資源簡介

(共27張PPT)
阿基米德原理
第2節(jié)
第九章 浮力
初/中/物/理——八年級下冊 —————————————————————
1. 知道阿基米德原理，會用阿基米德原理進行簡單計算。
3. 通過阿基米德原理的探究活動，體會科學(xué)探究的樂趣；通過運用阿基米德原理解決實際問題，意識到物理與生活的密切聯(lián)系。
2. 經(jīng)歷探究阿基米德原理的實驗過程，進一步練習(xí)使用彈簧測力計測浮力。
重點
重點
學(xué)習(xí)目標
一個雞蛋有多重？
一名中學(xué)生的重約為？
一頭成年大象有多重？
你知道過去人們是如何稱大象體重的嗎？
新課引入
曹
沖
稱
象
新課引入
曹沖稱象啟示
閱讀書本第105頁，回答下面的問題：
1.大象或石塊越重，船的吃水深度_______，被船排開的水_____；
2.物體受到的浮力的大小與它_______________有著密切的關(guān)系。
越深
越多
排開水的多少
新課引入
知識構(gòu)建
m = ρV
G = mg
物體浸在液體中的體積越大
液體的密度越大
它受到的浮力就越大
排開液體的體積
液體的密度
物體排開液體的體積越大
液體的密度越大
它受到的浮力就越大
排開液體的質(zhì)量
排開液體所受的重力
關(guān)系？
如何獲得？
如何獲得？
浮力的大小
實驗：探究浮力的大小
知識構(gòu)建
F浮 = G – F
G排 = G桶+水 – G桶
G桶
G
F
G桶+水
物體、彈簧測力計、溢水杯、小桶等
實驗器材
如何獲得？
排開液體所受的重力
如何獲得？
浮力的大小
F3
F1
F2
F4
實驗：探究浮力的大小
為了探究浮力的大小與排開液體所受的重力之間的關(guān)系，請將上述實驗步驟①、②、③、④，進行最合理的排序： 。
①
②
③
④
③、①、②、④
次數(shù) 物體所受的重力/N 小桶所受的重力/N 物體在水中時測力計的讀數(shù)/N 小桶和排開水所受的總重力/N 排開水所受的重力/N 浮力/N
1
2
3
…
實驗數(shù)據(jù)記錄表格
實驗：探究浮力的大小
實驗：探究浮力的大小
實驗數(shù)據(jù)記錄表格
次數(shù) 物體所受的重力/N 小桶所受的重力/N 物體在水中時測力計的讀數(shù)/N 小桶和排開水所受的總重力/N 排開水所受的重力/N 浮力/N
1 1.15 0.3 0.85 0.6 0.3 0.3
2 1.15 0.3 0.7 0.75 0.45 0.45
3 1.15 0.3 0.45 1 0.7 0.7
…
浮力的大小等于物體排開液體所受的重力
實驗結(jié)論
F浮 = G排
阿基米德原理
不僅適用于液體
也適用于氣體
為了得出普遍規(guī)律，我們應(yīng)如何改進？
更換不同物體，
重復(fù)多次實驗
實驗：探究浮力的大小
1.想要順利完成阿基米德原理實驗，物體密度與液體密度之間應(yīng)該滿足什么樣的關(guān)系？原因是？
交流討論
2.實驗前的準備，溢水杯中水應(yīng)該加至哪里？若沒有，則會導(dǎo)致物體所受浮力大小如何變化？排開液體的重力如何變化？F浮與G排的關(guān)系是？
3.實驗過程中若物體沒有完全浸沒在溢水杯中，是否可以驗證阿基米德原理？
ρ物>ρ液
若ρ物<ρ液,彈簧測力計會不能處于拉伸狀態(tài)，影響實驗測量
F浮不變
溢水杯中應(yīng)裝滿水
G排變小
F浮>G排
可以
實驗：探究浮力的大小
N
kg/m3
N/kg
m3
F浮= G排=m排g=ρ液gV排
液體和氣體
1、內(nèi)容：浸在液體里的物體受到 的浮力，浮力的大小 被物體排開的液體所受的重力。
2、數(shù)學(xué)表達式： 。
3、用于計算的導(dǎo)出式： 。
豎直向上
F浮=G排
等于
4、單位：
F浮=ρ液gV排
5、適用范圍： 。
阿基米德原理
知識構(gòu)建
阿基米德原理
F浮 = G排 = m排g = ρ液V排g
F浮 = ρ液V排g
V排
F浮
ρ液g
=
ρ液
F浮
V排g
=
F浮 = G排
知識構(gòu)建
（公元前287—前212年）
阿基米德
阿基米德是古希臘杰出的數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。他青年時代曾在古希臘世界文化中心亞歷山大里亞學(xué)習(xí)，在那里研究天文學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)。他發(fā)明了阿基米德螺旋提水器和靠水力發(fā)動的天象儀；系統(tǒng)總結(jié)并嚴格證明了杠桿定律，為靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)；發(fā)現(xiàn)了阿基米德原理，奠定了流體靜力學(xué)的基礎(chǔ)。
公元前212年，阿基米德所在的敘拉古城被羅馬軍隊占領(lǐng)，正在沙地上畫著幾何圖形聚精會神地思考問題的阿基米德，被闖進來的羅馬士兵殺死。
知識拓展
獨木舟
人類發(fā)展的歷史中，很早就開始利用浮力，后來人們發(fā)明了船。
知識拓展
F浮 = ρ液V排g
鋼鐵制成的萬噸巨輪浮在水面為什么不下沉？
用鋼板制成的萬噸巨輪是空心體，能排開的水量很多，受到的巨大浮力足以使鋼鐵巨輪浮在水面上。
知識拓展
知識遷移
1. 某實驗小組利用彈簧測力計、石塊、溢水杯等器材，按照如圖所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。
（1）先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊所受的重力，其中石塊所受的重力大小為 N。
3.8　
（2）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為 N
石塊排開的水所受的重力可由 （填字母代號）兩個步驟測出。
（3）由以上步驟可初步得出結(jié)論：浸在水中的物體所受浮力的大小等
于 。
1.4　
A、D　
物體排開水所受的重力　
知識遷移
（4）為了得到更普遍的結(jié)論，下列繼續(xù)進行的操作中，不合理的是
（填字母）。
A. 用原來的方案和器材多次測量取平均值
B. 用原來的方案將水換成酒精進行實驗
C. 用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗
A　
知識遷移
（5）另一實驗小組在步驟C的操作中，只將石塊的一部分浸在水中，其
他步驟操作正確，則 （選填“能”或“不能”）得到與（3）相同的結(jié)論。
（6）圖E是另一個實驗小組的實驗情況，老師一看就指出他們這組存在
錯誤，這個錯誤是 。
能　
實驗前溢水杯中未裝滿水　
知識遷移
2.有一個重7.9N的實心鐵球，當它浸沒在水中時受到多大的浮力？
(g取10N/kg；
鐵球的密度為7.9×103kg/m3)
解：由題意求得鐵球的質(zhì)量:
m鐵= = = 0.79kg
G鐵
g
7.9N
10N/kg
V鐵 = = =1×10-4m3
m鐵
0.79kg
ρ鐵
7.9×103 kg/m3
鐵球的體積:
鐵球排開水的體積等于鐵球的體積:
V排 = V鐵= 1×10-4m3
鐵球排開的水受到的重力:
G排 = m水g
= ρ水V排g
=1.0×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg
= 1N
根據(jù)阿基米德原理得：
F浮 = G排 = 1N
知識遷移
3.估算一下自己在空氣中所受浮力大小。
V人 = = = 5×10-2m3
m人
50kg
ρ人
1.0×103kg/m3
解：某同學(xué)的體積:
排開空氣的體積等于該同學(xué)的體積:
V排 = V人= 5×10-2m3
空氣中所受浮力:
F浮 = ρ空V排g
=1.29kg/m3×5×10-2m3×10N/kg
= 0.645N
(人的密度近似等于水的密度，空氣的密度是1.29kg/m3 )
G人 = m人g
=50kg×10N/kg
= 500N
為什么平時忽略我們在空氣中受到的浮力呢？
知識遷移
由圖知，四個球排開水的體積：
V甲 ＜ V乙＜ V丙 = V丁，
根據(jù)F浮 = ρ水gV排可知四個球受到的浮力：
F甲 ＜ F乙＜ F丙 = F丁，由此可知：B正確，ACD錯誤
4.體積相同而材料不同的小球甲、乙、丙、丁，靜止在容器的水中，如圖所示。這四個小球所受的浮力分別為F甲、F乙、F丙、F丁，則（　）
A. F甲 = F乙 B. F甲＜F丁
C. F乙＞F丙 D. F丙＞F丁
B
甲
乙
丙
丁
知識遷移
氣球是“浸沒”在空氣中的，因為體積相同，所以排開空氣的體積相同，根據(jù)公式F浮=ρ空氣gV排可知,兩氣球受到的浮力相等，選項B正確；由體積相同， ρ氫氣＜ ρ空氣 ，可得G氫＜G空
5.如圖所示，兩只相同的氣球，分別充入氫氣和空氣，充氣后體積相同，放飛氣球時只有氫氣球升上空中。若它們的重力分別為G氫和G空，在空氣中受到的浮力分別為F氫和F空，則下列判斷正確的是 （ ）
A. F氫＞F空 B. F氫＝F空
C. G氫＞G空 D. G氫＝G空
B
知識遷移
6.在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件，示數(shù)是2.7N，當把零件浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)是1.7N．求：
（1）該零件浸沒在水中時受到的浮力；
（2）該金屬零件的密度。
解：
（1）根據(jù)題意得金屬零件重力：G = F1 = 2.7N，
受到的浮力：F浮 = G — F2 = 2.7N — 1.7N =1N；
（2）由F浮 = ρ水gV排得金屬零件的體積：
V = V排= =
= 1×10-4m3
F浮
1N
ρ水g
1×103kg/m3×10N/kg
金屬零件的質(zhì)量：
m = = = 0.27kg
G
g
2.7N
10N/kg
金屬零件的密度：
ρ = = = 2.7×103kg/m3
m
V
0.27kg
1×10-4m3
知識遷移
知識小結(jié)
阿基米德原理
阿基米德原理
實驗順序：嚴格按照如圖順序(牢記)
表達式：F浮=F2-F3
G排=F4-F1
驗證數(shù)據(jù)：F2-F3=F4-F1
結(jié)論：F浮= G排
內(nèi)容：浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力。
數(shù)學(xué)表達式：F浮= G排
推導(dǎo)式子：F浮= G排=m排g=ρ液gV排
變形式子：
V排
F浮
ρ液g
=
ρ液
F浮
V排g
=
探究浮力的大小

展開更多......

收起↑