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第五节　学生实验：探究——影响浮力大小的因素
第八章　压强与浮力
第2课时 阿基米德原理
学习目标
1.通过实验探究，知道阿基米德原理.
2.会用阿基米德原理解决生活中的问题，提高将科学技术应用于日常生活和社会的意识。
温故知新
图
说
物
理
认识浮力
探究浮力大小跟哪些因素有关？
浮力产生原因
液体的密度
排开液体的体积
浮力大小
r液
V排
m排
r液
V排
=
m排g
=
G排
F浮
浮力的大小与物体浸入液体的体积，与液体的密度有关。浮力的大小与物体排开液体的重力有什么样的关系？
环节一：实验探究--阿基米德原理
图1
图2
图3
图4
①用测力计测出物体在空气中的重力G和空桶的重力G1;
②溢水杯中倒满水，把物体的1/2，全部浸入溢水杯中，读出弹簧测力计示数F拉;
③用测力计测出桶和溢出水的总重G2;
④浮力F浮 =G物-F拉,G排=G2-G1，比较F浮和G排。
提出问题
制定计划
收集证据
请同学们利用桌上的器材小组合作，进行实验。
次数 物体的重力 G1/N 物体在液体中测力计示数 F2/N 浮力/N 小桶和排液的总重 G2/N 空小桶的重力 G／N 排开液体的重力/N
1
2
分析与论证
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力，这个规律叫做阿基米德原理。即F浮=G排=m排g =ρ液gv排(阿基米德原理)
环节一：实验探究--阿基米德原理
浸没（全部浸入）、部分浸入。
交流与反思
1.为了避免实验的偶然性，得出普遍规律，在实验过程中可以怎么做，说出你的想法？
换用不同液体、不同物体多次测量
2.实验误差分析
（1) 先测物体在液体中的拉力，再测物体的重力。
（2) 先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力
（3) 溢水杯中未装满水
3.溢水杯中水量有什么要求？
物体沾水所测重力偏大，所测浮力偏大。
所测排开液体的重力偏小。
导致测得的排开液体的重力偏小。
溢水杯中必须装满水。
环节一：实验探究--阿基米德原理
对原理的理解:
物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
浸没
部分浸入
A.浸没时：V排=V物
B.部分浸入时： V排物体在气体中也受到浮力的作用。节日里放飞的气球，就是由于受到空气的浮力而飞上天空的。阿基米德原理同样适用于气体。
环节一：实验探究--阿基米德原理
5.小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”
（1）测量前，应检查弹簧测力计指针是否指在 刻度线上。
（2）纠正错误后，该探究实验的合理顺序为 （用ABCD表示）。
（3） 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N．
（4） 两步骤可得出物块排开水所受的重力G排，通过实验可得到的结论是：浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它 ．
（5）将图A中的水换成酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3），物体受到的浮力 。（填“变大”“变小”或“不变”）
（6）物体按图所示，从与水面刚刚接触时下放至图中虚线位置．能大致反映物体下降过程中所受浮力的大小F浮与浸入液体深度h深关系的图象是（ ）
零
排开的液体的重力
CDAB
AB
CD
1.4
变小
C
4.计算浮力的四种方法：
称重法测浮力
F浮=G–F拉
力的平衡
F浮=G
压力差法
F浮=F下—F上
阿基米德原理
F浮=G排=m排g =ρ液gv排
环节一：实验探究--阿基米德原理
环节二：阿基米德原理应用
即F浮 = G排 = m排g = ρ液gv排(阿基米德原理)
N
Kg/m3
m3
N/Kg
(1)求浮力：F浮＝______、F浮＝________计算。
(2)求排开液体的体积：V排＝________计算。
(3)求液体的密度：ρ液＝________计算。
G排
ρ液gV排
牛刀小试--求浮力
1、中国研发的万米载人潜水器-奋斗者号在马里亚纳海沟成功下潜突破1万米达到10058米，创造了中国载人深潜新纪录,“蛟龙号”载人潜水器体积大约50m3，g取10N/kg，ρ海水＝1.03×103kg/m3，求：它受到的浮力。
2.我国自主建造的第一艘国产航母——山东舰，该舰标准排水量为5万吨，可同时停放36架歼－15舰载机，每架舰载机质量为25t，g取10 N/kg。求：在标准排水量时，航母所受的浮力为多大？
解：浮力F浮＝ρ海水gV排＝1.03×103kg/m3×10N/kg×50m3＝5.15×105 N。
解：F浮＝G排＝m排g＝5×107kg×10N/kg＝5×108N
变式练习--求排开液体的体积
3、将物块竖直挂在弹簧测力计下，在空气中静止时弹簧测力计的示数F1＝2.6N。将物块的一部分浸在水中，静止时弹簧测力计的示数F2＝1.8 N，如图所示，已知水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg。求：物块浸在水中的体积.
解：F浮＝G－F拉＝2.6N－1.8N＝0.8N
变式练习--求液体的密度
4、在弹簧测力计下悬挂一体积为200cm3的金属块，示数是8.1N。当把金属块浸没在某种液体中时，弹簧测力计的示数是5.1N，则金属块浸没在液体中时受到的浮力为？液体的密度为？(g取10 N/kg)
解：
1.一金属块重28N，浸没水中时测力计的示数为12N，金属块受到的浮力为 N。
2.一金属块重28N，浸没水中排开了12N的水，金属块受到的浮力为______N。
3.把体积相同的铁块和铝块都浸没在水中,则 ( )
A.铁块受到的浮力大 B.铝块受到的浮力大
C.铁块与铝块受到的浮力一样大
D.无法比较浮力大小
12
16
C
学效检测
4.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照图所示的步骤，来验证阿基米德原理。
（1）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为　 　N。
（2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为　 　N．石块排开的水所受的重力可由　 　、_____（填字母）两个步骤测出。
（3）由以上步骤可直接得出结论：
浸在水中的物体所受浮力的大小等于 。
（4）另一实验小组同学认为上述实验有不足之处，
其不足是： 。
3.8
1.4
A
D
物体排开水所受的重力
实验次数太少，结论不具有普遍性
（5）为了改善上述不足之处，下列继续进行的操作中不合理的是　 　。
A．用原来的方案和器材多次测量取平均值
B．用原来的方案将水换成酒精进行实验
C．用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
（6）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则　 （选填“能”或“不能”）得到与（3）相同的结论。
A
能
5.将一个木块放入装满水的溢水杯中，溢出了100g的水，那么，木块所受浮力是多大呢？（g=10N/kg)
6.一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，它的1/3体积浸在水中，它受的浮力是_____N。（g取10 N/kg）
解析：根据阿基米德原理：
F浮＝G排＝m排g
　 ＝0.1kg×10 N/kg=1 N
解析：根据阿基米德原理：
F浮＝G排＝ρ液gV排
　 据题意V排＝V/3
F浮＝ρ液gV排
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
1
1.小明用同一物体进行了以下实验。实验中，保持物体处于静止状态，弹簧测力计的示数如图所示。请根据图中信息(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)，求：
(1)物体的质量。
(2)物体在水中受到的浮力。
(3)某液体的密度。
(2)F浮水＝G－F2＝F1－F2＝5.4N－3.4N＝2N
(3)
物体浸没在液体中时，F浮液＝G－F3＝5.4 N－3.8 N＝1.6 N，
液体的密度
综合练习
2.用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示(g取10 N/kg,ρ水＝1×103 kg/m3)，求：
(1)物块浸没在水中受到的浮力。
(2)物块的密度。
(3)从物块刚好浸没在水中到h＝10cm的过程中，水对物块下表面的压强变化了多少？
综合练习
解(1)F＝4 N，则F浮＝G－F＝8N－4N＝4N
(2)由F浮＝ρ水gV排得物块的体积
2.用弹簧测力计悬挂一实心物块，物块下表面与水面刚好接触，如图甲所示。由此处匀速下放物块，直至浸没于水中并继续匀速下放(物块始终未与容器接触)。物块下放过程中，弹簧测力计示数F与物块下表面浸入水中的深度h的关系如图乙所示(g取10 N/kg,ρ水＝1×103 kg/m3)，求：
(1)物块浸没在水中受到的浮力。
(2)物块的密度。
(3)从物块刚好浸没在水中到h＝10cm的过程中，
水对物块下表面的压强变化了多少？
综合练习
(3)Δp＝ρ水gΔh＝1×103kg/m3×10N/kg×(10－4)×10－2 m＝600 Pa

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