资源简介

(共27张PPT)
阿基米德原理
1.知道阿基米德原理，并能用文字和公式进行表述。
2.会用阿基米德原理进行浮力大小的计算。在此过程中促进学生建立完整的知识结构，提高综合运用知识的能力。
知识与技能
过程与方法
1. 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。
2. 能复述阿基米德原理并书写其数学表达式。
3.能应用公式F浮=G排 和F浮=ΡgV排 计算简单的浮力问题。
情感态度及价值观
1. 通过阿基米德的灵感培养学生善于观察，善于思考的习惯。
2. 通过探究浮力大小跟排开液体所受重力大小的关系的实验过程，培养学生的科学思维，提升学生的科学探究能力，让学生形成尊重事实、科学严谨的态度。
学习目标
浮力的大小
物体浸在液体中的体积
液体的密度
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。
知识回顾
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。阿基米德的故事，也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。
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。
试试看，易拉罐浸入水中越深，排开的水越多，浮力是否越大
通过图10.2-1的操作，体验“物体排开液体的体积越大，它所受到的浮力就越大”。
学生活动
●
F浮
F压
G
F压=G-F浮
h浸越深
F浮=ρ液gV排
V排越大
F压越小
F浮越大
想想做做
ρ液V排=m排
猜想浮力可能跟物体排开液体的质量有关
m排g=G排
猜想浮力可能跟物体排开液体的重力有关
由于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。因此，在图10.2-1中，如果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也就越大。由此我们推想，浮力的大小跟排开液体的质量密切相关。
液体的重力大小跟它的质量成正比，因此，可以进一步推想，浮力的大小跟排开液体所受的重力也密切相关。
浮力的大小
提出问题
物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力有什么定量关系
我们通过实验来研究。
设计实验
浸在液体中的物体都会受到浮力的作用，所受浮力的大小可以用弹簧测力计测出。先测出物体所受的重力，再读出物体浸在液体中时测力计的读数，两者之差就是浮力的大小。
F浮 =G物-F拉
浮力的大小
如何测量物体受到的浮力
设计实验
如何测量物体排开的液体的重力
物体排开液体所受的重力可以用溢水杯和测力计测出。溢水杯中
盛满液体，再把物体浸在液体中，让溢出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，用测力计测出排开液体所受的重力。
G排 =G桶+液-G桶
浮力的大小
设计实验
表格设计：
次数 物体所受的重力G物/N 物体在水中时测力计的读数F拉/N 浮力F浮/N 小桶和排开水所受的总重力G桶+水/N 小桶所受的重力G桶/N 排开水所受的重力G排/N
1
2
3
实验器材：
弹簧测力计
溢水杯
小桶
适量的水
重物
需要测量的物理量：
物体所受的重力G物
物体在水中时测力计的读数F拉
小桶和排开水所受的总重力G桶+水
小桶所受的重力G桶
浮力的大小
实验步骤
3.如图10.2-2丙，测出小桶和排开水所受的总重力。
1.如图10.2-2甲，用测力计测出某物体所受的重力。
2.如图10.2-2乙，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的读数。同时，用小桶收集物体排开的水。
4.如图10.2-2丁，测出小桶所受的重力。
把测量的实验数据记录在下面的表格中。
优化实验步骤
1.如图10.2-2甲，用测力计测出某物体所受的重力G物。
2.如图10.2-2丁，测出小桶所受的重力G桶。
3.如图10.2-2乙，把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的读数F拉。同时，用小桶收集物体排开的水。
4.如图10.2-2丙，测出小桶和排开水所受的总重力G桶+水。
把测量的实验数据记录在下面的表格中。
浮力的大小
根据实验数据，看看该物体所受的浮力跟它排开水所受的重力有什么关系。
浮力的大小
分析实验数据
次数 物体所受的重力G物/N 物体在水中时测力计的读数F拉/N 浮力F浮/N 小桶和排开水所受的总重力G桶+水/N 小桶所受的重力G桶/N 排开水所受的重力G排/N
1 1.15 0.85 0.3 0.6 0.3 0.3
2 1.15 0.7 0.45 0.75 0.3 0.45
3 1.15 0.45 0.7 1 0.3 0.7
F浮=G排
浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。
浮力的大小
学生实验
更换大小不同的物体做实验，看看是否都存在这种关系。
归纳总结
1.大量的实验结果表明，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。这就是著名的阿基米德原理。
2.公式：F 浮=G 排
4.注意：阿基米德原理不仅适用于液体，也适用于气体。
3.推导：F 浮=G 排=ρ液gV排
F下-F上=G物-G拉=F 浮=G 排=m排g=ρ液gV排
浮力的大小
沙滩上铺满了贝壳，小胖子踩在沙滩上感觉脚咯得疼，但是随着海水越来越深，小胖子感觉脚没那么疼了， 你知道这是为什么么
●
F浮
G
F支=G-F浮
F浮=G排=ρ液gV排
F支
想一想
例 题
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10 N/kg。
解：
由于铁球浸没在水中，铁球排开水的体积为
铁球排开的水受到的重力为
由阿基米德原理得，铁球受到的浮力为
同学们可以仿照以上方法自己计算重7N 的铝球受到的浮力。
在计算之前请大家想一想，同样重的铝球，它的体积比铁球大些还是小些 铁球、铝球都浸没在水中时谁受到的浮力更大些
(2)若F1、F2 、F3 、F4 之间满足关系式： 则可验证阿基米德原理。
F1=G物
F2=F拉
F3=G桶
F4=G桶+水
如图所示是验证阿基米德原理的实验步骤示意图， 依次读出图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数分别为F1、F2 、F3、F4。
(1)由甲、乙两图弹簧测力计的示数可以求出石块所受的浮力
F 浮= (用测量量表示)。
F1-F2
F1 - F2=F4 - F3
例 题
如图，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 的浮力是多大呢 (g取10N/kg)
解 ：
木块所受的浮力为
F浮 =G 排 =m排g
=0.1kg ×10N/kg =1N
例 题
如图，将另一个木块放入盛有水的烧杯中，木块浸入水中的深度为4cm, 木块底面积为60cm , 那么木块受到的浮力为多大呢 (g取10N/kg)
解 ：
木块所受的浮力为：
F浮 =G 排 =ρ液gV排
=1×103kg/米3 ×10N/kg×2.4×10-4米3
木块排开水的体积为
V排=Sh浸=60×10-4m2×4×10-2米
=2.4×10-4米3
=2.4N
例 题
如图，将一个质量为790g的铁块浸没在烧杯内的水中，求铁块受到的浮力。 (铁的密度为7.9×103 kg/m ,g 取10N/kg)
解 ：
铁块所受的浮力为
F浮 =G 排 =ρ水gV排
=1×103kg/米3 ×10N/kg×1×10-4米3
=1N
例 题
如图，将另一个铁块放入底面积为100cm 的烧杯中，水面上升了2cm, 那么铁块受到的浮力 为多大呢 (g取10N/kg)
解 ：
铁块所受的浮力为
F浮 =G 排 =ρ水gV排
=1×103kg/米3 ×10N/kg×2×10-4米3
=2N
铁块排开水的体积为
V排=S·Δh=100×10-4m2×2×10-2米
=2×10-4米3
例 题
计算V排的方法
通过物体浸入液体的深度求V排，
浸没，通过物体体积求V排，
通过液面变化求V排
V排=S物×h浸
V排=S容器×Δh
归纳
通过浮力测物体密度
在弹簧测力计下悬挂一个金属零件，读数是7.9N。 当把零件 浸没在水中时，测力计的读数是6.9N, 金属零件的体积有多大 你能判断这是哪种金属么 (g取10N/kg)
F浮1 =G金属-F拉1=7.9N-6.9N=1N
解：
金属零件受到的浮力
由于金属零件浸没，则金属零件体积
V金属=V排1=1×10-4m3
由此可知，该金属零件是铁
归纳
通过浮力测液体密度
F浮2 =G金属-F拉2=7.9N-7.1N=0.8N
解：
金属零件在未知液体中受到的浮力
将该金属零件浸没在某种未知液体中时弹簧测力计的读数是7.1N, 该液体的密度是多少
由于金属零件在未知液体中浸没，金属零件排开未知液体体积
V排2=V排1=1×10-4m3
归纳
1.物体排开液体的体积等于浸在液体中物体的体积。
2.物体排开液体的体积越大、液体的密度越大，它受到的浮力就越大。
3.阿基米德原理：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到的重力。
F浮=G排
4.浮力的应用：计算浮力、比较浮力的大小、测物体和液体密度
课堂小结
谢谢聆听！

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