资源简介

(共30张PPT)
第九章 浮力
阿基米德原理
第3节
01
理解阿基米德原理，利用阿基米德原理解决实际问题。
02
根据实验目的，设计完成实验，得出结论并归纳出阿基米德原理的内容。
03
在实验的基础上，具备初步的观察、实验能力，有初步的分析、概括能力。
这是一个流传久远的传说：古希腊有一位伟大的科学家，叫阿基米德（Archimedes）, 他在洗澡时发现，身体越往水下浸，从盆中溢出的水越多，感到身体越轻。通过进一步研究，阿基米德发现了浮力的规律。
阿基米德的启示
浮力
大小
排开液体
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？
m=ρV
G=mg
ρ
V
3.设计实验
2.猜想
1.提出问题
浮力跟排开的液体的重力有什么关系？
浮力等于排开的液体的重力
（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
浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
一、探究浮力的大小
思 考
1.怎样测浮力？
2.怎样收集排开的液体？
3.怎样测出排开液体的重力？
4.物体浸在液体中包含哪两种情况？
称重法：
将小桶放在溢水口
G排= G总-G桶
浸没
部分浸入
F浮 = G – F示
4.实验步骤
a.先用弹簧测力计分别测出小桶和石块所受的重力；
b.然后把石块浸没在水面恰好与溢水口相平的溢水杯中，用小桶收集从溢水杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数；
c.再用弹簧测力计测量小桶和水的总重力。
比较测得的浮力与排开的水所受重力的大小，你发现了什么？
实验数据
浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力。用公式表示就是
F 浮 =G 排
次数 物体的 重力G物 物体在液体中测力计示数F示 浮力F浮 小桶和排液的总重G总 小桶的 重力G桶 排开液体的重力G排
1
2
3
2.15N 1.35N 1.10N 0.3N
2.15N 1.60N 0.85N 0.3N
0.80N
0.35N
0.55N
2.15N 1.80N 0.65N 0.3N
0.35N
0.80N
0.55N
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。
2．数学表达式：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
阿基米德
(公元前287-前212年)
二、阿基米德原理
5.对阿基米德原理的理解
（1）物体“全部浸入（即浸没）”
浸没
部分浸入
（2）物体“部分浸入”
V排=V浸=V物
V排=V浸（3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同。
根据公式 F浮= ρ液 gV排，浸没时， V排 = V物，
当ρ液不同时，浮力也随之变化。
6.阿基米德原理的应用
浮力计算
浸没，通过物体体积求V排
通过物体浸没液体的深度求V排
通过液面变化
求V排
790g
通过浮力求物块密度
金属
测重力
算质量
F=G金属
金属
F示
测浮力
算体积
水
通过浮力求液体密度
金属
G金属
金属
F示1
水
金属
F示2
未知液体
阿基米德原理
液体的密度
阿基米德原理
浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力
F浮= G排= ρ液 gV排
影响浮力大小的因素
排开液体的体积
1.(2024·呼和浩特)小迪同学利用弹簧测力计、烧杯、水(ρ水＝1.0×103 kg/m3)、未知密度的小石块、咸奶茶和不吸水的细线，巧妙地设计实验，完成了：①浮力相关内容的复习；②测量内蒙古风味美食咸奶茶的密度。
请完成下列问题：
(1)要测量小石块浸没在水中的浮力，最合适的实验顺序是______(选填“A→B”或“B→A”)；
A→B
解析　因为石块完全浸没在水中时所受的浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数，所以应先观察石块在空气中弹簧测力计的示数，再观察石块在水中弹簧测力计的示数，合理的测量顺序是A→B；
(2)根据上述实验数据计算出小石块的密度是________kg/m3；(g取10 N/kg)
2.8×103
解析　由图A可知，石块的重力为：G＝F1＝2.8 N，
图B可知石块浸没在水中时受到的拉力为：F2＝1.8 N，
石块浸没在水中时受到的浮力为＝G－F2＝2.8 N－1.8 N＝1 N，
由F浮＝ρ液 gV排可知石块的体积为：
V＝＝1×10-4 m3，
由G＝mg＝ρVg可知，石块的密度为：
ρ＝＝2.8×103 kg/m3；
(3)咸奶茶的密度表达式ρ茶＝________(用F1、F2、F3、ρ水表示)。
·ρ水
解析　由图C可知石块浸没在咸奶茶中时受到的浮力为
＝G－F3＝F1－F3，
由F浮＝ρ液 gV排可知，咸奶茶的密度表达式
ρ茶＝·ρ水。
2.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数为6.6N。求：
（1）金属零件在油中受到的浮力；
解：（1）利用F浮= G-F示（称重法），
金属零件在油中受到的浮力为：F浮=G-F示=7.4N-6.6N=0.8N。
解：（2）金属零件浸没在水中，排开水的体积即是自身的体积，
由阿基米德原理：F浮=ρ液gV排得
V=V排= = =10-4m3
F浮
ρ液g
0.8N
0.8×103kg/m3×10N/kg
2.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数为6.6N。求：
（1）金属零件在油中受到的浮力；
（2）金属零件的体积；
2.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数为7.4N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数为6.6N。求：
（1）金属零件在油中受到的浮力；
（2）金属零件的体积；
（3）金属零件的密度。
解：（3）金属块的重力为7.4N，由G=mg可得：
m= = =0.74kg
G
g
7.4N
10N/kg
由m=ρV 得金属零件的密度 ρ= = =7.4×103kg/m3
m
V
0.74kg
10-4m3
1.（2024春 西丰县期末）鱼鳔是鱼的一个重要器官，鱼通过呼吸对鱼鳔充气或放气来改变自身的体积，在水中实现上浮或下沉。如图所示，处于水面下的鱼，若把鱼鳔内的气体排出，则鱼（　　）
A．体积 B．受到的浮力减小
C．重力 D．受到的浮力增大
B
解析　处于水面下的鱼，当鱼把鱼鳔内的一部分气体排出体外时，体积减小，排开水的体积减小，由F浮＝ρ水V排 g可知：受到的浮力减小，故选B。
2.(2024·成都温江区模拟)某同学按如图所示的实验步骤“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”，下列关于实验过程的描述错误的是(　　)
C
A.通过丙、丁两图可测出物体排开水所受的重力
B.甲图中的溢水杯一定要装满水
C.按照如图所示的步骤进行实验，会导致测得的排开水所受的重力偏大
D.选用其他液体、更换不同的物体多次实验，寻求普遍规律
解析　由题图可知，丙中测力计的示数与丁中测力计的示数之差为排开的水的重力，故A正确；要想测出物体排开的水的重力，溢水杯内水的液面必须到达溢水杯口，若达不到，则测得排开的水的重力会变小，故B正确；在倒出水的过程中，小桶内残留有
水，使得测量排开水的重力偏小，故C错误；
为了寻求普遍的规律，减小实验的偶然性，
则实验中需要选用其他液体、更换不同
的物体多次实验，故D正确。
3.（2024春 高碑店市期末）将重为5N的物体放入盛满水的容器中，容器溢出3N重的水，物体受到的浮力（　 ）
A．一定等于3N B．一定等于5N
C．可能等于2N D．可能等于4N
A
解析　容器盛满水，所以物体排开的水与溢出的水相同，其重力为3 N，根据阿基米德原理，物体受到的浮力就等于它排开水的重力，因此，物体所受到浮力一定等于3 N，故选A。
4.（2024春 长春期末）小明想知道自己在空气中受到的浮力大小，通过查找资料得知人体的体积大约是50dm3，空气的密度大约为1.3kg/m3，则浮力大小最接近的是（　 ）
A．650N B．65N C．6.5N D．0.65N
D
解析　人是完全浸没在空气中，所以V排空＝V人＝0.05 m3，人受到空气的浮力F浮＝ρ空 gV排空＝1.3 kg/m3×10 N/kg×0.05 m3＝0.65 N，故选D。
5.（2024 任城区校级二模）小明做了如图所示的三次测量，已知水的密度为1.0×103kg/m3，则关于实验下列说法正确的是（　　）
A．图甲中，物体的下表面刚好接触水面，所受浮力为3N
B．图乙中，物体完全浸没在水中，所受浮力为2N
C．图丙中，盐水的密度是1.8×103kg/m3
D．计算可得，此物体的体积是1.0×10﹣4m3
D
利用阿基米德原理F浮＝ρ水V排 g求得物体的体积
V＝V排＝＝1×10-4 m3
物体在盐水中受到的浮力F浮盐＝G－F2＝3 N－1.8 N＝1.2 N，
结合阿基米德原理可知盐水的密度
ρ盐＝＝1.2× 103 kg/m3，故C错误，D正确。　
解析　图甲中，物体的下表面刚好接触水面，物体没有浸入水中，所受浮力为0，故A错误；图乙中，物体完全浸没在水中，所受浮力为
F浮＝G－F1＝3 N－2 N＝1 N，故B错误；

展开更多......

收起↑