102阿基米德原理.ppt
第第10章章 浮力浮力2阿基米德简介：阿基米德简介：阿基米德阿基米德(Archimedes(Archimedes，约公元前，约公元前287287212)212)是古是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。阿基米德在力学方面的成绩最为突出，奠基人。阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严格地证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。他系统并严格地证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。他在研出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。他在研究机械的过程中，发现了杠杆定律，并利用这一定律设计究机械的过程中，发现了杠杆定律，并利用这一定律设计制造了许多机械。阿基米德曾说过：制造了许多机械。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，假如给我一个支点，我就能撬动地球。我就能撬动地球。” ” 他在研究浮体的过程中发现了浮力他在研究浮体的过程中发现了浮力定律，也就是有名的阿基米德原理定律，也就是有名的阿基米德原理 。一、阿基米德的灵感一、阿基米德的灵感叙拉古国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠王冠制成後，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻他叫来金匠问是否掺了假金匠以脑袋担保，并当面用秤来称，与原来金块的重量一两不差可是，掺上别的东西也是可以凑足重量的国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来，要他解此难题 一连几天，阿基米德闭门谢客，反覆琢磨，因为实心的金块与镂空的王冠外形不同，不砸碎王冠铸成金块，便无法求算其体积，也就无法验证是否掺了假他绞尽脑汁也百思不得其解有一天 阿基米德由澡盆溢水联想到阿基米德由澡盆溢水联想到 返回实验探究：浮力的大小与物体排开液实验探究：浮力的大小与物体排开液 体的重力的关系体的重力的关系二、浮力的大小二、浮力的大小1 1、实验设计：、实验设计：讨论讨论 ：浮力大小如何测量？浮力大小如何测量？ 为什么要收集溢出的水？为什么要收集溢出的水？怎样测出被物体排开的水的重量？怎样测出被物体排开的水的重量？将石块挂在测力计的下方，记下测力计的示数为 N将石块浸没在水中，记下测力计的示数为 NG石块受到的浮力为 NG石块受到的浮力为 N被石块排开的水的重力是 N被石块排开的水的重力是 N阿基米德原理阿基米德原理1.1.内容：内容： 浸在液体里的物体受到向上的浮浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于力，浮力的大小等于物体排开的液体受物体排开的液体受到的重力到的重力。F浮浮=G排排F浮浮=G排排V排排表示物体排开液体的体积，即物体浸入液表示物体排开液体的体积，即物体浸入液体的那部分体积。体的那部分体积。这个原理也适用于气体这个原理也适用于气体所以所以F浮浮=G排排=液液 g V排排=液液 V排排gm排排g因为因为G排排=推论推论:2.2.公式：公式：F F浮浮=液液 g Vg V排排单位：单位： F浮浮牛顿牛顿 液液千克米千克米 V V排排米米 g牛顿牛顿/千克千克 3.3.对原理的理解对原理的理解（1 1）物体）物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全部浸入（即浸没）全部浸入（即浸没）”和和“部分部分浸入浸入”两种情况。两种情况。 不论物体是浸没还是部分浸入在液不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。所受的浮力也越小。浸没浸没部分浸入部分浸入 当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。1、浮力：浸在液体、浮力：浸在液体(或气体或气体)里的物体受里的物体受 到到液体液体(或气体或气体)向上托的力。向上托的力。2、浮力的方向：、浮力的方向：竖直向上竖直向上浮力的大小： 称重法：F F浮浮=G-F=G-F拉拉液液 g v排排 弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时示弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时示数为数为392N392N，浸没在水中时示数为，浸没在水中时示数为342N342N，则物体受到，则物体受到的浮力是多大的浮力是多大? ?计算巩固计算巩固由由F浮浮=G-F拉拉得：得：F浮浮=G-F拉拉=392N-342N=50N201 1、体积为、体积为50dm50dm3 3的物体全部浸没在水中，受到的浮的物体全部浸没在水中，受到的浮力多大？力多大？解析解析: :V V物物=50dm=50dm3 3=0.05m=0.05m3 3因为全部浸没因为全部浸没, ,所以所以V V排排=V=V物物F F浮浮=液液gVgV排排 =1.0=1.010103 3kg/mkg/m3 39.8N/kg9.8N/kg0.05m0.05m3 3 =490N =490N212 2、质量为、质量为15.8kg15.8kg的铁块全部浸没在煤油中，受到的的铁块全部浸没在煤油中，受到的浮力多大？浮力多大？解析解析: :V V铁铁= =15.8kg/(7.9= =15.8kg/(7.910103 3kg/mkg/m3 3)=0.002m)=0.002m3 3因为全部浸没因为全部浸没, ,所以所以V V排排=V=V物物F F浮浮=液液gVgV排排 =0.8=0.810103 3kg/mkg/m3 39.8N/kg9.8N/kg0.002m0.002m3 3=15.68N=15.68N铁铁m m铁铁3、体积是、体积是 10 m3的大铁牛在水中，当它有的大铁牛在水中，当它有1/3的体积的体积露出水面时，则大铁牛受到的浮力有多大露出水面时，则大铁牛受到的浮力有多大?（g取取10Nkg） 解解:=1.0103kg/m3F浮浮=G排排=液液 g V排排 10Nkg=6.7 105N2/3 10m3解解:=1.29kg/m3 10Nkg=7740N600m34、1783年法国物理学家查理做成的世界上第年法国物理学家查理做成的世界上第一个氢气球，体积约是一个氢气球，体积约是600m3，这个气球在地，这个气球在地附近受到的浮力有多大？（设附近受到的浮力有多大？（设空气空气=1.29Kg/m3 g=10N/Kg)=空气空气V排排=m排排gF浮浮=G排排=774Kg=774N=7740N气球排开空气的体积气球排开空气的体积V排排=V气球气球= 600m3排开空气的质量排开空气的质量m排排排开的空气所受的重力排开的空气所受的重力G排排根据阿基米德原理，根据阿基米德原理，气球所受的浮力气球所受的浮力例一例一 体积是体积是 的铁块，一半浸在酒精里，它受到的铁块，一半浸在酒精里，它受到的浮力有多大？（的浮力有多大？（g取取10Nkg） 3cm2003cm1000.08kgg800.8g/cmcm100330.8N10N/kg0.08kg解 : 铁块排开酒精体积 铁块排开酒精重铁块排开酒精质量返回例三铁块、铝块各一个，都重例三铁块、铝块各一个，都重702牛，当它们浸没在水中时，各受到多大的浮力牛，当它们浸没在水中时，各受到多大的浮力（取（取g=10牛牛/千克）千克）已知 ： 求 ：,kg/m107 . 2,kg/m109 . 7N,02. 73333铝铁铝铁GG33kg/m101浮F浮FN6 . 2m106 . 2N/kg10kg/m100 . 1m106 . 2kg/m107 . 2kg702. 0N89. 0m109 . 8N/kg10kg/m100 . 1m109 . 8kg/m109 . 7N02. 7kg702. 010N/kgN02. 73433343335333533排水浮排铝铝铝铝排水浮排铁铁铁铁铝铁gVFVVmVgVFVVmVmm答：铁块受的浮力0.89N，铝块受的浮力是2.6N。返回变形为变形为解：解：解：解：
