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(共28張PPT)
物理 人教版（2024）
八年級(jí)下冊(cè)
第十章　浮力
第2節(jié)　阿基米德原理
預(yù)習(xí)清單
1.用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量計(jì)算浮力的公式：______________。
2.物體浸在液體中的_________越大、液體的_________越大，它受到的浮力就越大。
3.浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它_______________________，這就是著名的阿基米德原理，其公式表示就是F浮=___________________。
4.阿基米德原理不僅適用于_______，也適用于________。
F浮=G-F示
體積
密度
排開的液體所受的重力
G排=ρ液gV排
液體
氣體
導(dǎo)入新課
講述阿基米德鑒定皇冠的故事。
思考：
阿基米德是利用什么原理來解決這個(gè)棘手的問題的呢
將皇冠和相同質(zhì)量的金子分別浸入盛滿水的容器中,收集它們排出的水。如果兩者排出的水的體積不同,說明皇冠中摻了其他金屬。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)探究:用手將一個(gè)空的飲料罐慢慢地按入裝滿水的溢水杯中,并用一個(gè)空燒杯收集溢出的水。
提出問題:隨著飲料罐浸入水中的體積越來越大,溢水杯里的水有什么變化 溢出來的水與飲料罐浸入水中的體積有什么關(guān)系呢
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
觀察現(xiàn)象并總結(jié):飲料罐浸入水中的體積越大,燒杯中溢出的水也越多;溢出水的體積等于飲料罐浸入水中的體積,溢出來的水可稱為排開的水,得出物體“浸在水中的體積”等于“它排開的水的體積”,即V浸 =V排 。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
思考:
1.飲料罐在水中受到的浮力與什么因素有關(guān)呢
2.當(dāng)飲料罐浸入水中的體積越來越大時(shí)，飲料罐受到的浮力改變了嗎？你的手有什么感受？
3.你能分析浮力變大的原因嗎
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
提出問題:物體所受的浮力F浮 跟它排開液體的重力G排液 有什么關(guān)系呢
猜想:浮力的大小跟排開液體所受的重力G排液 相等。
探究實(shí)驗(yàn):浮力的大小跟物體排開液體所受重力的關(guān)系。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
1.需要測(cè)量的量有什么
提示:物體所受的浮力F浮 跟它排開液體的重力G排液。
2.如何測(cè)量物體受到的浮力
提示:二次稱重法。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
3.如何測(cè)量被物體排開液體的重力
4.需要哪些實(shí)驗(yàn)器材
提示:彈簧測(cè)力計(jì)、水、溢水杯、金屬圓柱體、細(xì)線、小桶(合理即可)。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:
1.實(shí)驗(yàn)器材:彈簧測(cè)力計(jì)、水、體積不同重物塊若干、細(xì)線、溢水杯、小桶。
2.實(shí)驗(yàn)步驟:
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
(1)將小桶懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,當(dāng)小桶保持靜止時(shí),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),將數(shù)據(jù)G桶 記錄在表格中。
(2)用細(xì)線將物塊系好后懸掛在已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,當(dāng)物塊保持靜止時(shí),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),將數(shù)據(jù)G物 記錄在表格中。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
(3)將懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的物塊緩慢浸沒在溢水杯內(nèi)的水中,使物塊不接觸溢水杯,同時(shí)用小桶收集溢出的水,當(dāng)物塊靜止且溢水杯中的水不再流出時(shí),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),將數(shù)據(jù)F示 記錄在表格中。
(4)將裝有溢出的水的小桶懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上,當(dāng)小桶保持靜止時(shí),讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),將數(shù)據(jù)G總 記錄在下面的表格中。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
(5)物塊受到的浮力F浮 =G物 -F示 ,物塊排開的水受到的重力G排 =G總 -G桶 。
(6)換用體積不同的物塊和不同的液體多進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn)。
分析總結(jié):物塊全部浸沒于液體中時(shí),有F浮 =G排 。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
思考:
如果物塊只是部分浸入液體中,那么,它所受的浮力是否還等于它排開液體的重力呢
提示:可以用漂浮在水中的木塊做實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一下。
提示:和物塊浸沒時(shí)不一樣的地方是,木塊漂浮時(shí),F浮 =G物 ,不需要再用稱重法來測(cè)量浮力。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)步驟:
分析數(shù)據(jù),得到結(jié)論:物體未全部浸沒于液體中時(shí),也有F浮 =G排 。
任務(wù)一：探究物體所受的浮力和它排開的液體所受的重力的關(guān)系
3.交流評(píng)估:交流在實(shí)驗(yàn)過程所存在的問題以及解決方案。
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:物體受到的浮力和它排開液體的重力的大小始終完全相同。即物體所受的浮力等于它排開液體的重力。
任務(wù)二：阿基米德原理
大量實(shí)驗(yàn)結(jié)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。
公式表示：F浮= G排=m排g=ρ液gV排。
注意：V排是指物體排開液體的體積，不是指物體自己的體積。
適用范圍：不光液體，氣體也可以對(duì)浸入其中的物體有浮力的作用，浮力的大小也都滿足阿基米德原理。
任務(wù)三：阿基米德原理的應(yīng)用
例題 有一杯水、一杯鹽水和一塊重0.22 N、密度為1.1×103 kg/m3的塑料塊。
(1)該塑料塊浸沒在水中時(shí)受到多大的浮力？
(2)若該塑料塊在某種鹽水中是漂浮的，它所受浮力的大小等于它所受到的重力，浸在鹽水中的體積就塑料塊總體積的90%，則鹽水的密度是多少？(g取10 N/kg)
任務(wù)三：阿基米德原理的應(yīng)用
核心總結(jié)
1.阿基米德原理：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。
2.阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式和導(dǎo)出式:
(1)數(shù)學(xué)表達(dá)式:F浮 =G排 。
(2)數(shù)學(xué)導(dǎo)出式:F浮 =G排 =m排g=ρ液V排g(液體和氣體都適用)。
課堂評(píng)價(jià)
1.小芳為了驗(yàn)證阿基米德原理，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。已知g取10 N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，請(qǐng)回答問題：
課堂評(píng)價(jià)
(1)比較圖甲和圖丙中的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可知，水對(duì)物塊產(chǎn)生的浮力為_____N。
(2)比較圖乙和圖丙中量筒的示數(shù)可知，物塊排開的水重為________N。
(3)從這個(gè)實(shí)驗(yàn)可知，物塊在水中受到的浮力_______(選填“大于”“小于”或“等于”)物塊排開的水受到的重力。
1
1
等于
課堂評(píng)價(jià)
2.一金屬塊在空氣中受到的重力為39 N,把它全部浸沒水中稱時(shí)(金屬塊未接觸底面),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為34 N。g 取10 N/kg。求:
(1)該金屬塊受到水對(duì)它的浮力;
(2)該金屬塊的體積;
(3)該金屬塊的密度。
5 N
500 cm3
7.8 g/cm3
課堂評(píng)價(jià)
3.將物塊豎直掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,在空氣中靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1=2.6 N。將物塊的一部分浸在水中,靜止時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2=1.8 N。g 取10 N/kg。求:
(1)物塊受到的浮力;
(2)物塊浸在水中的體積。
0.8 N
8×10-5 m3
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