资源简介

(共65张PPT)
人教八下物理同步精品课件
人教版八年级下册
第十章 浮力
第2节 阿基米德原理
2022春人教版八年级（下）物理同步精品课件
水天一色。在一望无际的海洋上，威武、壮观的中国第一艘航空母舰“辽宁舰”破浪前行……….
辽宁舰于2012年9月25日正式交付海军使用，它满载排水量67500 t，舰长 304 m，舰宽70.5 m，面积相当于两个足球场的大小。
一个小铁块放入水中会下沉，而这又大又重的航空母舰不仅不会下沉，还能承载非常重的物体，这究竟是为什么 用钢铁来造船，如何计算自重、载重和形状间的关系呢
学完了这一章，以上这些问题你就都会清楚了。
第十章 浮力
学习内容导览
第2节 阿基米德原理
阿基米德的灵感
浮力
的大小
01
02
学习目标
经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。做到会操作、会记录、会分析、会论证。
能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。
03
能应用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排计算简单的浮力问题。
第2节 阿基米德原理
导入新课
复 习
物体在液体中所受的浮力大小，跟它_________________有关、跟______________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。
①影响浮力大小的因素是什么？
浸在液体中的体积
液体的密度
② 怎样用“称重法”测量浮力的大小？
浮力的大小等于弹簧测力计示数减小的数值。
F浮=F1-F2
物体浸在液体中所受的浮力F浮
在空气中
在液体中
F2
F1
导入新课
通过刚才的短片，我们知道了阿基米德鉴别王冠的故事，及其发现的浮力定律，这个定律叫做阿基米德原理，到底是什么内容呢？
今天我们一起学习阿基米德原理。
③课堂影院：请同学们欣赏——《阿基米德的故事》
第2节 阿基米德原理
导入新课
阿基米德
的灵感
目 录
Contents
浮力的大小
课堂总结
课堂练习
动手动脑学物理
一、阿基米德的灵感
1. 浮力与排开液体体积的关系
一、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金王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。
随后，他设计了实验，解决了王冠的鉴定问题。
一天，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的液体的体积吗？
1. 浮力与排开液体体积的关系
一、阿基米德的灵感
阿基米德的故事，给了我们很大的启示。我们知道，物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。
现在我们用“物体排开液体的体积”取代“浸在液体中物体的体积”来陈述这个结论，就是：
物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它所受的浮力就越大。
下面我们体验“物体排开液体的体积越大，它所受的浮力就越大”
1. 浮力与排开液体体积的关系
一、阿基米德的灵感
把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。
试试看，当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？
体验“物体排开液体的体积越大，它所受的浮力就越大”
视频演示——《物体排开液体的体积越大，它所受的浮力就越大》
2. 浮力与排开液体重力的关系
一、阿基米德的灵感
我们知道：浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。这一结论说明浮力的大小与什么力有关呢？
物体受到浮力时，一定排开液体，那么浮力的大小和排开液体所受的重力是否有关呢？如果有关的话，有没有定量的关系呢？
一、阿基米德的灵感
根据公式 m=ρV
排开液体的
重力越大
排开液体的
质量越大
①猜想：“浮力的大小和排开液体所受重力有关”
浮力
越大
猜想：浮力的大小跟排开液体所受的重力应密切相关。
液体的密度越大，排开液体的体积越大
2. 浮力与排开液体重力的关系
根据公式 G=mg
一、阿基米德的灵感
下面我们通过实验证明该假设是否正确。
∵ρV=m，mg=G，
∴ρ液V排=m排，m排g=G排
　　∴F浮=G排
根据“浮力的大小与排开液体的体积和排开液体的密度有关”
②建立假设
确立假设：
浮力的大小等于排开液体的重力
2. 浮力与排开液体重力的关系
阿基米德
的灵感
目 录
Contents
浮力的大小
课堂总结
课堂练习
动手动脑学物理
二、浮力的大小
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
通过前面的学习，我们知道，浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关。这一结论说明浮力的大小与什么力有关呢？
液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，则排开的液体受到的重力越大；另一方面，液体的密度越大，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大。
浮力的大小跟排开液体所受的重力应该有一定的关系（可能相等）。
提出问题
猜想与假设
1. 实验器材：
弹簧测力计、物体（ρ物＞ρ液）、
溢水杯、小桶、细线、水、盐水.
2. 测量浮力的方法（称重法）：
设计实验
在空气中
在液体中
F2
F1
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
F浮=F1-F2
3. 测量排开液体所受的重力
（溢水法）：
G桶
G总
溢水杯中盛满液体，把物体浸在液体中，让排开的液体流入一个小桶中，桶中的液体就是被物体排开的液体，用弹簧测力计测出排开液体所受的重力。
设计实验
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
G排=G总-G桶
4. 实验过程（如图所示）：
①用测力计分别测出物体所受重力G（F1）和小桶重力G桶（F2）。
②测出空桶
的重力G桶
①测出物体在
空气中重力G
G
G桶
设计实验
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
②把物块浸入装满水的溢水杯中，同时用小桶收集物块所排开的水，读出弹簧测力计的示数F3，算出物块所受浮力
④测出小桶和排开
的水的总重力G总
③物体浸在水中，读出测力计的示数F
F
G总
设计实验
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
F浮=F3-F1
③测出小桶和排开水的重力G总，计算出排开液体的重力G排= F4- F2
④测量数据填入记录表，分析数据，得出结论。
实验 次数 物重 G/N 物体在水中时 测力计示数F/N 浮力 F浮/N 桶与排出水 总重G总/N 空桶重 G桶/N 排开水重
G排/N
1
2
3
设计实验
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
1. 测出物体在空气中重力
G=1.5N.
2. 测出空桶的重力
G桶=1.2N.
进行实验与收集数据
3. 物体浸在水中时读出测力计的示数F '=0.5N
4. 测出小桶和排开的水的总重力G总=2.2N
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
5. 改变体积不同的金属块再做几次实验，把实验数据填入表格中。
6. 实验数据表格。
进行实验与收集数据
实验 次数 物重G/N 物体在水中时 测力计示数F/N 浮力 F浮/N 桶与排出水 总重G总/N 空桶重 G桶/N 排开水重
G排/N
1 1.5 0.5 2.2 1.2
2 1.3 0.7 1.8 1.2
3 1.3 0.4 2.1 1.2
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
1. 由实验序号1（或2或3），可以计算物体受到的浮力为：
F浮= G- F-=1.5N-0.5N=1N
排开液体所受的重力为：G排= G总- G桶=2.2N-1.2N=1N
可见：F浮= G排
分析与论证
实验次数 物重G/N 物体在水中时 测力计示数F/N 浮力 F浮/N 桶与排出水 总重G总/N 空桶重 G桶/N 排开水重
G排/N
1 1.5 0.5 2.2 1.2
2 1.3 0.7 1.8 1.2
3 1.3 0.4 2.1 1.2
二、浮力的大小
1. 探究浮力大小跟它排开液体重力的关系
1.0
1.0
0.6
0.6
0.9
0.9
①阿基米德原理内容：
②数学表达式：
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。
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
2. 阿基米德原理
③式中各物理量单位
ρ液表示液体的密度，单位：千克/米3（kg/m3）
V排表示排开液体的体积，单位：米3（m3）
g表示9.8牛/千克（N/kg）
F浮表示物体受到的浮力，单位：牛（N）
F浮= G排= m排g= ρ液 gV排
二、浮力的大小
④对于阿基米德原理的理解
影响浮力大小的因素
由公式F浮＝ ρ液 gV排可知：浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有关，与物体的体积、形状、密度、浸没在液体中的深度及物体在液体中的运动状态等因素无关。
适用范围：该定律适用于液体和气体。
求液体密度、排开液体的体积
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。
浸没
部分浸入
物体“浸在液体中”包括“全部浸入（也叫浸没）”和“部分浸入”两种情况。
（V排=V浸=V物） （V排=V浸2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
阿基米德
阿基米德（公元前287年—公元前212年），伟大的古希腊哲学家、数学家、物理学家、力学家，静态力学和流体静力学的奠基人，并且享有“力学之父”的美称，阿基米德和高斯、牛顿并列为世界三大数学家。
人物介绍
主要成就
物理学家
浮力原理：物体在液体中所受浮力等于它所排开液体的重力。
杠杆原理：发现了杠杆平衡条件。
阿基米德的《方法论》： “十分接近现代微积分”，这里有对数学上“无穷”的超前研究，贯穿全篇的则是如何将数学模型进行物理上的应用。
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
演示实验——《探究“浮力的大小与排开液体重力的关系”》
1. 若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，由于物体沾水会使所测重力偏大，则所测浮力偏大；
2. 先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力，所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏小。
3. 物块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，最终会得出物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。
4. 实验中换用大小不同的物块，不同的液体，进行多次测量，是为了使实验结论更具有普遍性。
交流与讨论
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
【例题1】有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？（ g取10N/kg，铁的密度）
根据阿基米德原理，铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力，即F浮=G排。由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积等于铁球的体积，铁球的体积为：
由铁球所受的重力G铁=7N 可以求出铁球的质量：
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
铁球的体积：
铁球排开水的体积等于铁球的体积：
铁球排开水所受的重力：
根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水的重力相等，即：
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
G排= ρ水gV排
= 1×103kg/m3×10N/kg×8.9×10-5m3=0.89N
【例题2】下列A、B、C、D四幅图是“探究物体所受浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验情景。请根据图示完成下面的填空。
①实验中所用圆柱体的重力为 N。
②在情景图B中存在的错误是 。
③纠正错误后，继续实验，在情景
图C中圆柱体受到的浮力F浮= N。
②错误：溢水杯未注满水（或水面未跟溢水杯杯口相平）.
4.2
1.2
③F浮= F- G=4.2N-3N=1.2N
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
④圆柱体排开的水所受的重力G排= N。
⑤实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力 （选填“＜”、“＞”或“=”）物体排开的水所受到的重力。
1.2
=
④圆柱体排开的水所受的重力G排=1.8N-0.6N=1.2N
⑤F浮=1.2N， G排=1.8N-0.6N=1.2N. 实验结果表明：
浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开的水所受到的重力。
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
⑥若不纠正情景图B中的错误，直接进行接下来的实验，则所测物体浸没时所受的浮力 ，所测物体排开水的重力 。（均选填“偏大”、“偏小”或“不变”）
不变
偏小
⑥若不纠正图B中的错误，直接进行接下来的实验，则所测物体浸没时所受的浮力不变，但是会导致排到小桶内的水小于物块排开的水的体积，结果会使所测物体排开水的重力偏小。
2. 阿基米德原理
二、浮力的大小
阿基米德
的灵感
目 录
Contents
浮力的大小
课堂总结
课堂练习
动手动脑学物理
三、课堂总结
课堂总结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。
数学表达式
理解
适用范围：适用于液体和气体。
②物体“浸在液体中”包括两种情况：
一是物体全部浸入（浸没），此时V排=V浸=V物；
二是物体一部分浸入液体中，此时V排=V浸①浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有关，与物体的形状，密度浸没在液体中的深度等因素无关。
阿基米德原理
F浮= ρ液 gV排
课堂总结②
阿基米德
的灵感
目 录
Contents
浮力的大小
课堂总结
课堂练习
动手动脑学物理
动手动脑学物理
1. 北京“水立方”中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0.5m，有人说，水的深度越深，其产生的浮力就越大，因此，各国运动员在“水立方”的比赛成绩普遍提高就不足为奇了。
你认为他的说法正确吗 为什么
这种说法不正确。因为浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，运动员受到的浮力约等于其所受的重力，与水的深度无关。
说明：本题考察学生对阿基米德原理的认识，巩固浮力的大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，与其他因素无关。
动手动脑学物理
2. 请比较以下浮力的大小。
①同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的浮力大
②同样重的铝块和铜块，都浸没在煤油中，哪个受到的浮力大
③同样重的铝块和铜块，铜块浸没在煤油中，铝块浸没在水中，哪个受到的浮力大
①铜块甲和乙重力相等，质量相等，体积相等，排开水与煤油的体积相等，因为ρ水＞ρ油，所以甲在水中受到的浮力大。
②同样重的铝块和铜块，因为ρ铝＜ρ铜，所以V铝＞V铜，铝块排开煤油的体积大，所以铝块受到的浮力大。
③同样重的铝块和铜块，因为ρ铝＜ρ铜，所以V铝＞V铜，铝块排开水的体积大，所以铝块受到的浮力大。
动手动脑学物理
3．一个在节日放飞的气球，体积是620m3。这个气球在地面附近受到的浮力有多大 设地面附近气温是0°C，气压是1×105Pa，空气的密度是1.29kg/m3.
F浮=ρ空气gV排
=1.29kg/m3×9.8N/kg× 620m3
=8×103N
动手动脑学物理
4. 在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，示数是7.5N。当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时，测力计的示数是6.6N，金属零件的体积有多大
金属零件排开水的体积，根据 F浮=ρ空气gV排
金属零件受到的浮力 F浮=F1–F2=7.5N-6.6N=0.9N
金属零件的体积
动手动脑学物理
5. 某同学用阿基米德原理测量一种未知液体的密度：他把一个铁块用细绳悬挂在弹簧测力计的挂钩上，铁块在空气中时弹簧测力计的示数是4.74N，把铁块浸没在该液体中时弹簧测力计的示数是4.11N，该液体的密度是多少 铁的密度为7.9×103kg/m3。
铁块受到的浮力 F浮=F1–F2=4.74N-4.11N=0.63N
铁块的质量
根据 F浮=ρ液体gV排
铁块的体积
动手动脑学物理
浮力
目 录
Contents
决定浮力
大小的因素
课堂总结
课堂练习
动手动脑学物理
课 堂 练 习
1．沉船打捞人员完成水下打捞任务后，在不断上升且未出水面的过程中，下列说法正确的是　（ ）　
A．所受浮力变大，压强变大
B．所受浮力变大，压强变小
C．所受浮力不变，压强变小
D．所受浮力不变，压强不变
C　
沉船打捞人员完成水下打捞任务后，不断上升且未出水面的过程中，排开水的体积不变，受到浮力不变，但是深度减小，压强减小，所以C选项正确。
2. 如图为金鱼吐出的某个气泡在温度恒定的水中上升过程的示意图。该过程中气泡密度和受到浮力的变化情况，叙述正确的是（ ）
D 　
气泡在温度恒定的水中上升过程中，由图可知，体积变大，所以密度变小，因为水的密度不变，排开的水体积变大，所以受到的浮力变大。
所以D选项正确，其他选项都错误。
A．密度和浮力都不变 B．密度和浮力都变大
C．密度变小，浮力不变 D．密度变小，浮力变大
物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2kg的水，则物体受到的浮力为溢出的水的重力
F浮=G溢= m溢g= 0.2kg ×10N/kg=2N。所以选B。
3. 将质量为0.5kg 的物体轻轻放入盛满清水的溢水杯中，溢出0.2kg的水，则此物体受到的浮力是（g取10 N/kg）（ ）
A. 5 N B. 2 N
C. 0.5 N D. 0.2 N
B
4. 体积是100cm3的实心小球放入水中，静止后有1/4体积露出水面。求该小球受到的浮力。 （g=10N/kg）
由题意：V排=100cm3×3/4=75cm3=7.5×10-5m3
该小球受到的浮力
F浮=G排= ρ水gV排
= 1×103kg/m3×10N/kg×7.5×10-5m3
=0.75N
5．有一物块的体积为0.3×10-3m3，用弹簧测力计测出此物块的重力为G=4N，如图甲所示，然后将物块浸没在水中，如图乙所示，g取10N/kg，求：
①该物块浸没在水中时受到的浮力大小；
②物块浸没在水中时弹簧测力计的示数。
物块浸没在水中时受到的浮力：
物块浸没在水中时弹簧测力计的示数：
（2）根据
6．如图所示是小明同学在探究“浮力大小”的实验，实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是（ ）
F2
F3
F1
空桶
F4
盛有溢出的水
A．F浮=F2-F1 B．F浮=F4-F3 C．F浮=F2-F3 D．F浮=F2-F4
C
物体受到的浮力为F浮=F2-F3 ，
排开水的重力为 G排=F4-F1 ， 所以C选项正确。
7．图所示的实验过程，可验证
原理。其中“步骤B”的目的是：测出 。若图中弹簧测力计的四个示数值F1、F2、F3、F4满足关系式 时，则可以验证该原理。
①该实验探究的是F浮与G排的关系，即可以验证阿基米德原理。
② “步骤B”的目的是：测出物块浸在液体中时的拉力.
③物体受到的浮力F浮=F1-F2；排开的液体受到的重力G排=F4-F3，
若满足关系 F1－F2＝F4－F3，则可以验证阿基米德原理。
阿基米德
物块浸在液体中时的拉力
F1-F2＝F4-F3
（1）该方法是称重法测量浮力，故铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F1-F2；测得铁球排开水所受的重力是总重减去空桶重，故为F3-F4。
8．小明在验证“阿基米德原理”实验中:
（1）用已调零的弹簧测力计，按照图甲中所示顺序进行实验操作，测力计的示数分别为： F1、F2 、F3、F4. 由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮 =_______，测得铁球排开水所受的重力表达式为G排=_________（用此题中所给字母表示）.
F1-F2
F3-F4
（2）根据阿基米德原理， F1-F2 ＝ F3-F4 。
（3）溢水杯内没有注满水，导致排开液体的重力偏小，
F浮大于G排。
（2）小明预期要获得的结论是：_______（用此题中所给字母表示）；
（3）在读数正确的情况下，小明由实验数据发现：铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排，而且超出了误差允许的范围，得出此实验结果的原因可能是_______（写出一条即可）；
F1-F2 ＝ F3-F4
（4）仍然可以验证浮力与排开水的重力关系，因为没有浸没，浮力仍然等于排开水的重力。
（4）小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正，进一步思考：如果实验中物体没有完全浸没水中，能否验证“阿基米德原理”，正确的观点是______（选填“能”或“不能”）验证.
能
9．小明为了验证阿基米德原理，用一个密度大于水的合金块设计了如图所示的实验顺序，弹簧测力计的示数分别表示为G物、F1、F2、G空桶。
（1）按图中的顺序测出合金块排开的水的重力将 _______（偏大/偏小），原因是 ___________；
偏小
（1）按图中的顺序是先测出桶和排出的水的重力，后测出空桶的重力，这样由于步骤⑤中桶中有附有少量水，测出的空桶的重力会偏大，所以最后得出合金块排水的重力将偏小，为了避免实验错误，小桶接水前，应测出空桶的重力。
步骤⑤中桶中有附有少量水，G空桶变大，使G排液变小
（2）合理调整图中实验顺序后，当实验中的测量结果满足关系式：___________（用图中所测量的字母表示）时，则该实验结果说明阿基米德原理成立；
G物-F1=F2-G空桶
（2）图①测出了合金块的重力，图③测量的是合金块浸在水中弹簧测力计的拉力，则合金块受到的浮力为F浮=G物﹣F1
图⑤测出了空桶的重力，图④测出了桶和排开水的总重力，则排开的水的重力为G排=F2﹣G空桶
所以如果 G物-F1=F2-G空桶. 则该实验结果说明阿基米德原理成立。
（3）按照合理的顺序实验，以下情况会影响验证结果的是 ____；
A
A．图②中水面未到达杯口
B．图③中合金块未全部浸没在水中
C．图③中合金块浸没水中过深（没有碰到容器底部）
（3）A．图②中水面未到达杯口，则排开的水没有全部溢出，则测量的溢出的水的重力会小于实际排开水的重力，会对实验造成影响，故A符合题意；
B．步骤③中，合金块的一部分浸入水中，排开水的体积减小，受到的浮力也会减小，但可以探究浮力大小与排开液体所受重力的关系，故B不符合题意；
C．图③中合金块浸没水中过深（没有碰到容器底部），合金块所受浮力不变，对实验结果不会造成影响，故C不符合题意。故选A。
10. 如图所示，弹簧测力计挂着重为10N的物块。现将物块浸没在装满水的溢水杯中，静止后溢出水的质量为0.4kg（g取10N/kg）。求：
（1）物块受到的浮力；
（2）弹簧测力计的示数；
（3）物体的密度。
（1）由阿基米德原理可得，物块受到的浮力为
F浮＝G排＝m排g＝0.4kg×10N/kg＝4N
（2）由F浮＝G-F拉可得，弹簧测力计的示数即
弹簧测力计对物体的拉力为 F拉＝G﹣F浮＝10N﹣4N＝6N
（3）物体的密度。
（3）物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
由F浮＝ρ液gV排可得，物体的体积为
由G＝mg可得，物体的质量为
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin

展开更多......

收起↑