2019-2020学年八年级物理下册 第十章 第2节 阿基米德原理课件 （新版）新人教版

第十章浮力探究目的浮力的大小跟排开液体所受重力有什么关系猜想或假设浮力的大小跟排开液体的重力存在一定的定量关系探究方法用称重法测出物体在液体中受到的浮力,同时测出物体排开液体所受的重力,然后比较两者之间的数量关系实验器材弹簧测力计、溢水杯、小石块、小水杯、水、细线等知识点阿基米德原理1.实验:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验步骤用弹簧测力计分别测出小石块所受的重力和小水杯所受重力;把小石块浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数,同时用小水杯收集小石块排开的水;测出小水杯和小石块排开的水所受的总重力;把测量结果记录到表格中 实验数据得出结论阿基米德原理: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的重力2.计算公式F浮=G排=m排g=ρ液V排g。由表达式可知,F浮只与ρ液和V排有关,与“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验结论一致。3.使用阿基米德原理的注意事项 例(2018湖南岳阳二模)将重6N的物体浸没在装满水的杯中,溢出了4N的水,物体受到的浮力是 ()A.10NB.6NC.4ND.2N解析根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力大小等于排开的液体受到的重力,所以应选C。答案C题型一探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系例1(2019北京房山期末)在探究浮力问题时,某同学做了如图10-2-1所示实验。测量时弹簧测力计的示数分别是F1、F2、F3和F4。测得F1=1.5N,F2=0.7N,F3=1N,F4=1.2N,可知F浮=N,F浮G排(选填“”、“=”或“”)。图10-2-1解析物体受到的浮力等于重力减去物体浸在水中时弹簧测力计的示数,所以物体受到的浮力F浮=F1-F3=1.5N-1N=0.5N,由图可知,排开液体的重力G排=F4-F2=1.2N-0.7N=0.5N,所以F浮=G排。答案0.5=点拨解答与“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”(有时也称为“验证阿基米德原理”)实验有关的题目时,要注意理顺以下四个实验数据的测量方法和关系:物体的重力、空烧杯(或桶)的重力、物体浸在液体中时弹簧测力计的示数、烧杯(或桶)和溢出的液体的总重力。题型二阿基米德原理的应用例2(2018四川乐山中考)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是2.7N。当把零件浸没在水中时,弹簧测力计的示数是1.7N。现把该零件浸没在另一种液体中时,弹簧测力计的示数是1.9N,求:(g=10N/kg)(1)该零件浸没在水中时受到的浮力F浮;(2)该金属零件的密度ρ金;(3)另一种液体的密度ρ液。方法归纳对于涉及两个过程的问题,关键是要找到两个过程间的不变量,它往往是联系两个过程的桥梁,如本题中V排=V=V排'。解析(1)金属零件的重力G= =2.7N,零件受到水的浮力:F浮=G- =2.7N-1.7N=1N;(2)由F浮=ρ水V排g得金属零件的体积:V=V排= = =1×10-4m3;金属零件的质量:m= = =0.27kg,金属零件的密度:ρ金= = =2.7×103kg/m3;(3)浸没在另一种液体中时受到的浮力:F浮'=G- =2.7N-1.9N=0.8N,由F浮'=ρ液V排'g、V排'=V=V排得液体的密度:ρ液= = =0.8×103kg/m3。答案(1)1N(2)2.7×103kg/m3(3)0.8×103kg/m31F示2F示Fρg浮水331N110kg/m10N/kgGg2.7N10N/kgmV-430.27kg110m3F示'FVg浮排-430.8N110m10N/kg知识点阿基米德原理1.(2019湖北武汉模拟)如图10-2-1所示,把装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入水中,在这个过程中 ()图10-2-1A.托盘秤的示数在增大B.托盘秤的示数保持不变C.烧杯底部对托盘的压力在减小D.烧杯内的水对烧杯底部的压力在增大答案A装满水的烧杯放在托盘秤的盘子里,再把空的饮料罐缓缓按入水中时,饮料罐排开水的体积变大,受到水的浮力变大,手受到的反作用力变大,水溢出后流进托盘秤的盘子里,秤盘里物体的总质量不变,而手受到的反作用力变大,故秤的示数变大,A正确、B错误;由于烧杯里盛满了水,故排开水后,烧杯内水的高度仍不变,烧杯底部对托盘的压力总等于满杯水的重力,烧杯内的水对烧杯底部的压力不变,故C、D错误。2.(2018山东济宁期中)下面关于浮力的说法中,正确的是 ()A.只要液体密度大,对浸在其中物体的浮力就一定大B.只要物体的体积大,所受的浮力就一定大C.阿基米德原理只适用于液体D.物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和浸在液体中的深度无关答案D物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力,与物体的形状和浸在液体中的深度无关,与液体密度和物体排开的液体的体积有关。阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。3.(2017安徽宣城二模)如图10-2-2是我国研发的“圆梦”号平流层飞艇。该飞艇依靠浮力可升到20km高的平流层,其推进系统由太阳能电池提供能量。推进器产生的推力与气流对飞艇的水平作用力平衡,可使飞艇长时间悬停。若飞艇的气囊体积为3×104m3,平流层空气密度取0.06kg/m3,则飞艇在平流层受到的浮力约为N。(g=10N/kg) 图10-2-2答案1.8×104解析飞艇在平流层受到的浮力:F浮=ρ空气gV排=0.06kg/m3×10N/kg×3×104m3=1.8×104N。4.(2019山东济南历城期中)在“阿基米德解开王冠之谜”的故事中,若王冠的质量为490g,浸没在水中称时,王冠重4.5N,求(g取10N/kg):(1)这顶王冠所受的重力是多少牛顿?(2)这顶王冠浸没时所受的浮力是多少牛?(3)这顶王冠浸没时排开水的重力是多少牛?(4)这顶王冠浸没到水中时排开的水的质量是多少?答案(1)4.9N(2)0.4N(3)0.4N(4)40g解析(1)王冠重力G1=m1g=0.49kg×10N/kg=4.9N;(2)王冠浸没时所受的浮力F浮=G1-G2=4.9N-4.5N=0.4N;(3)由阿基米德原理知王冠浸没时排开的液体重力G排=F浮=0.4N;(4)排开水的质量m排= = =0.04kg=40g。Gg排0.4N10N/kg1.(2019河南南阳一模)下面关于浮力的说法中,正确的是 ()A.只要液体的密度大,对浸在其中物体的浮力就一定大B.同一木块在北京和广州浸入湖水中所受的浮力不同C.只要物体的体积大,所受的浮力就一定大D.阿基米德原理适用于气体答案D由阿基米德原理知,浮力的大小是由排开的液体或气体的密度和物体排开液体或气体的体积决定的,故A、C错误;当排开水的体积相同时,浮力一定相等,故B错误;阿基米德原理适用于液体,同样适用于气体,故D正确。2.(2018湖北武汉洪山三模)如图所示,某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中,当饮料罐全部浸入水中后,继续向下压一段距离,共用时t0,此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的 ()  答案A根据公式F浮=ρgV排可知,排开水的体积一定时,受到的浮力将不再变化;选项A表示一开始饮料罐就受到浮力作用,然后浮力逐渐增大,最后保持不变,符合实际;选项B表示饮料罐所受浮力从0逐渐变大,最后不变,不符合实际;选项C表示饮料罐受到的浮力保持不变,不符合实际;选项D表示饮料罐一开始受到浮力作用,然后浮力逐渐增大,最后保持不变,但浮力增大阶段不是成线性增大,不符合实际。3.如图所示为某校校园艺术节时气球悬挂一幅竖标的情景。已知气球的体积为8m3,气球(含内部所充气体)、标语及细绳的总质量为9kg,空气的密度为1.29kg/m3。g取10N/kg,则气球所受浮力为多大?答案103.2N解析气球所受浮力F浮=ρgV=1.29kg/m3×10N/kg×8m3=103.2N。 4.(2019北京模拟)如图所示,质量为7.8kg的实心合金球被轻细线悬挂于弹簧测力计下端,并浸没在水中处于静止状态,此时弹簧测力计的示数为48N。已知图中盛水容器的底面积为0.05m2,取g=10N/kg。则: (1)该合金球所受浮力的大小?(2)与球未放入水中时相比,合金球浸没后水对容器底部的压强增大多少?(3)该合金球的密度是多大?答案(1)30N(2)600Pa(3)2.6×103kg/m3解析(1)合金球所受的重力G=mg=7.8kg×10N/kg=78N;合金球所受浮力F浮=G-F'=78N-48N=30N;(2)根据阿基米德原理可知,水对容器底部的压力增大ΔF=G排=F浮=30N,故水对容器底部的压强增大量Δp= = =600Pa;(3)合金球的体积V球=V排= = =3×10-3m3,合金球的密度ρ= = =2.6×103kg/m3。ΔFS230N0.05mFρg浮水3330N110kg/10N/kgmmV-337.8kg310m1.(独家原创试题)自2019年3月1日起,泰山西麓的彩石溪景点取消了50元的门票,小明得知该消息后,五一放假一家人去彩石溪游玩。小明从彩石溪发现一块漂亮的彩色小鹅卵石并带回家,鹅卵石的形状呈卵形,小明用细线系住它挂在弹簧测力计下,并缓慢匀速浸入水中,鹅卵石从刚接触水面到浸没在水中并继续向下一小段时间,弹簧测力计的示数随时间变化的图象可能是下列图中的 () 答案C在鹅卵石从刚接触水面到浸没在水中并继续向下一小段时间,排开水的重力先变大,后不变,弹簧测力计的示数F'=G-F浮,故其示数先变小,后不变,但由于鹅卵石形状呈卵形,它匀速浸入到水中,所以示数变化规律为“慢-快-慢-不变”,正确的图象为C。2.(2018四川德阳中考)体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图10-2-3所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是 ()图10-2-3A.铅球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大答案D由图可知,铅球、铜块和木块均浸没在同种液体中,体积相同的铅球、铜块和木块排开液体的体积相等,由F浮=G排=ρ液gV排可知,它们受到的浮力一样大。3.在弹簧测力计下悬挂一个金属零件,示数是7.4N,当把零件浸没在密度为0.8×103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6N。g=10N/kg,求:(1)金属零件所受浮力;(2)金属零件的体积;(3)金属零件的密度。答案(1)0.8N(2)1×10-4m3(3)7.4×103kg/m3解析(1)零件所受的浮力F浮=G-F拉=7.4N-6.6N=0.8N;(2)把零件浸没在油中,由F浮=ρ油V排g得:V零件=V排= = =1×10-4m3;(3)金属零件的质量m= = =0.74kg,其密度ρ= = =7.4×103kg/m3。Fρg浮油330.8N0.810kg/m10N/kgGg7.4N10N/kgmV零件-430.74kg110m1.(2019广东广州中考)两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体,把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体,最后处于图所示状态。甲、乙排开液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比 () A.甲所受浮力更大B.乙所受浮力更大C.甲、乙所受浮力一样大D.不知道液体密度无法比较浮力大小答案C根据阿基米德原理可知,由于甲、乙排开液体的重力相等,所以甲、乙所受浮力相等。2.(2018江苏扬州中考)为了验证阿基米德原理,小明在一只塑料袋(塑料袋很轻很薄)中装入大半袋水,用弹簧测力计测出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再将塑料袋慢慢浸入水中,观察到测力计的示数变,说明盛水的塑料袋排开越大,受到的浮力越大。继续将塑料袋慢慢浸入水中,当观察到现象时,弹簧测力计的示数为零,由此验证了阿基米德原理。小华准备将塑料袋装满水做同样的实验,操作时发现,塑料袋尚未完全浸入水中弹簧测力计的示数已为零,这是的缘故。 答案小水的体积袋内水面与烧杯中的水面相平的塑料袋中水没有装满解析在塑料袋慢慢浸入水的过程中(袋内水面与烧杯中的水面相平之前),由于塑料袋排开水的体积增大,根据F浮=ρ水gV排可知