7.4阿基米德原理

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7.4 阿基米德原理,鄒城四中八年級(jí)物理組 榮 譽(yù) 出 品,在水中，人有什么感覺？,在水中，人有上浮的感覺，受到了向上的浮力作用。,用鋼鐵制造成的萬噸巨輪在水中， 為什么不下沉？,因?yàn)槿f噸巨輪在水中，受到浮力的作用。,水底下的乒乓球?yàn)槭裁磿?huì)浮到水面？,氫氣球、熱氣球、氣象氣球?yàn)槭裁茨茯v空而起？,氫氣球、熱氣球、氣象氣球在空中受到浮力的作用。,氣體浮力演示實(shí)驗(yàn)介紹： 課本P127,物塊在空氣中，彈簧測(cè)力計(jì) 示數(shù)G（即物塊的重力）。 (2)將物塊浸在水中，彈簧測(cè)力 計(jì)示數(shù)F。,③大?。骸胺Q重法”測(cè)浮力：F浮=G-F,實(shí)驗(yàn)探究1：如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)、物塊、細(xì)線、燒杯、水等器材，比較物塊在空氣和水時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。 步驟：,一、認(rèn)識(shí)浮力,①浮力：液體和氣體對(duì)浸在其中的物體有豎直向上 的托力 作用點(diǎn)：畫在重心上 ②方向：豎直向上 施力物：液體和氣體,思考：兩次示數(shù)相等嗎？為什么？,二、影響浮力大小的因素,實(shí)驗(yàn)猜想,猜想1：浮力可能與液體的密度有關(guān),猜想4：浮力可能與物體的體積有關(guān),猜想3：浮力可能與物體浸入液體的深度有關(guān),其它猜想：…… …… …… ……,實(shí)驗(yàn)探究2：浮力的大小與哪些因素有關(guān)？,猜想2：浮力可能與物體排開液體的體積有關(guān),設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——猜想1：,⑴把雞蛋放入清水中，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。,⑴,⑵,⑵在清水中加鹽，改變水的密度，再觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。,⑴ 在清水中，雞蛋下沉。,⑵清水中加入食鹽后，鹽水的密度增大，雞蛋慢慢上浮直至漂浮的狀態(tài)。,實(shí)驗(yàn)結(jié)論：猜想1 正確，浮力的大小跟液體的密度有關(guān)。,觀察實(shí)驗(yàn)：,⒉ 兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)一樣 嗎？分別是多少？,⒋ 實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？,⒈ 把同一物體浸入相同的液體中。,⒊ 容器中的液體的液面發(fā)生什么樣的變化？,實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)。,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——猜想2：,⑴把物體放入清水中，觀察測(cè) 力計(jì)的讀數(shù) F1 。,⑵改變物體在水中深度，再觀察 測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F2 。,⑶比較兩次的讀數(shù) F1 和 F2 。,測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F1 = 2 N。,測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F2 = 2 N。,結(jié)論：浮力的大小跟物體所在液體中的深度無關(guān)。,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——猜想3：,物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的 有關(guān)，還與物體排開液體的 有關(guān)，而與浸沒在液體中的 無關(guān)。,密 度,體 積,深 度,根據(jù)猜想1、2、3，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：,實(shí)驗(yàn)2，浮力的大小跟物體排開液體的體積有關(guān)。,實(shí)驗(yàn)3，浮力的大小跟物體所在液體中的深度無關(guān)。,實(shí)驗(yàn)1 ，浮力的大小跟液體的密度有關(guān)。,分析歸納,實(shí)驗(yàn)探究 3 浮力的大小---- 阿基米德原理,（1）提出問題 由前知：F浮與液體的_____和物體_____有關(guān)。 因 ρ液×V排→m排×g → G排—— F??？ F浮與G排有什么關(guān)系？ （2）制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ① F浮如何測(cè)？ G排如何測(cè)？ ② 為什么要收集溢出的水？ 怎樣使收集的水恰為排開的水？ ③ 用什么樣的容器接水？如何測(cè)排開的水重？ ④ 怎樣安排實(shí)驗(yàn)順序最為合理，為什么？,ρ液,V排,,a.需測(cè)4個(gè)物理量： 、 、 、 ； b.需算2個(gè)物理量： 、 。 ① G物＝______N； G杯＝______N； ② F拉＝______N； F?。紾物 － F拉＝ ______N； ③ G杯和水＝______N；G排 ＝ G杯和水－ G杯＝_____N c.比較F浮與G排 ，你發(fā)現(xiàn)了什么？,（3）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù),收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：,2.2,1.4,1.8,0.8,0.8,1.9,1.3,1.3,1.3,1.6,比較浮力的大小和物體排開水的重力，你發(fā)現(xiàn)了什么？,4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論——阿基米德原理,浸在液體中的物體所受的浮力的大小 （填“等于”、“大于”或“小于”）該物體排開的液體所受的 。,等于,重力,（1）公式：F浮 = G排= m排 g,有鏈接,（2）大小： 只跟______ 和_______有關(guān)，與物體的ρ物、V物、 m物、形狀、浸沒的深淺h、液體的多少…都___關(guān)！,（4）也適氣體： F浮＝G排氣＝ρ空氣 gV排氣,ρ液,V排,無,=,,=ρ液 g V排,實(shí)驗(yàn)回顧：1、2,小結(jié),1.影響浮力大小的因素： 物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度有關(guān)，還與物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液體中的深度無關(guān)。,2.阿基米德原理： 浸在液體中的物體所受的浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力。,公式：F浮 = G排=ρ液g V排,＝G物－ F示,m排 g =,＝G杯液－ G杯,F浮,G排,ρ液gV排 =,＝,,,測(cè)4量,算2量,,,測(cè)量順序,,知識(shí)結(jié)構(gòu),二、計(jì)算浮力的方法（討論歸納）,1、稱重法: F?。紾物－ F示,2、原理法：F浮 = G排 =m排g,3、公式法: F浮=ρ液gV排,需知： G物、F示--------彈簧測(cè)力計(jì),需知： G排 或 m排 杯中液滿時(shí)：m排=m溢,易錯(cuò)點(diǎn)：V排的單位換算,1、“稱重法”求浮力（利用F浮 =G－F示） 【例1】 一個(gè)金屬球在空氣中稱時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為14.7N，浸沒在水中稱時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為4.9N，求金屬球浸沒在水中時(shí)所受浮力的大小? 一個(gè)1N的鉤碼，掛在測(cè)力計(jì)鉤上,當(dāng)鉤碼浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是0.87N，這個(gè)鉤碼受到的浮力是________N。,已知：G=14.7N F示=4.9N 求： F浮 解： F浮 = G -F示 =14.7N - 4.9N = 9.8N 答：金屬球浸沒在水中時(shí)所受浮力的大小為9.8N,0.13,2、“阿德法”求浮力（利用F浮 = G排） 【例2】 一個(gè)重10 N的石塊，放入盛滿水的燒杯中，溢出水0.6kg。求：石塊受的浮力.（g=10N/kg) 質(zhì)量為300g的物體全部浸沒在盛滿水的容器中，溢出的水是100g，那么物體所受到的浮力是______N。（g=10N/kg),已知：G=10N m溢=0.6kg g=10N/kg 求： F浮 解： F浮 =G 排 = m溢 g= 0.6kg×10N/kg = 6N 答：石塊受浮力為6N,1,3、“公式法”求浮力（利用F浮 = ρ液g V排） 【例3】一個(gè)小球放入量筒的水中，水面由80mL上升到120mL(未溢出)。 求：小球受的浮力。（g=10N/kg) 質(zhì)量5.4kg的實(shí)心鋁球，將它浸沒在水中，則鋁球受到的浮力是多大? (ρ鋁=2.7×103kg/m3, g=10N/kg),已知：V1=80ml V2=120ml ρ水=1.0×103kg/m3 g=10N/kg 求： F浮 解： V = V2-V1=120ml — 80ml=40ml=40cm3=4×10-5m3 F浮 = ρ水g V排= 1.0×103kg/m3×4×10-5m3× 10N/kg = 0.4N 答：小球受浮力為0.4N,解： 由ρ = m/V得 V= m/ρ=5.4kg/ 2.7×103kg/m3 =2×10-3m3 又 ∵ 浸沒在水 ∴ V排= V =2×10-3m3 F浮 = ρ水g V排= 1.0×103kg/m3×2×10-3m3× 10N/kg = 20N 答：鋁球受浮力為20N,,4、“綜合法”求浮力、密度 （利用F浮 = G－F拉和F浮 = ρ液g V排） 【例4】一金屬塊掛彈簧測(cè)力計(jì)下，示數(shù)為2.7N，把它完全浸沒在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.7 N。（g＝10N/kg) 求：（1）F浮 （2）V金屬 （3）ρ金屬,,課堂練習(xí),1、在如圖所示的大魚和小魚的爭(zhēng)論中， 魚的說法正確，這是因?yàn)閮蓷l魚浸沒在同種液體中，它們受到的浮力大小與 有關(guān)。,,大,一個(gè)2N的物體，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，當(dāng)鉤碼浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.2N，這個(gè)鉤碼受到水的浮力是 N,課堂練習(xí),0.8,水,水,水,鹽水,,,,,,1,2,3,4,5,（1）若選用的操作是1、3、5或1、4、5，可研究浮力的大小與 的關(guān)系。,如圖為小華同學(xué)“研究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖,課堂練習(xí),液體的密度,水,水,水,鹽水,,,,,,1,2,3,4,5,（2）若研究浮力的大小與物體排開液體體積的關(guān)系，可選用的操作是 （填序號(hào)）。,課堂練習(xí),如圖為小華同學(xué)“研究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖,1、2、3,水,水,水,鹽水,,,,,,1,2,3,4,5,課堂練習(xí),（3）若研究浮力的大小與物體浸沒深度的關(guān)系，可選用的操作是 （填序號(hào)）,如圖為小華同學(xué)“研究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖,1、3、4,,再見,謝謝,實(shí)驗(yàn)器材：石塊、鋁塊、鐵塊、溢水杯、空杯、測(cè)力計(jì)、水,⑴用彈簧測(cè)力計(jì)先測(cè)出石塊的重力G。,⑵用彈簧測(cè)力計(jì)再測(cè)出空杯子的重力G杯。,1.15N,0.45N,實(shí)驗(yàn)步驟：,練一練,⑶把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯里，用空杯承接從溢水杯里被排開的水，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù) F′。,⑷用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出承接了水后杯子的總重 G總 。,0.70N,0.90N,收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：,1.15,0.70,0.90,0.45,0.45,0.54,0.34,0.20,0.20,0.65,0.78,0.68,0.10,0.55,0.10,比較浮力的大小和物體排開水的重力，你發(fā)現(xiàn)了什么？,