資源簡介

10.2 阿基米德原理
素養目標
1.通過實驗探究,得出物體所受浮力和物體排開液體重力的關系。
2.會根據阿基米德原理及其變形公式進行簡單計算。
3.能根據阿基米德原理和平衡條件,進行比較綜合的計算。
◎重點:探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系。
【預習導學】
生活中的物理
如圖,把裝滿水的燒杯放在盤子里,再把易拉罐按入水中;繼續下按,手感受到浮力變大,同時燒杯內排出的水變多。
易拉罐受到浮力大小與排開水的多少有什么關系
重點梳理
知識點一 阿基米德原理
1.內容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它 。
2.計算公式:F浮= 。
(1)展開公式
①F浮= (用排開液體質量表示);
②F浮= (用排開液體體積表示)。
(2)變形公式:由F浮=ρ液gV排得,
①求排開液體體積的公式:V排= ;
②求液體密度的公式:ρ液= 。
·學習小助手·
V物、V排、V溢的大小關系
(1)物體浸沒時:V排=V物。
(2)容器裝滿液體時:V排=V溢。
對點自測
1.某物體質量為2 kg,所受重力大小為 N,方向 ,將該物體丟入水中,排開液體的體積為1×10-3 m3,它受到的浮力為 N。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取9.8 N/kg)
【參考答案】
知識點一
1.排開液體所受的重力
2.G排
(1)①m排g
②ρ液gV排
(2)①
②
對點自測
1.19.6　豎直向下　9.8
知識點二 平衡法計算物體浮力
如上圖,設物體受到浮力為F浮、測力計或細線的拉力為F拉、容器底的支持力為F支,則浮力大小:
(1)甲:F浮= ;
(2)乙:F浮= ;
(3)丙:F浮= ;
(4)丁:F浮= ;
(5)戊:F浮= 。
對點自測
2.如圖所示,重為3 N的長方體木塊浸沒在裝有水的柱形容器中,細線對木塊的拉力為2 N,木塊受到水的浮力為 N。
【參考答案】
知識點二
(1)G物
(2)G物
(3)G物-F拉
(4)G物+F拉
(5)G物-F支
對點自測
2.5
【合作探究】
任務驅動 探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系
1.探究目的:探究浮力的大小跟 的關系。
2.探究方法:
(1)測量浮力的方法:利用稱重法,可得
F浮= ;
(2)測量排開液體重力的方法:物體浸在液體前,先把容器裝滿液體;物體浸入液體后,排開的液體 (選填“全部”或“部分”)溢出進入小桶中,稱量得到排開液體的重力。
3.探究過程:
(1)如上圖所示,小明按照下面的實驗步驟依次進行實驗:
甲:測出空桶的重力F1=0.3 N;
乙:測出鋁塊的重力F2=1.8 N;
丙:把鋁塊浸沒在溢水杯中,讀出彈簧測力計的示數F3=1.6 N;
丁:測出小桶和溢出水的總重力F4=0.5 N。
(2)通過計算得出F浮= N,G排= N。
(3)實驗結論:F浮 G排。
4.實驗評估:
(1)如果鋁塊浸入水中前,溢水杯中水沒有裝滿,那么會導致 圖中彈簧測力計示數偏 ,從而得出F浮 G排的錯誤結論。
(2)如果把實驗步驟調整為乙、丙、丁、甲,會使得 (選填“F浮”或“G排”)數據不準確,偏 。
(3)丙中,如果鋁塊沒有浸沒在水中, (選填“影響”或“不影響”)得出正確結論。
5.實驗拓展:
在水中下沉的鋁塊受到的浮力等于排開水的重力。那么,在水中漂浮的物體受到的浮力是否也等于排開水所受的重力呢 為此,小明又設計了下面的實驗:
①小明同學用彈簧測力計分別測出了空桶A、B的重力,如圖甲、乙所示,則桶A重為
N,桶B重為 N。
②將空桶A輕輕放入盛滿水的溢水杯中,用桶B接住溢出來的水,如圖丙所示。則空桶A受到的浮力為 N。
③測出桶B和溢出水的總重力,如圖丁所示,則桶A排開水的重力為 N。
④分析以上探究過程可以得到的結論是漂浮在液體中的物體,受到浮力的大小
(選填“小于”、“等于”或“大于”)該物體排開液體的重力。
【參考答案】
驅動
1.排開液體所受重力
2.(1)G物-F拉
(2)全部
3.(2)0.2　0.2
(3)=
4.(1)丁　小　>
(2)G排　小
(3)不影響
5.①2　1.6
②2
③2
④等于

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