在王冠中掺进了白银，偷走了一些金子。可是，王冠的重王冠中掺进了白银，偷走了一些金子。可是，王冠的重量，量，并没有少；从外表看，也看不出来。没有证据，并没有少；从外表看，也看不出来。没有证据，就不能定金匠的罪。国王把阿基米德找去，要他判断这就
2、不能定金匠的罪。国王把阿基米德找去，要他判断这顶王冠有没有掺进白银，如果掺了，掺进去多少。顶王冠有没有掺进白银，如果掺了，掺进去多少。 据说，阿基米德是从据说，阿基米德是从洗澡得到启发，才解决了洗澡得到启发，才解决了这个难题。这天，他去澡这个难题。这天，他去澡堂洗澡，心里还想着王冠堂洗澡，心里还想着王冠问题。问题。 当他慢慢坐进澡盆的时候，水从盆边溢了出来。当他慢慢坐进澡盆的时候，水从盆边溢了出来。他望着溢出来的水发呆，忽然，高兴地叫了起来：他望着溢出来的水发呆，忽然，高兴地叫了起来：“找到了！找到了！找到了！找到了！”阿基米德连衣服都来不及穿好，阿基米德连衣服都来不及穿好，竟然赤着身子，从澡
3、堂跑回家里。竟然赤着身子，从澡堂跑回家里。 原来，阿基米德已经想出了一个简便方法，可以原来，阿基米德已经想出了一个简便方法，可以判断王冠是不是纯金做的。他把金王冠放进一个装满判断王冠是不是纯金做的。他把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢了出来。他取出金冠，把水装满，水的缸中，一些水溢了出来。他取出金冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢了出来。他把两次溢出的水加以比较，发现第一次溢了出来。他把两次溢出的水加以比较，发现第一次溢出来的多。于是他断定王冠中掺了银子。然后，他溢出来的多。于是他断定王冠中掺了银子。然后，他又经过一
4、番试验，算出了银子的重量。当他宣布这个又经过一番试验，算出了银子的重量。当他宣布这个结果的时候，金匠们一个个惊得目瞪口呆。他们怎么结果的时候，金匠们一个个惊得目瞪口呆。他们怎么也弄不清楚，为什么阿基米德会知道他们的秘密。也弄不清楚，为什么阿基米德会知道他们的秘密。 你能知道阿基米德揭开这个秘密的你能知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗？你想知道这个原理是什么内容吗？原理吗？你想知道这个原理是什么内容吗？今天我们就要学到这条原理。今天我们就要学到这条原理。 当然，说阿基米德是从洗澡中得到启发，当然，说阿基米德是从洗澡中得到启发，并没有多大根据。但是，他用来揭开王冠秘密并没有多大根据。但是，他用来揭开
5、王冠秘密的原理流传下来，就叫做阿基米德原理。直到的原理流传下来，就叫做阿基米德原理。直到现代，还在利用这个原理测定船舶载重量。现代，还在利用这个原理测定船舶载重量。排开液体的体积排开液体的体积物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积=将易拉罐按入装满水的烧杯将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体中，感受浮力与排开的液体的关系。的关系。回顾：回顾：浮力大小与哪些因素有关？浮力大小与哪些因素有关？浮力大小，浮力大小，跟它跟它浸在液体中的体积浸在液体中的体积和和液体的密度液体的密度有有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。力就越大
6、。( (一）阿基米德的灵感一）阿基米德的灵感浮力浮力大小大小排开液体排开液体所受重力所受重力液体密度排开液体的体积排开液体的质量浮力大小与排开液体所受的重力有何关系？浮力大小与排开液体所受的重力有何关系？分析与推导分析与推导质量=密度体积重力=质量g3、设计实验、设计实验2、猜想、猜想1、提出问题、提出问题浮力跟排开的液体的重力有什么关系？浮力浮力等于等于排开的液体的重力排开的液体的重力1、设法测出物体所受的浮力2、设法测出物体排开的液体所受的重力3、比较物体所受的浮力与排开液体所受重力的大小( (二）浮力的大小二）浮力的大小1、如何测出物体所受的浮力？2、如何测出物体排开的液体所受的重力？用
7、弹簧测力计先测出石块的重力 G G。再用弹簧测力计测出空杯子的重力G G杯杯。实验步骤实验步骤把石块浸没在盛满水的溢水杯里，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 F。用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重G G总总。F F浮浮 = G - F= G - FG G排排 = G= G总总 G G杯杯石石块块重重G/N小小桶桶重重G桶桶/N石石块块浸浸没没在在水水中中时时弹弹簧簧测测力力计计的的示示数数F/N小小桶桶和和水水的总重的总重G总总/N浮浮 力力 的的大小大小F浮浮/N排排开开水水所所受重力受重力G排排/N3.实验数据记录表格阿基米德原理 浸在液体中的物体所受的浮力，
8、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重力。大小等于它排开的液体所受的重力。 F F浮浮 = G= G排排该原理同样适用于气体气体F F浮浮 = = G G排排F F浮浮 = =液液V V排排g g 上一节我们知道上一节我们知道浸入液体中物体所受浮浸入液体中物体所受浮力的大小只与力的大小只与液体密度液体密度及物体及物体排开液体排开液体的体积的体积有关，此规律在公式中是否得到有关，此规律在公式中是否得到体现？体现？ 推导：F浮 = G排 = m排g =液V排g 检测反馈浮力浮力 1.世界游泳锦标赛上世界游泳锦标赛上,德国选手保罗德国选手保罗比德比德尔曼穿上了一款高科技连体泳衣。这
9、款泳衣表尔曼穿上了一款高科技连体泳衣。这款泳衣表面采用轻型聚合材料面采用轻型聚合材料,能够捕获空气增加排开水能够捕获空气增加排开水的体积的体积,从而增加运动员在水中受到的从而增加运动员在水中受到的。【解析】浸在液体中的物体会受到液体对它向上的浮力。物体受到的浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关。因为这一款高科技连体泳衣能捕获空气增加排开水的体积,所以运动员受到的浮力也增大。 2. 2. 如如图甲所示甲所示, ,弹簧簧测力力计示数示数为5N5N。如。如图乙所示乙所示, ,小球一半浸在水中小球一半浸在水中, ,测力力计示数示数为2N2N。则小球受到的浮力小球受到的浮力为N,N,小球的体小球
10、的体积为cmcm3 3。剪断。剪断悬吊小球的吊小球的细线, ,小球在水中小球在水中稳定定时受到的浮力受到的浮力为N N。(g(g取取10N/kg)10N/kg)【解析解析】本题考查浮力的计算及浮沉条件。根据称本题考查浮力的计算及浮沉条件。根据称重法可知重法可知F F浮浮=G-F=G-F拉拉=5N-2N=3N,=5N-2N=3N,因为小球一半浸入水中因为小球一半浸入水中, ,所以所以V V物物=2V=2V排排， 故故V V物物=600cm=600cm3 3, ,当小球一半体积浸入水中时当小球一半体积浸入水中时, ,受到的浮受到的浮力是力是 3N,3N,若全部浸入水中若全部浸入水中, ,则排开的水
11、重即浮力增加则排开的水重即浮力增加一倍一倍, ,故小球受到的浮力是故小球受到的浮力是6N,6N,因为此时浮力大于重因为此时浮力大于重力力, ,所以小球会上浮所以小球会上浮, ,最终漂浮在水面最终漂浮在水面, ,此时受到的浮此时受到的浮力等于小球重力为力等于小球重力为5N5N。 2. 2. 如如图甲所示甲所示, ,弹簧簧测力力计示数示数为5N5N。如。如图乙所示乙所示, ,小球一半浸在水中小球一半浸在水中, ,测力力计示数示数为2N2N。则小球受到的浮力小球受到的浮力为N,N,小球的体小球的体积为cmcm3 3。剪断。剪断悬吊小球的吊小球的细线, ,小球在水中小球在水中稳定定时受到的浮力受到的浮
12、力为N N。(g(g取取10N/kg)10N/kg)36005 3. 3.发现“浸在液体中的物体所受的浮力浸在液体中的物体所受的浮力, ,大大小等于它所排开的液体所受的重力小等于它所排开的液体所受的重力”的科学家是的科学家是( () )A.A.牛牛顿 B.B.安培安培C.C.阿基米德阿基米德 D.D.焦耳焦耳【解析】浸在液体中的物体所受的浮力浸在液体中的物体所受的浮力, ,大小大小等于它所排开的液体所受的重力等于它所排开的液体所受的重力, ,这是阿基米这是阿基米德发现的德发现的, ,故称为阿基米德原理。故称为阿基米德原理。C 4. 4. 如图所示为某校校园艺术节时气球悬如图所示为某校校园艺术节
13、时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为8m8m3 3, ,空气的密度为空气的密度为1.29kg/m1.29kg/m3 3。g g取取10N/kg,10N/kg,则气球则气球受到的浮力为受到的浮力为 ( ( ) )A.103.2NA.103.2NB.90NB.90NC.13.2NC.13.2ND.193.2ND.193.2NA【解析】F=gV=1.29kg/mF=gV=1.29kg/m3 310N/kg10N/kg8m8m3 3=103.2N=103.2N。 5 . 5 .小小满在探究在探究“浮力大小等于什么浮力大小等于什么”的的实验时, ,利利用器材用器材
14、进行了如行了如图的的实验, ,并将并将实验数据填入表中。数据填入表中。实验次数物重G/N空桶重G0/N拉力F拉/N桶与水重G1/N浮力F浮/N排开水重G排/N10.60.10.30.30.30.221.10.10.60.60.50.530.90.10.50.5_0.4(1)请将表格中第三行的数据补充完整。(2)在进行数据分析时发现,第一组数据明显与其他数据反映的规律不符。为了得出 结论,他将第一组数据中的桶与水重G1改为0.4N,排开的水重G排改为0.3N。请你评价他的做法。评价：_。针对此实验,你的做法是 。【解析】 (1)(1)由第由第3 3次实验数据可知物重次实验数据可知物重0.9N,0
15、.9N,物体完全浸没水中时测力计的示数为物体完全浸没水中时测力计的示数为0.5N,0.5N,由称重法测浮力可知浮力大小为由称重法测浮力可知浮力大小为:0.9N :0.9N -0.5N =0.4N;(2)-0.5N =0.4N;(2)探究实验应尊重事实探究实验应尊重事实, ,不能不能擅自改动测量数据。为了实验的准确性擅自改动测量数据。为了实验的准确性, ,应重应重新测量新测量, ,再做一次实验。再做一次实验。 5 . 5 .小小满在探究在探究“浮力大小等于什么浮力大小等于什么”的的实验时, ,利利用器材用器材进行了如行了如图的的实验, ,并将并将实验数据填入表中。数据填入表中。实验次数物重G/N
16、空桶重G0/N拉力F拉/N桶与水重G1/N浮力F浮/N排开水重G排/N10.60.10.30.30.30.221.10.10.60.60.50.530.90.10.50.5_0.40.4(1)请将表格中第三行的数据补充完整。(2)在进行数据分析时发现,第一组数据明显与其他数据反映的规律不符。为了得出 结论,他将第一组数据中的桶与水重G1改为0.4N,排开的水重G排改为0.3N。请你评价他的做法。评价：_。针对此实验,你的做法是 。 探究实验应尊重事实探究实验应尊重事实,不能擅自改动测量数不能擅自改动测量数据据(没有树立实事求是的科学态度没有树立实事求是的科学态度)应重新测量应重新测量,再做一次实验再做一次实验
