资源简介

(共28张PPT)
第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
复习引入
什么是浮力？
浮力产生的原因是什么？
浮力的大小与哪些因素有关？与哪些因素无关？
阿基米德的灵感
据说两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定王冠是否是用纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，当他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，突然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。
实验探究
把装满水的烧杯放在盘子里，再把易拉罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，浮力是否越大？
思考探究：
实验探究
物体的体积与密度的乘积等于物体的质量，物体的体积越大、密度越大，其质量就越大。
则排开的液体体积越大，液体的密度越大，溢出在盘中液体的质量越大。
浮力的大小跟排开液体的质量密切相关，又液体的重量跟它的质量成正比。
那么，浮力大小跟排开液体所受的重力也密切相关。
实验探究
实验探究1：测量物体所受浮力
1. 如图甲所示，用弹簧测力计测出物体的重力G。
2. 如图乙所示，再将物体浸入水中读出弹簧测力计测出此时的示数。
3. 由上节知识可得浮力。
实验探究
实验探究2：测量溢出液体的重力
1. 如图丁所示，先准备一个空烧杯，并先测量其重量；
2. 如图乙所示，物体浸入液体中，将空烧杯放在其旁，溢出的液体接入其中；
3. 如图丙所示，测量此时的装有液体的烧杯重量；
4. 此时液体重量。
实验小结
漂浮在液体中的物体皆受到浮力，其浮力大小等于它排开的水受到的重力。
根据上式则有：浮力大小只跟液体的密度和排开液体的体积有关。当物体完全浸没在液体中时等于物体的体积；部分浸入液体时，小于物体的体积。这就是阿基米德原理，同样也适用于气体。
阿基米德原理的应用
思考：将一个鸡蛋放入水中，鸡蛋在水中会上浮还是下沉？为什么？如果在水中加入食盐，观察鸡蛋会发生哪些变化？鸡蛋受到的浮力应如何变化？为什么？
阿基米德原理的应用
【解析】
鸡蛋从沉在杯底变成悬浮在液体中了。鸡蛋的重力不变，由沉底变为悬浮，显然是由于受到的浮力变大了，而浮力变大的原因，根据可知，在排开液体体积不变的情况下，液体密度变大，物体受到的浮力变大。
知识小结
阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，公式表示：。从公式中可以看出：液体对物体的浮力与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
知识小结
原理中所说的“浸在液体中的物体”包含两种状态：一是物体全部浸入液体中，即物体浸没在液体中；二是物体的一部分浸入液体中，另一部分在液面以上。
是指被物体排开的液体所受的重力，表示物体受到的浮力大小等于物体排开液体的重力。
知识小结
表示被物体排开液体的体积，当物体全部浸没在液体中时，；当物体只有一部分浸入液体中时，则。
物体漂浮在液体中，所受的浮力等于它受的重力。
同一物体在不同液体里，所受浮力相同。
知识小结
同一物体在不同液体里漂浮，在密度大的液体里浸入的体积小。
漂浮物体浸入液体的体积是它总体积的几分之几，物体密度就是液体密度的几分之几。
将漂浮物体全部浸入液体里，需加的竖直向下的外力等于液体对物体增大的浮力。
课堂练习
例题1：如图所示，水平桌面上放有一个装水的容器，一个木块漂浮在水面上，用一个力F将木块匀速压入水中直至刚好浸没，下列说法正确的是（ ）
A. 木块压入水中过程所受浮力逐渐变大
B. 木块压入水中过程压力F逐渐变大
C. 容器底受到水的压强保持不变
D. 木块漂浮时容器对桌面的压强小于木块刚好浸没时容器对桌面的压强
ABD
知识点：阿基米德原理
课堂练习
【解析】
木块压入水中过程，排开水的体积变大，根据阿基米德原理可知所受浮力逐渐变大，故A正确；木块压入水中的压力，由于重力不变，浮力变大，则压力逐渐变大，故B正确；由于排开水的体积变大，水没有溢出，液面上升，根据p=gh可知容器底受到水的压强变大，故C错误；施加压力后排开的水没有溢出，即木块刚好浸没时容器对桌面的压力变大，容器的底面积不变，因此容器对水平桌面的压强变大，故D正确。
课堂练习
例题2：如图所示的两个盛有等高液体的圆柱形容器A和B，底面积不同（已知，液体对容器底部的压强相等。现将甲球放在A容器的液体中，乙球放在B容器的液体中，容器中均无液体溢出，若此时液体对各自容器底部的压力相等，则一定（ ）
A
A. 甲球所受浮力大于乙球所受浮力
B. 甲球的重力小于乙球的重力
C. 甲球的体积大于乙球的体积
D. 甲球的质量大于乙球的质量
课堂练习
【解析】
（1）液体对容器底部的压强相等，，，，可见，放入小球后，若小球漂浮或悬浮，液体对各自容器底部的压力相等，，因为，若小球下沉，液体对容器A底部的压力：，液体对容器A底部的压力：虽然液体对各自容器底部的压力相等，但是，的关系不能确定。即与的关系也不能确定。因此不能确定甲球和乙球质量的大小，故BD错误。
课堂练习
（2）因为放入球之前，容器A和B液面相平，液体对容器底部的压强相等，根据P=gh可知，，放入球后，，又压力相等，所以，即两容器液体体积与球的体积之和相等。又因为，放入球之前，A容器液体体积小于B容器液体体积。所以，甲球排开水的体积大于乙球排开水的体积，但是不能确定甲球的体积大于乙球的体积。故C错误。（3）根据阿基米德定律，两种液体密度相同，甲球排开水的体积大于乙球排开水的体积，所以，甲球所受浮力大于乙球所受浮力，故A正确。
实战演练
例1：小滨同学看到鸡蛋浮在盐水上面，如图所示，于是，他沿杯壁缓慢加入清水使鸡蛋下沉，在此过程中，鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像可能是图（ ）
D
A.
B.
C.
D.
实战演练
【解析】
∵鸡蛋漂浮和悬浮时所受浮力等于鸡蛋的重力∴鸡蛋受到的浮力F随时间t的变化图像应该是开始浮力不变，∵鸡蛋逐渐下降，当鸡蛋浸没水后，鸡蛋排开水的体积不变，∴随着盐水密度减小，根据公式可知鸡蛋所受浮力逐渐减小，但不会减小到0，由此分析可知：选项ABC错，D正确，故选D。
实战演练
例2：如图所示，一个小球静止在水中，它所受浮力的方向是 ；如果剪断绳子后，小球漂浮在水面上，它所受浮力的大小与原来相比将 。
竖直向上
变小
实战演练
【解析】
（1）浮力的方向是竖直向上的。（2）小球原来静止在水中，剪断绳子后，小球漂浮在水面上，则小球排开水的体积变小，根据阿基米德原理可知浮力变小。
反馈练习
为了验证阿基米德定律，小明准备了以下器材：弹簧测力计、小铁块、木块、一个盛有水的烧杯、一根绳子、一个小桶。
小明做的实验步骤如下，请将空白处补充完整：
①在弹簧测力计下挂小铁块，记下小铁块的重力G；
②如图所示放置烧杯，使水正好不溢出；
反馈练习
③将铁块浸入烧杯中，弹簧测力计的示数将________，
铁块排开的水从溢水管流到小桶中；当小铁块完全浸没时，记录下弹簧测力计的示数F；
减小
反馈练习
④用弹簧测力计测出排开水重力；
⑤利用公式=___________，算出小铁块所受的浮力；
⑥比较所得的实验数据发现___________________________。这就是著名的阿基米德原理。
反馈练习
例题：有一个空心铝球，重5.5N，体积是0.5立方分米，如果把这个铝球浸没在水中，它受到的浮力是多大？放平后，它是上浮还是下沉？
【解析】
由，当物体完全浸入液体中有，此时）,浮力小于重力5.5，所以当它放平时会下沉。
知识要点
阿基米德原理：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，即：。（气体当中同样适用）

展开更多......

收起↑