初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）阿基米德原理优质课ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）八年级下册（2024）阿基米德原理优质课ppt课件，共46页。PPT课件主要包含了课堂导入，新知探究，m＝ρV，V排＝V浸，G＝mg，F浮＝G排，实验思路，实验器材，实验过程，F浮＝G－F拉等内容，欢迎下载使用。
活动：把装有半罐水的易拉罐缓慢放入装满水的水桶中，使易拉罐漂浮在水面上，此时易拉罐处于静止状态，所受浮力等于易拉罐所受的总重力。
桶中的水会溢出，溢出的水所受的重力是多大？溢出水所受的重力和装有水的易拉罐所受的总重力有关系吗？
通过上节的探究，我们知道：物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。
浮力的大小跟它们有什么定量的关系呢?
知识点1 阿基米德灵感的启示
问题：如何测量“物体浸在液体中的体积”。
物体浸在液体中的体积——V浸
物体排开液体的体积——V排
物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。
物体排开液体的质量越大，所受的浮力越大
物体在液体中所受的浮力与它排开液体所受的重力有直接的关系
物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，所受的浮力就越大。
F浮 ？ G排
1. 在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究；请你完成下列任务。【实验探究】通过图甲、乙、丙和丁所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，由实验可得结论：____________，这就是阿基米德原理。
【理论探究】第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图戊所示；第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理；请你写出推导过程，提示：推导过程中所用物理量需要设定(可在图戊中标出)。
【原理应用】水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，容器内装质量为m的液体；现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸入(与容器底接触但不密合)，整个过程液体未溢出，金属圆柱体静止时所受浮力F浮＝____________。
知识点2 浮力的大小
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
问题：物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的 重力有什么定量关系？
猜想：浮力大小＝排开液体的重力
本实验需要先测量两个量：物体所受的浮力和物体排开液体所受的重力，然后分析它们的关系。1.怎样测量物体所受浮力的大小?2.怎样测量物体排开液体所受的重力?3.如果要减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序?
物体、弹簧测力计、溢水杯、小桶等。
1.用弹簧测力计测量空桶所受的重力(图甲)。
2.用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中(图乙)和浸在水中(图丙)静止时弹簧测力计的示数，计算物体在水中所受浮力的大小。同时用小桶将排开的水收集起来。
3.用弹簧测力计测量装水小桶所受的重力(图丁)，计算排开的水所受的重力。
改变物体浸入水中的体积、换用不同质量的物块，重复以上步骤，记录实验数据。
浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。
例1、下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块 、小桶和水探究“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景，其中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4 。
（1）在实验操作前，细心的明天同学指出情景甲中存在错误，该错误是溢水杯中水面_________________。
(2)纠正错误后，该探究实验的合理顺序为_______________(用甲、乙、丙、丁表示)。(3)在情景乙的测量中，溢水口还在溢水，义正同学便急忙把小桶移开，开始测量小桶和溢出水的总重力，这样会导致测得的“排开液体所受重力”_________(选填“偏小”“不变”或“偏大”)。
知识点3 阿基米德原理
1.内容：浸在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。这就是著名的阿基米德原理。
＝m排g＝ρ液 gV排
千克每立方米(kg/m3)
F浮 = G排=ρ液gV排
1.浮力大小只与液体的密度ρ液和物体排开的液体的 体积V排有关。2.阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体， 此时F浮= G排= ρ气gV排。
F浮= F向上－ F向下
F向下= p向下S =ρ液gh1S
F向上= p向上S =ρ液gh2S
=ρ液gh2S－ρ液gh1S
=ρ液gS(h2－h1)
根据上一节所学的浮力产生的原因，通过进一步分析，看看能否得出以上结论。
例2、有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的实心塑料块。（g取10N/kg）（1）该塑料块浸没在水中时受到多大的浮力?
F浮=G排=ρ水 gV排
=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3= 0.2N
（2）若该塑料块在某种盐水中是漂浮的，它所受浮力的大小等于它所受的重力，浸在盐水中的体积是塑料块总体积的90%，则盐水的密度是多少?
V盐水= 90%V塑料=90%×2×10-5m3=1.8×10-5m3
故：该塑料块浸没在水中所受的浮力为0.2N， 盐水的密度为1.22×103kg/m3。
V´排= 90%V塑料=90%×2×10-5m3=1.8×10-5m3
F´浮=ρ盐水 gV´排
2. 一个质量为160 g的金属块浸没在盛满水的烧杯中时，从杯中溢出了20 g水。(ρ水＝1. 0×103 kg/m3，g取10 N/kg)求：(1)金属块所受重力G；
【解】金属块的质量m＝160 g＝0. 16 kg，金属块所受重力G＝mg＝0. 16 kg×10 N/kg＝1. 6 N。
(2)该金属块所受的浮力；
【解】溢出水的质量为m排＝20 g＝0. 02 kg，根据阿基米德原理可知，金属块所受的浮力F浮＝G排＝m排g＝0. 02 kg×10 N/kg＝0. 2 N。
(3)该金属块的体积；
(4)该金属块的密度。
3. 小荣的爸爸买了一个人参准备泡酒给爷爷喝，若把这个人参浸没在装满水的杯中，人参排开了20 g的水，若把它泡在密度为0. 9×103 kg/m3的白酒中，不考虑人参与酒、水之间的渗透，则人参在白酒中受到的浮力是(g取10 N/kg，ρ水＝1 g/cm3)(　　)A. 0. 2 N　 B. 2 N　 C. 0. 18 N D. 1. 8 N
4. [2025太原一模] 如图所示，潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区时，如果不采取措施就会急剧下沉造成灾难性后果，这种现象称为“掉深”。“掉深”是由于潜水艇(　　)A. 自身的重力变大B. 排开液体的重力变小C. 排开液体的体积变小D. 受到的浮力保持不变
【点拨】潜水艇从高密度海水区驶入低密度海水区，自身重力不变，V排不变，海水密度减小，由F浮＝G排＝ρ液V排g可知，潜水艇受到的浮力减小，其排开液体的重力减小，故选B。
5. 宋朝的怀丙利用浮船打捞铁牛，展现了我国古人的智慧。如图所示为打捞过程的示意图，先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一起，再把船上的泥沙铲走，铁牛就被拉起，然后把船划到岸边，解开绳索卸下铁牛，就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙三个位置所受浮力为F甲、F乙、F丙，下列判断正确的是(　　)A. F甲＝F乙＝F丙 B. F甲>F乙>F丙C. F甲＝F乙>F丙 D. F甲