物理八年级下册（2024）阿基米德原理评课ppt课件

这是一份物理八年级下册（2024）阿基米德原理评课ppt课件，共48页。PPT课件主要包含了新课导入，浮力的概念，测量浮力的方法，阿基米德灵感的启示，V浸＝V排，排开的液体的体积，液体密度，排开液体的质量，F浮＝G排，猜想与假设等内容，欢迎下载使用。
浮力大小与哪些因素有关
物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。
浮力大小与这两个因素有什么定量关系呢?如何测量“物体浸在液体中的体积”呢?
两次弹簧测力计示数之差为浮力的值。
F浮 = G - F拉
1. 探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系；2. 阿基米德原理的内容及其数学表达式。
　　两千多年以前，希腊学阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，而他苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见缸里的水向外溢，他忽然想到：物体浸在液休中的体积，不就是物体排开液体的体积吗?
V浸＝V排，是因为浸入液体中的物体排开了本来处于这一位置的液体。
1. 阿基米德灵感的启示
物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，它受到的浮力越大。
排开浮力大小可能与排开液体所受的重力有关。
物体排开液体中的质量越大，浮力越大。
物体重力与其质量成正比
1. 实验：探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
浮力的大小(F浮)与物体排开液体所受的重力(G排)之间有什么定量关系呢?
①本实验需要先测量两个量：
弹簧测力计、溢水杯、小桶、物块、水、细线。
问题1：怎样测量物体受到的浮力和物体排开的液体所受的重力?
测量物体排开液体所受的重力
利用溢水杯收集排开液体，测量其重力差。
问题2：溢水杯中的水装多少合适?
问题3：为了减小实验误差，应该怎样设计实验操作的顺序?
①用弹簧测力计测量空桶所受的重力G桶；②用弹簧测力计悬挂一个物体，读出物体在空气中和浸在水中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，计算排开的水所受的重力。
浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，即F浮＝G排
①为了使此实验结论更具普遍性，我们可以有哪些变化?
　　可换用不同的物体进行多次实验，避免实验偶然性，从而得到普遍规律。
②实验中，若先测小桶和溢出水的总重力，再将水倒出后测空桶重力，测量结果会怎样？
　　如倒出水后再测空桶的重力，桶内的水不能全部倒净，内壁会附有少量的水，使测得的桶的重力偏大，G排偏小，测得的结果不准确。故实验中应先测小桶的重力。
③在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响?
　　如果溢水杯中的水没有加满，当物体浸没在水中时，溢水杯中的水面升至满杯时才会有水溢出，从而使溢出的水的体积小于物体排开的水的体积，使测得物体排开水所受重力偏小。
（1）阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力大小等于它排开液体的重力。
可求液体密度、排开液体的体积。
F浮=m排g=ρ液gV排
（3）关于阿基米德原理的说明
①展开式：F浮＝ρ液 gV排　　证明了浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，与物体的形状、密度、浸没深度等无关。
②展开式中各物理量的意义及单位：
ρ液 ： 液体的密度，单位：kg/m3V排 ：表示排开液体的体积，单位：m3g ： 表示9.8N/kgF浮 ：表示物体受到的浮力，单位：N
③阿基米德原理的适用范围：
阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
人在空气中受到的浮力 F浮=G排=ρ空气V排g=ρ空气V人g
中学生体积约0.05m3
人在空气中受到的浮力为F浮=G排=ρ空气V排g=ρ空气V人g=1.29 kg/m3×10N/kg×0.05 m3=0.645N
太小了，所以几乎感受不到。
④浸没、浸入、浸在、没入
如图所示，物体“浸在液体里”包括“全部浸入”和“部分浸入”。
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。
根据浮力产生的原因，通过进一步分析，也可以得出以上结论。
假设有一实心正方体浸没在水中，则
F浮 = F向上－F向下 = F2－F1 = p2S－p1S = ρ液gh2S－ρ液gh1S = ρ液gS(h2－h1) = ρ液gS∆h = ρ液gV排 = m排g = G排
例 题：有一杯水、一杯盐水和一块重0.22N、密度为1.1×103kg/m3的塑料块。（1）该塑料块浸没在水中时所受的浮力是多少？（2）若该塑料块在盐水中是漂浮的，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？ g取10N/kg。
解：（1）根据塑料块所受的重力可以求得它的质量，再由体积、质量和密度的关系式就可以求得它的体积。塑料块的质量为
（5）阿基米德原理的应用
浸没在水中的塑料块的体积V塑料等于它排开水的体积V排。根据阿基米德原理，塑料块受到浮力的大小等于它排开的水所受的重力为
F浮 = G排 = m水g = ρ水V排g= 1×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg = 0.2N
（2）塑料块在盐水中所受浮力的大小等于0.22 N，根据阿基米德原理，可以求得排开盐水的质量。再由体积、质量和密度的关系式就可以求得盐水的密度。即
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。
　　质量相同的两个实心铜块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,哪个受到的浮力大?
F浮=G排 =ρ液gV排
质量相同的实心铝块和铜块,都浸没在煤油中,哪个受到的浮力大?
把刚才的铜块浸没在煤油中,铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大?
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
溢水法测排出水所受的重力
1. 我国自主研制的亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域。驳船因载有“海基一号”而多排开海水的质量（　　）A．等于3万吨B．大于3万吨C．小于3万吨D．都有可能
【解析】解：亚洲第一深水导管架“海基一号”质量为3万吨，于2022年3月15日被顺利装上驳船运往珠江口盆地海域，驳船漂浮，Δm排=Δm=3万吨，多排开海水的质量等于导管架“海基一号”的质量。故选：A。
2. 甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材质不同的小球，把它们放入水中静止后的情况如图所示，则它们在水中所受浮力相等的是（　　）A．甲和乙　　　　　B．乙和丙C．丙和丁　　　　　D．甲和丁
【解析】解：因为4个小球的体积相等，根据图中的情况可知：4个小球排开水的体积关系为：V甲＜V乙＜V丙=V丁；小球都浸在水中，根据阿基米德原理F浮=ρ水V排g可知，丙和丁受到的浮力相等。故ABD错误，C正确。故选：C。
3. 将重为5N的物体轻轻放入盛有水的容器中溢出300g水，则物体所受的浮力大小为（ 　）。A．一定等于 3 N　　　　　B．可能大于 3 NC．可能小于 3 N　　　　　D．一定大于 3 N
【解析】解：物体的重力G=5N，在水中静止时处于悬浮状态，所以物体受到的浮力F浮=G=5N，故C正确。故选：C。
4. 如图所示，一个边长为10cm的正方体竖直悬浮在某液体中，上表面受到液体的压力F1为5N，正方体受到的浮力为8N（g取10N/kg）。下列说法错误的是（　　）A．正方体下表面受到的压力可能比上表面的压力小B．两侧面受到的液体压力的合力一定为零C．正方体上下表面受到压力的合力一定不为零D．下表面受到液体的压力F2为13N
【解析】解：A、浸入液体中的物体受到的浮力等于物体上下表面的压力差，所以下表面受到的压力一定要大于上表面受到的压力，故A错误；B、根据相同深度处液体向各个方向的压强相等的特点可知，正方体浸没在液体中时，它的侧面受到的各个方向液体的压力相等，合力为0，故B正确；C、物体受到了浮力，则正方体上下表面受到压力的合力一定不为零，故C正确；D、物体受到的浮力为8N，上表面受到的压力为5N，则下表面受到的压力为：F2=F1+F浮=5N+8N=13N，故D正确。故选：A。
1．学校科技小组利用如题图所示装置探究“阿基米德原理”，他们将装满水的溢水杯放到电子秤上，用一小桶收集溢出的水，再用弹簧测力计挂着铝块，将其缓慢浸入溢水杯的水中直到浸没的过程中，弹簧测力计示数F1及电子秤的示数F2将分别（　　）A．变小、变大B．变大、变小C．变小、不变D．不变、变小
【解析】解：用弹簧测力计挂着铝块慢慢浸入到装满水的溢水杯中，随着铝块浸入水中的体积的增大，铝块受到的浮力变大，而铝块的重力不变，由称重法可知，弹簧测力计示数将变小；由于溢水杯中装满水，铝块浸没在水中静止时，根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重，铝块对水的压力大小与浮力相等，所以溢水杯对电子秤的压力不变，即电子秤示数不变。故C正确。故选：C。
2．如图所示，小明洗碗时发现放在水平地面的洗菜池中有只空碗漂浮在水面上，他将洗菜池中的水舀入碗中，最终使碗沉入水底。忽略水溅出，碗附着水等次要因素，关于此过程下列说法不正确的是（　　）A．碗未浸没之前，碗所受到的浮力大小增大B．将水舀入碗中，水对池底的压强减小C．碗沉入水底，池底所受的水的压力变小D．整个过程中，洗菜池对地面的压强不变
【解析】解：A．碗未浸没之前，排开液体的体积逐渐增大，根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排可知，浮力也增大，故A正确；B．由于舀入碗中的水体积完全转化为碗排开水的增加量，所以碗里的水与排开水增加的体积相等，因此液面不变，根据公式p=ρgh可知，水对池底的压强不变，故B错误；C．碗沉入水底时全部浸没在水中，排开水的体积减小，则深度减小，根据公式p=ρgh可知，容器底受到水的压强变小，因为洗菜池底面积不变，根据公式F=pS可知，池底所受的水的压力变小，故C正确；D．洗菜池对地面的压力等于池与池内水和碗的重力之和，无论碗漂浮在水面还是碗沉入水底，洗菜池对地面的压力不变，根据公式　　可知，洗菜池对地面的压强不变，故D正确。故选：B。
3．两个同规格的溢水杯中分别装有甲、乙两种不同液体，如图所示，现将两个完全相同的小球A和B分别放入甲、乙两种液体中，两球均浸没。用两个相同的小桶分别收集溢出的液体，两小桶中液体未溅出且均未装满，测出两小桶中液体的质量相等。以下说法中正确的是（　　）A．小球A和B所受到的浮力相等B．两溢水杯溢出液体的体积相等C．甲液体的密度小于乙液体的密度D．两个溢水杯底液体的压强相等
【解析】解：AB．图中两个溢水杯没有都装满，甲溢水杯装满了，乙溢水杯没有装满，两个完全相同的小球A和B分别放入甲、乙两种液体中，甲溢水杯溢出液体的体积等于小球的体积V，乙溢水杯溢出液体的体积小于小球的体积V，但溢出的质量相等，甲的浮力等于溢出液体的重力，而乙的浮力大于溢出液体的重力，故甲的浮力小于乙图的浮力；故AB错误；C．根据F浮=ρ液gV排可知，小球排开液体的体积相同，甲球受到的浮力小于乙球受到的浮力，故ρ甲＜ρ乙，故C正确；D．放入小球后，液面都到达了溢水杯的杯口，深度相同，根据p=ρgh可知，ρ甲＜ρ乙，故p甲＜p乙，故D错误。故选：C。
4. 水平桌面上有一质量为100g、底面积为50cm2的圆柱形平底溢水杯（不计厚度），杯底到溢水口的高度为10cm。如图所示，将密度为3×103kg/m3的圆柱体金属块挂在弹簧测力计下，缓慢浸入水中，当金属块浸没水中静止（金属块未接触溢水杯）时，弹簧测力计的示数变化了1N，小桶收集到溢出水的体积为40cm3。下列说法正确的是（　　）A．金属块受到的最大浮力为0.4NB．当金属块浸没在水中静止时，金属块的重力为2NC．当金属块浸没在水中静止时，溢水杯对水平桌面的压强为1280PaD．剪断细线，当金属块沉底时，溢水杯对水平桌面的压强为1600Pa
【解析】解：AB、当金属块浸没水中静止（金属块未接触溢水杯）时，弹簧测力计的示数变化了1N，即金属块受到的最大浮力为：F浮=G-F=ΔF=1N，根据F浮=ρ水gV排知物体的体积为：金属块的重力为：G物=m物g=ρ物gV=3×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=3N，故B错误；