初中物理人教版八年级下册10.2 阿基米德原理教案配套ppt课件

这是一份初中物理人教版八年级下册10.2 阿基米德原理教案配套ppt课件，共60页。
知识点    阿基米德原理1.实验:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
2.计算公式　    F浮 =G排=m排g=ρ液V排g。由表达式可知,F浮只与ρ液和V排有关,与“探究浮 力的大小跟哪些因素有关”的实验结论一致。3.使用阿基米德原理的注意事项 
例    (2018湖南岳阳二模)将重6 N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4 N 的水,物体受到的浮力是 (　　)A.10 N　　B.6 N　　C.4 N　　D.2 N解析　根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于排开的液体受到 的重力,所以应选C。答案    C
题型一    探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系例1    (2019北京房山期末)在探究浮力问题时,某同学做了如图10-2-1所示 实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。测得F1=1.5 N,F2 =0.7 N,F3=1 N,F4=1.2 N,可知F浮=　　　     N,F浮　　　    G排(选填“”)。图10-2-1
解析　物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数, 所以物体受到的浮力F浮=F1-F3=1.5 N-1 N=0.5 N,由图可知,排开液体的重 力G排=F4-F2=1.2 N-0.7 N=0.5 N,所以F浮=G排。答案    0.5　=点拨　解答与“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”(有时也 称为“验证阿基米德原理”)实验有关的题目时,要注意理顺以下四个实 验数据的测量方法和关系:物体的重力、空烧杯(或桶)的重力、物体浸在 液体中时弹簧测力计的示数、烧杯(或桶)和溢出的液体的总重力。
题型二    阿基米德原理的应用例2    (2018四川乐山中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7 N。当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7 N。现把该零件浸没 在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9 N,求:(g=10 N/kg)(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮;(2)该金属零件的密度ρ金;(3)另一种液体的密度ρ液。
方法归纳　对于涉及两个过程的问题,关键是要找到两个过程间的不变量, 它往往是联系两个过程的桥梁,如本题中V排=V=V排'。解析　(1)金属零件的重力G= =2.7 N,零件受到水的浮力:F浮=G- =2.7 N-1.7 N=1 N;(2)由F浮=ρ水V排g得金属零件的体积:V=V排= = =1×10-4 m3;金属零件的质量:m= = =0.27 kg,金属零件的密度:ρ金= = =2.7×103 kg/m3;(3)浸没在另一种液体中时受到的浮力:F浮'=G- =2.7 N-1.9 N=0.8 N,由F浮'=ρ液V排'g、V排'=V=V排得液体的密度:ρ液= = =0.8×103 kg/m3。答案　(1)1 N　(2)2.7×103 kg/m3　(3)0.8×103 kg/m3
知识点    阿基米德原理1.(2019湖北武汉模拟)如图10-2-1所示,把装满水的烧杯放在托盘秤的盘子 里,再把空的饮料罐缓缓按入水中,在这个过程中 (　　)图10-2-1A.托盘秤的示数在增大B.托盘秤的示数保持不变C.烧杯底部对托盘的压力在减小D.烧杯内的水对烧杯底部的压力在增大
答案    A　装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入 水中时,饮料罐排开水的体积变大,受到水的浮力变大,手受到的反作用力 变大,水溢出后流进托盘秤的盘子里,秤盘里物体的总质量不变,而手受到 的反作用力变大,故秤的示数变大,A正确、B错误;由于烧杯里盛满了水,故 排开水后,烧杯内水的高度仍不变,烧杯底部对托盘的压力总等于满杯水的 重力,烧杯内的水对烧杯底部的压力不变,故C、D错误。
2.(2018山东济宁期中)下面关于浮力的说法中,正确的是 (　　)A.只要液体密度大,对浸在其中物体的浮力就一定大B.只要物体的体积大,所受的浮力就一定大C.阿基米德原理只适用于液体D.物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状 和浸在液体中的深度无关答案    D　物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物 体的形状和浸在液体中的深度无关,与液体密度和物体排开的液体的体积 有关。阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
3.(2017安徽宣城二模)如图10-2-2是我国研发的“圆梦”号平流层飞艇。 该飞艇依靠浮力可升到20 km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供 能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时 间悬停。若飞艇的气囊体积为3×104 m3,平流层空气密度取0.06 kg/m3,则飞 艇在平流层受到的浮力约为　　　    N。(g=10 N/kg) 图10-2-2答案　1.8×104 解析　飞艇在平流层受到的浮力:F浮=ρ空气gV排=0.06 kg/m3×10 N/kg×3×104 m3=1.8×104 N。
4.(2019山东济南历城期中)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王 冠的质量为490 g,浸没在水中称时,王冠重4.5 N,求(g取10 N/kg):(1)这顶王冠所受的重力是多少牛顿?(2)这顶王冠浸没时所受的浮力是多少牛?(3)这顶王冠浸没时排开水的重力是多少牛?(4)这顶王冠浸没到水中时排开的水的质量是多少?答案　(1)4.9 N　(2)0.4 N　(3)0.4 N　(4)40 g解析　(1)王冠重力G1=m1g=0.49 kg×10 N/kg=4.9 N;(2)王冠浸没时所受的 浮力F浮=G1-G2=4.9 N-4.5 N=0.4 N;(3)由阿基米德原理知王冠浸没时排开的 液体重力G排=F浮=0.4 N;(4)排开水的质量m排= = =0.04 kg=40 g。
1.(2019河南南阳一模)下面关于浮力的说法中,正确的是 (　　)A.只要液体的密度大,对浸在其中物体的浮力就一定大B.同一木块在北京和广州浸入湖水中所受的浮力不同C.只要物体的体积大,所受的浮力就一定大D.阿基米德原理适用于气体答案    D　由阿基米德原理知,浮力的大小是由排开的液体或气体的密度 和物体排开液体或气体的体积决定的,故A、C错误;当排开水的体积相同 时,浮力一定相等,故B错误;阿基米德原理适用于液体,同样适用于气体,故 D正确。
2.(2018湖北武汉洪山三模)如图所示,某同学将一漂浮在水面不开口的饮 料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入水中后,继续向下压一段距离,共用 时t0,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的 (　　) 
答案    A　根据公式F浮=ρgV排可知,排开水的体积一定时,受到的浮力将不 再变化;选项A表示一开始饮料罐就受到浮力作用,然后浮力逐渐增大,最后 保持不变,符合实际;选项B表示饮料罐所受浮力从0逐渐变大,最后不变,不 符合实际;选项C表示饮料罐受到的浮力保持不变,不符合实际;选项D表示 饮料罐一开始受到浮力作用,然后浮力逐渐增大,最后保持不变,但浮力增 大阶段不是成线性增大,不符合实际。
3.如图所示为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的 体积为8 m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9 kg,空气的 密度为1.29 kg/m3。g取10 N/kg,则气球所受浮力为多大?答案　103.2 N解析　气球所受浮力F浮=ρgV=1.29 kg/m3×10 N/kg×8 m3=103.2 N。 
4.(2019北京模拟)如图所示,质量为7.8 kg的实心合金球被轻细线悬挂于弹 簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为48 N。已知图中盛水容器的底面积为0.05 m2,取g=10 N/kg。则: (1)该合金球所受浮力的大小?(2)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少?(3)该合金球的密度是多大?
答案　(1)30 N　(2)600 Pa　(3)2.6×103 kg/m3 解析    (1)合金球所受的重力G=mg=7.8 kg×10 N/kg=78 N;合金球所受浮力 F浮=G-F'=78 N-48 N=30 N;(2)根据阿基米德原理可知,水对容器底部的压 力增大ΔF=G排=F浮=30 N,故水对容器底部的压强增大量Δp= = =600 Pa;(3)合金球的体积V球=V排= = =3×10-3 m3,合金球的密度ρ= = =2.6×103 kg/m3。
1.(独家原创试题)自2019年3月1日起,泰山西麓的彩石溪景点取消了50元 的门票, 小明得知该消息后,五一放假一家人去彩石溪游玩。小明从彩石 溪发现一块漂亮的彩色小鹅卵石并带回家,鹅卵石的形状呈卵形,小明用细 线系住它挂在弹簧测力计下,并缓慢匀速浸入水中,鹅卵石从刚接触水面到 浸没在水中并继续向下一小段时间,弹簧测力计的示数随时间变化的图象 可能是下列图中的 (　　) 
答案    C　在鹅卵石从刚接触水面到浸没在水中并继续向下一小段时间, 排开水的重力先变大,后不变,弹簧测力计的示数F'=G-F浮,故其示数先变小, 后不变,但由于鹅卵石形状呈卵形,它匀速浸入到水中,所以示数变化规律 为“慢-快-慢-不变”,正确的图象为C。
2.(2018四川德阳中考)体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况 如图10-2-3所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是 (　　)图10-2-3A.铅球受到的浮力最大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答案    D　由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,体积相同的 铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,由F浮=G排=ρ液gV排可知,它们受到 的浮力一样大。
3.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4 N,当把零件浸没在密度为 0.8×103 kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6 N。g=10 N/kg,求:(1)金属零件所受浮力;(2)金属零件的体积;(3)金属零件的密度。答案　(1)0.8 N　(2)1×10-4 m3　(3)7.4×103 kg/m3 解析　(1)零件所受的浮力F浮=G-F拉=7.4 N-6.6 N=0.8 N;(2)把零件浸没在 油中,由F浮=ρ油V排g得:V零件=V排= = =1×10-4 m3;(3)金属零件的质量m= = =0.74 kg,其密度ρ= = =7.4×103 kg/m3。
1.(2019广东广州中考)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把 甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于图所示状态。甲、乙排开液 体的重力相等。甲、乙所受浮力相比　     (　　) A.甲所受浮力更大B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一样大D.不知道液体密度无法比较浮力大小答案    C　根据阿基米德原理可知,由于甲、乙排开液体的重力相等,所以 甲、乙所受浮力相等。
2.(2018江苏扬州中考)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋 很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力 的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变　　　    ,说明 盛水的塑料袋排开　　　    越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸 入水中,当观察到　　　　　　　　    现象时,弹簧测力计的示数为零,由 此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时 发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是　　　　     　　　    的缘故。 
答案　小　水的体积　袋内水面与烧杯中的水面相平的　塑料袋中水没 有装满解析　在塑料袋慢慢浸入水的过程中(袋内水面与烧杯中的水面相平之 前),由于塑料袋排开水的体积增大,根据F浮=ρ水gV排可知水对塑料袋的浮力 F浮增大;弹簧测力计的示数F'=G-F浮,由于G不变、F浮增大,则弹簧测力计的 示数将变小;当袋内水面与烧杯中的水面相平时,排开水的体积等于袋内水 的体积,即V排=V水,则排开水的重力等于袋内水的重力,即:G排=G,此时测力 计的示数为零(F示=0),根据称重法测浮力可得塑料袋所受的浮力:F浮=G;综 上分析可得,F浮=G排,由此验证了阿基米德原理。将塑料袋“装满水”做同 样的实验,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,说明袋内水 面与烧杯中的水面相平,由于塑料袋尚未完全浸入水中,所以塑料袋中水没 有装满,水的上方有空气。
3.(2018湖南衡阳中考)为了直观验证阿基米德原理,实验装置如图所示。 把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂 钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下端放一小杯。在金属块的正下 方,有一个溢水杯,溢水杯放置在铁架台的支架上,溢水杯跟金属块、粗铁 丝都不接触。 
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如图甲→乙→丙), 在此过程中,弹簧测力计示数:F甲　　　    F丙(选填“大于”、“等于”或 “小于”)。(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁)。可以 计算出图丙中金属块所受到的浮力约为　　　    N,此时浮力的测量数值 比真实数值将　　　    (选填“偏大”或“偏小”)。
答案　(1)等于　(2)1.2　偏大解析　(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸入水中(如图甲→ 乙→丙),由阿基米德原理可知,在此过程中金属块受到的浮力等于排开的 水所受的重力,故F甲=F丙;(2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值为0.2 N,由图丁可知G总=F示=4.4 N,图丙中F示'=3.2 N,图丙中金属块所受到的浮力约为:F浮=G总-F示'=4.4 N-3.2 N=1.2 N;金属块完全离开水面后表面有一些小水滴,使G总的测量数值偏大,根据F浮= G总-F示'可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
1.(2019山东青岛黄岛模拟,7,★☆☆)如图10-2-4所示,用木块、弹簧测力 计、溢水杯和小桶进行实验,下列结果正确的是(g=10 N/kg) (　　) 图10-2-4A.木块的质量是12 gB.木块受到的浮力是0.4 NC.小桶受到的重力是0.2 ND.木块排开水的体积是120 cm3
答案    D　由图知,木块重力G=1.2 N,则木块的质量m= = =0.12 kg=120 g,故A错误;漂浮的木块受到的重力与浮力是一对平衡力,所以木块受 到的浮力F浮=G=1.2 N,故B错误;由阿基米德原理可知,排开水的重力G排=F浮 =1.2 N,小桶受到的重力G桶=G总-G排=1.6 N-1.2 N=0.4 N,故C错误;木块排开 水的体积V排= = =1.2×10-4 m3=120 cm3,故D正确。
2.(2018甘肃兰州模拟,29,★★☆)同学们在学习“阿基米德原理”这节课 上,仔细观察了老师做的如图10-2-5甲所示的演示实验。课后复习时,物理 兴趣小组的同学们提出了一个新的实验方案,并动手制作出了如图乙所示 实验装置,其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋 (质量不计),E是自制的溢水杯,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢 上升、下降),G为铁架台。
(1)实验中,同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到 弹簧测力计A的示数　　　    ,弹簧测力计B的示数　　　    。(选填“变 大”“变小”或“不变”)(2)比较弹簧测力计A的示数变化量FA'和弹簧测力计B的示数变化量FB',它 们的大小关系是FA'　　　    FB'(选填“>”“