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(共30張PPT)
阿基米德原理
第2節
第十章 浮力
（人教版）八年級
下
01
新課標要求+課標解讀
02
學習目標
1. 知道阿基米德原理并且能對公式進行變形
2. 能根據阿基米德原理以及稱重法計算液體密度
3. 能夠注意到課本實驗與阿基米德原理的區別
4. 能結合數學幾何公式與阿基米德原理公式解決問題
5. 知道由于物體移動所導致的液面的變化
對于形狀規則、并且物體的上下兩個表面都和液面平行的物體，我們可以利用F浮=F向上－F向下計算物體受到的浮力。情境說明：邊長為L的正方體浸沒在密度為ρ液的液體中，上表面距離液體表面的深度為h，物體的浮力為F浮，排開液體所受的重力為G排。
上述是規則物體得到的結論，那么不規則的物體，上述結論也適用嗎？
03
課堂導入
04
浮力的大小
實驗：探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系
實驗思路 ：
本實驗需要先測量兩個量：物體所受的浮力和物體排開液體所受的重力，然后分析它們的關系。
1. 怎樣測量物體所受浮力的大??？
2. 怎樣測量物體排開液體所受的重力？
3. 如果要減小實驗誤差，應該怎樣設計實驗操作的順序？
實驗過程：
以下是用溢水杯和彈簧測力計進行操作的一種實驗方案。
1. 用彈簧測力計測量空桶所受的重力
2. 用彈簧測力計懸掛一個物體，
讀出物體在空氣中和浸在水中靜止時彈簧測力計的示數，
計算物體在水中所受浮力的大小。
同時用小桶將排開的水收集起來。
3. 用彈簧測力計測量裝水小桶所受的重力，
計算排開的水所受的重力。
04
浮力的大小
04
浮力的大小
最后把（自己）測量的實驗數據記錄在下表中。
04
浮力的大小
大量的實驗結果表明，浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。用公式表示就是：
由于是對應的液體，該公式還可以變形為：，當物體完全浸在在液體中時，該公式還能進一步寫成
結論的適用范圍：物體（不規則也行）在流體（液體和氣體）中所受浮力的大小均能用。
由于該實驗都是用彈簧測力計拉著物體，并沒有做物體沉底、懸浮和漂浮狀態下的驗證，因此不具備普遍性（故不能全面驗證阿基米德原理）
05
物體移動導致的液面變化
從模擬器的數據中（沒標單位，但是已經統一了），有幾個地方與要注意：（1）液面變化是從物體與液面剛開始接觸時（或者有一部分在液體里面，一部分在液體外面）才作數；
（2）完全浸沒的過程中無論怎么樣移動物體，液面始終不變；
（3）只能適用于柱體，適用于任何情況。
05
物體移動導致的液面變化
物體上升前液面的高度
物體上升后液面的高度
對公式的理解：
柱體上升的過程中，同時伴隨著液面下降，液體只能從柱體與容器間的縫隙下降，而下降的液體的體積就是柱體上升的體積（空出了多少空間，液體去填滿），因此可以選擇此公式計算液面下降的高度。還能從圖中得到以下關系式：，還能變形得到：，即：（只適用于柱體）。當S容遠遠大于S物的時候（有時候題目會直接說不計液面變化），我們的=0.
05
物體移動導致的液面變化
對公式的理解：
V
V
我們可以先用一個不規則的物體來舉例子：如圖，體積為V的物體完全浸沒在液體中時，那么 V排就是V，可以看成有V的體積的水的位置被占用，體積為V的水就跑到原水面之上，之后由于液體的流動性，會平攤到容器里面，因此，接下來我們看看另一種規則的柱體的情況：其實可以等于①②④的體積除以S容 。但是①②的體積之和實際上就是③的體積，因此
①
②
③
④
06
利用阿基米德原理求半球球面的壓力
此類問題我們可以先用阿基米德原理求出一個完整的球所受的浮力，然后再“對半分”得出半個球的浮力，再看是求下表面還是上表面，我們就留下對應的那個面就行了。我們以求上表面的壓力為例：
水面
h
下表面受到的水的壓力：
對半分
對半分
06
利用阿基米德原理求半球球面的壓力
水面
如圖，正方體的邊長為 h，上表面距離水面的高度為 h1；則上表面所受水的壓力為：（不論是和容器底部緊密接觸（無浮力），還是不緊密接觸（有浮力），這個壓力都不變）；若有浮力存在，則還能得到。說明有浮力時，其上表面受到的壓力和沒有浮力時上表面受到的是一樣的（因為上表面距離水面的深度與是否緊密接觸基本上可以認為是沒有關系的）。
長方體、半球均適用于該結論。
h1
h
h1
h
07
習題練習
D
07
習題練習
C
07
習題練習
D
07
習題練習
B
07
習題練習
D
07
習題練習
無關
上
增大
0.3
越大
07
習題練習
沒有控制物體排開液體的體積相同
1.1
不變
07
習題練習
0.5
排開液體的體積
無關
可靠
偏大
3.8×103
0.8×103
07
習題練習
C
07
習題練習
實驗步驟 B C D E F
彈簧測力計示數/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9
2.7
體積
密度
500
0.8×103
2.7
偏小
07
習題練習
凹陷程度
1.6
40
07
習題練習
答案：(1)10N；(2)1000cm3；(3)500Pa
07
習題練習
07
習題練習
09
作業布置
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