阿基米德原理(课堂PPT)

1第二节：阿基米德原理2阿基米德（Archimedes，前287~前212）是古希腊伟大的科学家。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆平衡问题。3传说澡盆的水溢出给了阿基米德启发，由此他鉴别出了国王的王冠是否纯金所制。阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地球”。4巨轮远航5气球腾空6将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端,调整杠杆右端的钩码,使杠杆平衡。再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，此时的杠杆不平衡了，为什么？71.液体和气体对浸在其中的物体有_____________（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做。竖直向上一、什么是浮力？2.一切浸入液体中的物体都受到浮力的作用。F浮=G-F（称重法）浮力阿基米德原理8复习复习浮力测量的方法：1.称重法：F浮=G-F2.压力差法：F浮=F向上-F向下3.漂浮（悬浮）法：F浮=G9实验探究探究浮力的大小浮力的大小与液体的密度和物体排开液体体积的大小有什么样的关系呢？阿基米德原理10浮力的大小与哪些因素有关1.浮力与液体密度有关。2.浮力与物体浸在水中的体积（排开水的体积）有关。液体密度×物体浸在水中的体积=？排开液体的质量阿基米德原理11物体受到的浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关.物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关V排ρmG12请同学们根据下面的实验器材自己设计实验：实验器材：弹簧测力计、石块、盛有水的烧杯、溢杯、空烧杯等想一想需要解决的两个问题a.如何测量物体受到的浮力b.如何测量被物体排开的液体的重力阿基米德原理13猜想:浮力的大小可能跟物体浸入液体后排开的液体的重力有关.F浮=G-FG排=G2-G1比较F浮和G排的大小GFG1G2②①③④实验设计方案分析:14(a)用弹簧测力计分别测出石块和空杯所受的重力15(b)把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢杯中，用空杯承接从溢杯里被排开的水，读出此时弹簧测力计示数16(c)用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重17收集实验数据：1.150.700.900.450.450.540.340.200.200.650.780.680.100.550.10比较浮力的大小和物体排开水的重量，你发现了什么？18三、阿基米德原理：1.浸在液体中的物体所受浮力的大小______（填“等于”、“大于”或“小于”）被物体排开的液体所受的_______。等于重力2.公式：F浮=G排=m排液g=ρ液gV排193．单位：4．适用条件:适于液体、气体．F浮＝ρ液·g·V排NKg/m3N/Kgm320二、对原理的理解（1）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。不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。浸没部分浸入21（2）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。A．浸没时，V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物B．部分浸入时，V排=V浸V物F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸ρ液gV物V排=V浸=V物V排=V浸V物V浸22（3）同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同.根据公式F浮=ρ液gV排，浸没时，V排=V物，当ρ液不同时，浮力也随之变化。23（4）浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差。物体在液体中的位置越深，则受到的液体压强越大，则作用在物体各个面上的压力越大。Lh1h2F下F上根据F压=PS=ρ液gh.S，当h增大时，F压也增大。但上、下两个表面的压力差却不变，即：ΔF=F下-F上=ρ液gS·h2-ρ液gS·h1=ρ液gS·(h2-h1)=ρ液gS·L排VLS而,也可证明阿基米德定理。24当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。（5）阿基米德原理同样适用于气体。返回25三、悬浮和漂浮的相同点和区别：相同点：都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：F浮=GF浮GF浮G悬浮漂浮26不同点：（1）悬浮时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定全部浸没在液体中；而漂浮，物体是静止在液面上，它必定有一部分露在液面之上。（2）悬浮时，物体浸没在液体中，所以V排=V物。而漂浮时，物体只有一部分浸入液体中，所以V排V物。V排=V物V排V物悬浮漂浮27例2：物体的浮沉条件证明：设液体的密度为ρ液，物体的密度为ρ物，物体的体积为V物。因为物体浸没，所以：V排=V物F浮GF浮=ρ液gV排G=ρ物gV物当ρ液ρ物，F浮G上浮当ρ液ρ物，F浮G下沉当ρ液=ρ物，F浮=G悬浮28练习：1.液体和气体对浸在其中的物体有_____________（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做浮力。竖直向上2.浸在液体中的物体所受浮力的大小______（填“等于”、“大于”或“小于”）被物体排开的液体所受的_______。这便是著名的阿基米德原理。等于重力29练习：4.将重5N的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中溢出3N的水，则物块受到的浮力是（）A、8N；B、5N；C、3N；D、2N。CC5.在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块浸入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数将……………………………………（）A、逐渐变小；B、保持不变；C、先逐渐变小，后保持不变；D、先逐渐变小，后逐渐变大。30练习：6.在大海中航行的轮船、空气中上升的气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受到浮力？答：轮船受到海水浮力，气球受空气浮力，飞船没有受到浮力。31练习：7.一物体浸入水中,排开了1000cm3水，求受的浮力多大？已知：ρ水=1.0×103kg/m3，g=9.8N/kgV排=1000cm3=10-3m3答：这物体受的浮力是9.8N。求：F浮解：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=9.8N321.比较下列物体受的浮力（1）体积相同的铜、铁、铝浸没水中铁铜铝F浮铝＝F浮铁＝F浮铜【第二关】33AB（2）如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？F浮AF浮B34A（3）如图所示，A、B两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？B水酒精F浮A＞F浮B35（４）质量是1kg的实心铜球和铝球,浸没水中,______受到的浮力大.m铜=m铝ρ铜ρ铝V铜V铝铜铝铝球36（５）如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情况，试比较他们所受浮力的大小FA浮＜FB浮＜FC浮=FD浮（６）完全相同的三个物体A、B、C，在水中静止时如图所示，试比较弹簧测力计的示数F1、F2、F3的大小F1＞F2=F337１、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是（）A.木球所受的重力、浮力都不变；B.木球所受的重力不变，浮力变大；C．木球所受的重力、浮力都变小；D．木球所受的重力不变、浮力逐渐变小．A【第三关】382、体积是200cm3的铁块，一半浸在酒精里，它受到的浮力有多大？（ρ酒精=0.8×103kg/m3、g=10N／kg）393、体积是1m3的氢气球在空气中受到的浮力多大？（ρ空气=1.29kg/m3、g=10N／kg）40某物体重为0.5牛,把它放入盛有水的烧杯中,溢出水为0.3牛,则它受到的浮力()A、一定是0.3牛B、可能是0.2牛C、一定是0.5牛D、可能是0.4牛D