物理八年级全册第二节 阿基米德原理优秀ppt课件

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第九章 浮力
9.2阿基米德原理
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?
情景引入：观察
阿基米德的灵感
等质量的不同物质，由于密度不同，体积不等。
浸没水中，排开的水的体积不等。
一、实验探究阿基米德原理
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
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。
二、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
⑴用弹簧测力计先测出石块的重力G。
⑵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】
⑶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′。
⑷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】
浸入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=ρ液g V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=ρ气gV排。
2.公式：F 浮=G 排
4.适用范围：液体和气体
3.用于计算的导出式： F 浮= G 排= m 排g=ρ液 gV 排
三、阿基米德原理
1.内容：浸入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。
（1）区分：浸没、浸入、浸在、没入. （2）F浮＝ρ液gV排 ρ液——液体的密度； V排——物体排开的液体的体积.（3）F浮＝ρ液 gV排表明浮力大小只和 ρ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.
对原理的理解
（1）物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况.
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
浸没
部分浸入
当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。
（2）阿基米德原理同样适用于气体。
（1）物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
A．浸没时，V排=V浸=V物
B．部分浸入时， V排=V浸关于阿基米德原理的讨论
（2）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物
V排=V浸=V物
V排=V浸V浸
（3）F浮＝ ρ液 gV排 —— 决定式 表明浮力大小只和ρ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。
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。
典型例题
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g=ρ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=ρ物gV物 F浮=ρ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：
1 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
练一练
（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．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
2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
★课堂练习
1.将一小石块浸没在水中，放手后小石块沉入水底，在小石块下沉过程中，下列分析正确的是（　）。A．浮力变大 B．浮力变小 C．浮力大于重力 D．浮力小于重力
D
课堂练习
★课堂练习
2.甲、乙两个完全相同的杯子盛有不同浓度的盐水，将同一个鸡蛋先后放入其中，当鸡蛋静止时，两个杯子中液面恰好相平，鸡蛋所处的位置如图所示，则（　）。A．甲杯中的盐水密度较大；B．乙杯底部所受的液体压强较大；C．甲杯底部所受的液体压力较大；D．鸡蛋在乙杯中受到的浮力较大
B
★课堂练习
3.在水中，鱼、漂浮的木头、静止在水底的石头的位置如图所示，下列说法正确的是（　）。A．水对石头的压强比对木头的小； B．木头受到的浮力大于它自身的重力；C．鱼受到的浮力等于它排开水的重力；D．石头受到的浮力等于它自身的重力
C
★典例分析
AC
4.三个相同的轻质弹簧，一端固定在容器底部，另一端分别与甲、乙、丙三个体积相同的实心球相连。向容器内倒入水，待水和球都稳定后，观察到如图所示的情况，此时乙球下方弹簧长度等于原长。下列判断正确的是（ ）。A.乙球的重力与它受到的浮力相等；B.甲球的重力大于它受到的浮力；C.甲、乙、丙三个球的密度大小关系为ρ甲<ρ乙<ρ丙；D.甲、乙、丙三个球受到的浮力大小关系为F甲★典例分析
4.8
5.如图所示，是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水，图丁容器中装的液体是酒精，F1、F2、F3、F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题：
（1）图甲中，弹簧测力计的示数F1=________N。（2）物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。（3）分析图中乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与 有关；分析图中________两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与液体密度有关。（4）实验中釆用的探究方法在研究物理问题时经常用到，称为________法。

2
物体排开液体的体积
丙和丁
控制变量法
阿基米德原理
1、阿基米德原理实验的目的、方法和结论
2、阿基米德原理的内容，公式
课堂小结