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(共35张PPT)
第二节 阿基米德原理
第九章 浮 力
逐点
导讲练
课堂小结
作业提升
学习目标
课时讲解
1
课时流程
2
浮力的大小与哪些因素有关
阿基米德原理
知识点
浮力的大小与哪些因素有关
知1－讲
感悟新知
1
1. 猜想浮力的大小与哪些因素有关
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知1－讲
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思想方法
利用比较法发现浮力大小的影响因素：
(1)比较发现，清水和盐水密度不同，鸡蛋在清水和盐水中所受浮力不同，所以推测鸡蛋所受浮力大小与液体的密度有关。
(2)比较发现，易拉罐排开水的体积越大，易拉罐所受浮力越大，所以易拉罐所受浮力大小与排开液体的体积有关。
▲▲▲
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2. 探究浮力的大小与哪些因素有关
(1)探究浮力大小与排开液体的体积的关系
①进行实验：取一圆柱体，沿其高度把圆柱体平均分成三份，并做好标记。
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如图1 甲，测得圆柱体所受重力为3 N；如图乙，把圆柱体浸在水中，浸入水中体积的多少表示排开水的体积的多少。记录数据如下表。
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实验序号 1 2 3 4
重力G 物/N 3
排开液体的体积(自变量) V V V V
拉力F 拉/N 2.5 2 1.5 1.5
浮力(G物－F拉)/N(因变量) 0.5 1 1.5 1.5
知1－讲
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方法点拨
把圆柱体沿高度平分为3份，这样就能定量地反映圆柱体浸在液体中的体积，即定量地反映排开液体的体积变化；从而可以定量地探究圆柱体所受浮力大小与排开液体的体积之间的关系。
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②数据分析
●分析1、2、3 次实验数据：随着排开液体的体积增大，圆柱体所受浮力也增大；进一步分析可得，排开液体的体积扩大几倍，物体所受浮力也扩大几倍，即物体所受浮力与排开液体的体积成正比。
●分析3、4 次实验数据：圆柱体在液体中所受浮力大小，与圆柱体浸没在液体中的深度无关。
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实验点拨
分析实验数据的方法：
(1)找出自变量、因变量。
(2) 分析因变量与自变量的定性关系：因变量是随自变量的增大而增大，还是随自变量的增大而减小。
(3) 分析因变量与自变量是否存在定量关系：可以结合数学中的函数模型，进行分析，比如正比例函数、反比例函数、二次函数等。
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(2)探究浮力大小与液体的密度的关系
① 进行实验：如图2 甲，取一圆柱形物体，测得物体所受重力为3 N；如图乙，把物体分别浸没在煤油、植物油、水中。记录数据如下表。
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实验序号 1 2 3
重力G 物/N 3
液体密度/(g·cm－3)(自变量) 0.8 0.9 1
拉力F 拉/N 2.2 2.1 2
浮力(G物－F拉)/N(因变量) 0.8 0.9 1
知1－讲
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方法点拨
通过查密度表，或者用天平、量筒测量得到液体的密度值后，就可以定量的分析物体所受浮力的大小与液体的密度之间的关系了。
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② 实验结论：物体在液体中所受浮力大小，与液体的密度有关，且与其成正比。
结论：物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度成正比，还与排开液体的体积成正比，与浸没在液体中的深度无关。
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知1－练
如图3，体积相同的三个小球，放入水中静止，三个小球受到浮力最小的是_______ 球；在水中加入一些酒精，搅拌均匀后，C 球受到的浮力_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
例 1
A
变小
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知1－练
解析：三个小球都浸在水中，A 球排开水的体积最小，所受浮力最小；加入酒精后，液体的密度变小，C 球排开液体的体积没变，所以C 球所受浮力变小。
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知1－练
思路点拨
知识点
阿基米德原理
知2－讲
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2
1. 推测物体所受浮力的大小与物体排开的液体所受重力的大小有关
(1)推导过程
(2)结论：物体所受浮力的大小，可能与物体排开液体所受的重力大小有关。
知2－讲
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2. 探究物体所受浮力与物体排开液体所受重力的大小关系
(1)实验装置：如图4，一侧开口的容器叫做溢水杯。使用时，首先把溢水杯中装满水，如图甲；把物体浸在液体中，水从溢水杯中流出，流出
的水相当于物体排开的水，
如图乙。
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方法点拨
利用剥离法得到排开的液体：
(1) 没有放置物体时，液面高
度如图5 甲；
(2) 加入物体(内部阴影部分)后，
液面高度上升，物体排开的液体可以认为就是上升部分液体，如图乙；
(3) 设想：在原液面高度处开口，则上升部分液体从容器流出，从而使物体排开的液体从原液体中被剥离出来。
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知2－讲
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(2)实验步骤
知2－讲
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①如图6 甲，用弹簧测力计测出小石块所受重力G 物；
②如图乙，用弹簧测力计测出空的小桶所受重力G 桶；
③ 如图丙，往溢水杯中加水，加至溢水口处，把小石块慢慢浸入水中，排开的水全部流入小桶中，读出此时弹簧测力计的示数F；
④ 如图丁，用弹簧测力计测出小桶和排开的水所受的总重力G 总。
知2－讲
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⑤ 换用不同的小石块(小石块均不吸水)，重复上面实验步骤①②③④，并把实验数据记录在下面表格中。
知2－讲
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实验 序号 小石块所受重力G 物/N 小桶所受重力 G 桶/N 小石块浸入水中时弹簧测力计示数F/N 小桶和排开的水所受的总重力G 总/N 小石块所受浮力F 浮/N 排开的水所受的重力G 排/N
1 1.4 0.4 0.8 1 0.6 0.6
2 2 0.4 1.2 1.2 0.8 0.8
3 2.2 0.4 1.4 1.2 0.8 0.8
知1－讲
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实验点拨
1. 为了减小误差，应先测G桶 ，再测G总。
2. 溢水杯中的水的水面必须达到溢水口，只有这样，物体排开的水才会全部溢出，才能准确测出物体排开的水所受的重力大小。
3. 将物体浸入水中时，手不要晃动，应等水不再流出，弹簧测力计保持静止后再读数。为了使实验更加精确，可把弹簧测力计固定在铁架台上。
4. 换用不同质量(或体积)的石块进行多次实验的目的是使实验结论更具有普遍性。
知2－讲
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3. 实验结论：浸入液体中的物体所受浮力的大小
等于它排开的液体所受重力的大小。
4. 阿基米德原理
(1)内容：浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
(2)公式：F 浮=G 排。
推导公式：F 浮=G 排=m 排g=ρ液V 排g。
由推导公式可知：F 浮只与ρ液、V排有关。
知2－讲
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公式中各符号所表示的物理量及单位：
符号 物理量 单位
F浮 浮力 牛(N)
G排 排开的液体所受重力 牛(N)
ρ液 液体的密度 千克/ 米3(kg/m3)
V排 排开的液体的体积 米3(m3)
知2－讲
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(3)适用范围：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。物体受到的气体的浮力F浮=G排=m排g=ρ气V排g。
知1－讲
感悟新知
归纳总结
V物、V排、V浸之间的关系：
(1) 部分浸入：V 排=V 浸(2) 全部浸入(浸没)：V 排=V 浸=V 物。
知1－讲
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易错提醒
F浮与G排：
虽然F浮的大小等于G排的大小，但是F浮与G排不是同一个力，如图8 所示。
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知2－练
体积为2×10－3 m3 的金属球浸没在水中。g 取10 N/kg，ρ水=1.0×103 kg/m3，求：
例2
方法点拨
根据已知条件选择合适公式计算浮力：
已知条件 公式
ρ液、V排 F浮=ρ液gV排
m排 F浮=m 排g
G排 F浮=G排
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知2－练
(1)金属球排开水的体积V 排。
(2)金属球排开水的质量m排。
解：金属球浸没在水中，所以金属球排开水的体积V 排=V=2×10－3 m3。
金属球排开水的质量
m 排=ρ水V 排=1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3=2 kg。
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知2－练
(3)金属球受到的浮力F 浮。
解：金属球受到的浮力F 浮=m 排g=2 kg×10 N/kg=20 N。
阿基米德原理
阿基米德原理
F浮=G排
浮力
大小
影响
因素
液体
密度
排开液
体体积

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