《10.2阿基米德原理》ppt课件(44页)

人教版物理八年级(下)第2节阿基米德原理1.内容浸在液体中的物体受到_____的浮力，浮力的大小等于_______________________。2.公式______。3.适用范围适用于_____和_____。向上它排开的液体所受的重力F浮=G排液体气体探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系在实验中注意观察弹簧测力计示数的变化，并结合“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验，思考以下问题：1.在实验中，如何求出F浮的大小？如何求出G排的大小？提示：先用弹簧测力计测出物体所受的重力，再将物体浸没在盛满水的溢水杯中，记下弹簧测力计的读数，两次示数之差即为物体所受浮力的大小。溢出水的重力应为盛有溢出水的小桶的总重与空桶的重力之差。参考答案：用称重法求F浮，F浮=G物-FG排=G总-G桶2.在探究过程中如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响?提示：如果溢水杯中的水没有加满，当物体浸没在水中时，溢水杯中的水面上升至满杯时才会有水溢出，从而使溢出的水的体积小于物体排开的水的体积。故要求溢水杯中的水一定要加满。参考答案：会使所测物体排开的水的体积减小3.怎样使溢出水的体积恰为物体排开水的体积?提示：在物体没有放入溢水杯前，向溢水杯内加水，直到水流出一部分，等水面静止时，把物体放入溢水杯中，待溢水杯中的水不再外溢时，此时所收集的水的体积即为物体排开的水的体积。参考答案：向溢水杯内加水，直到水流出一部分，等水面静止时，把物体放入溢水杯中，等溢水杯中的水不再外溢时为止4.实验中，能否先将物体浸没在水中后，将物体拿出读出物体受到的重力？为什么？提示：如果这么做，物体拿出水面时，物体上会沾有一部分水珠，测量的物体的重力会变大。参考答案：不能因为物体上会沾有水珠，使测量的物体的重力变大5.在测量排开液体的重力时，能否先测盛水后小桶的重力，再倒出水测出空桶的重力？为什么？提示：桶内的水不能全部倒净，内壁会附有水珠，使测出的G桶偏大，G排偏小,故不可以这么做。参考答案：不能小桶内壁上会沾有水珠，使G排偏小【归纳提升】F浮=G排，即浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于它排开的液体所受的重力，即F浮=G排=m排g=ρ液V排g。【针对训练】丹丹同学在探究“浮力的大小等于什么”时，用每小格为0.5N的弹簧测力计、密度大于水的塑料块、烧杯、小桶等器材进行实验，甲、乙、丙、丁是四个步骤的示意图，其中丁测量空桶受到的_______，此实验操作的正确顺序是_______，由甲、乙两图中弹簧测力计的读数可求出塑料块受到的浮力为______N；被排开液体受到的重力为_____N；即可得到结论F浮=______。【教你解题】解答本题的关键在于明确实验中应先测空桶重力，再测溢出水和桶的总重力，这样可以减小误差。【精讲精析】步骤丁测量的是空桶受到的重力，应在测量溢出水和桶的总重前测量空桶重力，所以实验操作的正确顺序应是甲丁乙丙（或丁甲乙丙）。塑料块受到的浮力F浮=G-F拉=2N-1.5N=0.5N。被排开液体受到的重力为G排=G水+桶-G桶=1.0N-0.5N=0.5N,即F浮=G排。答案：重力甲丁乙丙（或丁甲乙丙）0.50.5G排探究阿基米德原理及其计算利用阿基米德原理的公式F浮=G排=ρ液gV排进行简单的计算，注意分析ρ液和V排的值。1.阿基米德原理中“浸在”_______（选填“是”或“不是”）指“浸没”。提示：“浸在”不是只指“浸没”，“浸在”的含义包括两种情况:（1）物体完全浸没在液体中，此时V排=V物；（2）物体部分浸入液体中，此时V排＜V物。参考答案：不是2.浮力的大小跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动有关系吗？提示：由阿基米德原理可知，浮力的大小只跟液体密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动等因素无关。参考答案：没关系【归纳提升】应用F浮=G排=ρ液gV排的“两关键、一相等”（1）两关键：液体密度和物体排开液体的体积。（2）一相等：物体完全浸没时V排＝V物。【针对训练】体积为3×10-4m3的金属块浸没在水中。求：（1）该金属块排开水的体积V排。（2）该金属块所受到的浮力F浮。【教你解题】提取题目关键信息信息1：完全浸没时，V排＝V物。信息2：分析隐含条件：ρ水和g相当于已知量。【精讲精析】（1）金属块排开水的体积V排=V物=3×10-4m3（2）金属块所受到的浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×3×10-4m3=2.94N答案：（1）3×10-4m3（2）2.94N阿基米德原理的理解及应用1.F浮=G排G排指被物体排开的液体所受的重力，即物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。2.推导公式F浮=G排=m排g=ρ液V排g的应用浸入液体中全部浸没部分浸入V排=V物V排V物FgV浮液排FgV浮液物（1）ρ液是指排开液体的密度，而不是物体的密度，各种不同材料的物体，排开液体的体积相同时，无论空心还是实心，浸没在同种液体中时，所受浮力大小都相等。（2）V排是指排开的液体的体积，不一定等于物体的体积。（3）由F浮=ρ液gV排可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。3.阿基米德原理公式的应用（1）完全浸没时，求物体体积：（2）求液体密度：FVVg浮物排液。FgV浮液排。【特别提醒】阿基米德原理也适用于气体，在气体中受到的浮力F浮=ρ气gV排。【典例】（2012·泰州中考）小明同学对一个金属块进行了两次测量：第一次如图甲所示，用细线系住金属块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为2.7N。第二次如图乙所示，让金属块浸没在盛水的杯子中，这时弹簧测力计的读数为1.7N。（g取10N/kg）（1）求金属块在水中受到的浮力；（2）求金属块的体积；（3）通过进一步计算，结合下表所列的“某些金属的密度”，说明金属块是何种金属。【精讲精析】（1）利用称重法F浮=G-F示求金属块在水中受到的浮力：F浮＝G-F示＝2.7N-1.7N＝1N。（2）利用阿基米德原理F浮=ρ水V排g求排开水的体积（金属块的体积），因为金属块浸没水中，所以（3）测出了金属块的重力，利用G=mg=ρVg求金属的密度，对照密度表确定是哪种金属。由由金属的密度表可知：此金属块是铝。答案：（1）1N（2）10-4m3（3）铝43331F1NVV110mg110kgm10Nkg浮排水＝＝＝＝。143mG2.7NVgV10Nkg10m＝332.710kg/m＝。1.（2012·青岛中考）发现“浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它所排开的液体所受的重力”的科学家是（）A.牛顿B.安培C.阿基米德D.焦耳【解析】选C.本题考查阿基米德原理的内容。浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它所排开的液体所受的重力，这是阿基米德发现的，故称为阿基米德原理。2.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10N/kg）（）A.5NB.0.5NC.2ND.0.2N【解析】选C。浸在液体中的物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力，即F浮=G排=m排g=0.2kg×10N/kg=2N。3.（2012·江西中考）浸在水中的苹果受到竖直_______的浮力，浮力的大小等于苹果排开的______所受的重力。【解析】本题考查阿基米德原理。浸入水中的苹果受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于苹果排开水所受的重力。答案：向上水4.一个重30N、体积为0.002m3的物体用绳子悬挂着，如图所示。现将物体浸没在烧杯的水中，物体受到的浮力是______N（g取10N/kg）。【解析】由于物块完全浸没在水中，故V排=V物=0.002m3，由阿基米德原理可知F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m3=20N。答案：205.2011年7月26日，我国自主研制的第一台深海载人潜水器“蛟龙号”成功突破5000m水深大关，这标志着我国的深海载潜技术已达到世界领先水平。（1）“蛟龙号”在下潜过程中，所受压强将____（选填“增大”“减小”或“不变”）；（2）“蛟龙号”潜水器在下潜过程中，排开水的体积约为23m3，则潜水器受到的浮力约为______N（海水的密度取ρ=1.0×103kg/m3）。【解析】本题综合考查液体压强的特点和浮力的计算。（1）液体压强随深度的增加而增大，所以“蛟龙号”在下潜的过程中，所受到的压强将增大；（2）物体所受浮力大小等于它排开的液体的重力的大小，所以F浮=G排=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×23m3=2.3×105N。答案：（1）增大（2）2.3×1056.（2012·东营中考）小明帮爷爷浇菜园。他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究。（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力__________。（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图所示。（ρ水=1.0×103kg/m3，取g=10N/kg）分析图像可知：①曲线_________（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况。②该金属圆柱体所受的重力为______N，金属圆柱体的密度为______kg/m3。（3）爷爷鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否与液体的密度有关”这一问题进行探究。请你帮小明选择合适的器材，并写出实验步骤。实验器材：_________________________________________。实验步骤：_________________________________________。【解析】（1）由题图知，随着物体浸入水中体积的增大，弹簧测力计的示数逐渐减小，说明物体受到的浮力不断增大。（2）①曲线a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的浮力开始越来越大，最后保持不变；曲线b表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力开始越来越小，最后保持不变。所以描述浮力变化情况的是曲线a。②由图像知，物体的重力为G=2.7N，所以质量为当物体完全浸没时，受到的浮力为F浮=1.0N所以物体的体积为物体的密度为G2.7Nm0.27kgg10N/kg4333F1.0NVV1.010mg1.010kg/m10N/kg浮排水3343m0.27kg2.710kg/mV1.010m。答案：（1）越大（2）①a②2.72.7×103（3）实验器材：金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线实验步骤：①用细线拴住金属圆柱体，悬挂在弹簧测力计下；②将金属圆柱体完全浸没在清水中，读出此时弹簧测力计的示数F1；③将金属圆柱体完全浸没在盐水中，读出此时弹簧测力计的示数F2；④比较F1和F2的大小，分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关。7.（2012·菏泽中考）2011年7月26日6时12分，我国首台自主设计、自主集成的、体积约为50m3的深海载人潜水器“蛟龙”号首次下潜至5038.5m，顺利完成本次5000m级海底试验主要任务，这就意味着“蛟龙”号可以到达全球超过70%的海底，可以完成多种复杂任务，包括通过摄像、照相对海底资源进行勘查、执行水下设备定点布放、海底电缆和管道检测等任务。“蛟龙”号下潜到5000m深处时，（已知海水的密度为1.03×103kg/m3、g=10N/kg）求：（1）潜水器受到的海水的压强；（2）潜水器所受的浮力。【解析】（1）潜水器受到的海水的压强p=ρgh=1.03×103kg/m3×10N/kg×5000m=5.15×107Pa（2）潜水器所受的浮力F浮=