《阿基米德原理》2.ppt

阿基米德原理阿基米德原理 阿基米德原理阿基米德原理复习浮力测量的方法：1.称重法：称重法：F浮浮=G-F2.压力差法：压力差法：F浮浮=F向上向上-F向下向下3.漂浮法：漂浮法： F浮浮=G 阿基米德原理阿基米德原理学习目标学习目标:1、经历探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系、经历探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，做到会操作、会记录、会分析、会论的实验过程，做到会操作、会记录、会分析、会论证；证；2、能复述阿基米德原理并书写其数学表达式；、能复述阿基米德原理并书写其数学表达式；3、能应用公式、能应用公式 计算简单的浮力问题；计算简单的浮力问题；阿基米德原理阿基米德原理 一连几天，阿基米德闭门谢客，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，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否掺了假他绞尽脑汁也百思不得其解解 叙拉古国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出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后，国王拿在手一顶非常精巧、华丽的王冠王冠制成后，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，于是把阿基王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，于是把阿基米德找来，要他解此难题，但不允许将王冠砸碎。米德找来，要他解此难题，但不允许将王冠砸碎。 有一天有一天 阿基米德原理阿基米德原理阿基米德日思夜想。一天，他去阿基米德日思夜想。一天，他去 澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡盆时，澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡盆时，水从盆边溢了出来，他望着溢出来的水从盆边溢了出来，他望着溢出来的 水，突然大叫一声：水，突然大叫一声：“我知道了！我知道了！”竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想 出办法了。出办法了。 阿基米德把金王冠放进一个装满阿基米德把金王冠放进一个装满 水的缸中，一些水溢出来了。他取水的缸中，一些水溢出来了。他取了王冠，把水装满，再将一块同王冠了王冠，把水装满，再将一块同王冠 一样重的金子放进水里，又有一些一样重的金子放进水里，又有一些水溢出来。他把两次的水加以比水溢出来。他把两次的水加以比 较，较， 发现第一次溢出的水多于第二次。发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银子。经过一于是他断定金冠中掺了银子。经过一 翻试验，他算出银子的重量。当他翻试验，他算出银子的重量。当他宣布他的发现时，金匠目瞪宣布他的发现时，金匠目瞪 口呆。口呆。 这次试验的意义远远大过查出金这次试验的意义远远大过查出金 匠是否欺骗国王。阿基米德从中发匠是否欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理：即物体在液体中减现了一条原理：即物体在液体中减 轻轻 的重量，等于他所排出液体的重量。的重量，等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名这条原理后人以阿基米德的名 字字 命名。命名。 阿基米德阿基米德(Archimedes）约公元前约公元前287212)是古希腊物理学家、是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。数学家，静力学和流体静力学的奠基人。阿基米德原理阿基米德原理 把水桶放入水盆中把水桶放入水盆中,在水桶中装满水在水桶中装满水,用手用手把空的饮料瓶按入水中把空的饮料瓶按入水中,体会体会手的感觉和饮料手的感觉和饮料瓶所受浮力变化瓶所受浮力变化,同时同时观察水溢出的多少观察水溢出的多少?阿基米德原理阿基米德原理我的猜想我的猜想排开水越多，排开的水的质量越大，重力也越大，浮排开水越多，排开的水的质量越大，重力也越大，浮力越大。那么浮力与重力能建立怎样的数量关系？力越大。那么浮力与重力能建立怎样的数量关系？阿基米德原理阿基米德原理1.1.浮力的大小与物体的密度无关浮力的大小与物体的密度无关2.2.浮力随浮力随液体密度增液体密度增大而增大大而增大3.3.浮力随浮力随物体浸在水中的体积物体浸在水中的体积增大而增大。增大而增大。液体密度液体密度物体浸在水中的体积物体浸在水中的体积=？阿基米德原理阿基米德原理物体受到的浮力的大小与物体受到的浮力的大小与物体排开物体排开液体的体积液体的体积和和液体的密度液体的密度有关有关.物体所受的浮力可能与排开液体所物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关受的重力有关V排排mG阿基米德原理阿基米德原理猜想猜想: 浮力的大小浮力的大小可能跟物体浸入液体后可能跟物体浸入液体后排开的液体的重力排开的液体的重力有关有关.小组讨论：小组讨论：怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验 ？F浮浮=G-FG排排=G2-G1比较比较F浮和浮和G排的大小排的大小实验设计方案实验设计方案: :GFG1G2阿基米德原理阿基米德原理探究：浮力与排开的液体的重力有何关系？探究：浮力与排开的液体的重力有何关系？ 通过数据分析我们可以得到？通过数据分析我们可以得到？F浮浮 G排排=阿基米德原理阿基米德原理阿基米德原理：阿基米德原理：公式：公式： F浮浮=G排排 G排排= m排排 F浮浮=G排排 = 液液V排排m排排= 液液V排排阿基米德原理阿基米德原理浮力测量的方法：1.称重法：称重法：F浮浮=G-F2.压力差法：压力差法：F浮浮=F向上向上-F向下向下3.漂浮法：漂浮法： F浮浮=G 4.排液法排液法：F浮浮G排排 阿基米德原理阿基米德原理对阿基米德原理的理解对阿基米德原理的理解1、物体、物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全全部浸入（即浸没）部浸入（即浸没）”和和“部分浸入部分浸入”两种情况。两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在液体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，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阿基米德原理阿基米德原理2、浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。、浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。浸没时，浸没时，V排排=V浸浸=V物物，此时物体所，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G排液排液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物部分浸入时，部分浸入时， V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸V物物V浸浸阿基米德原理阿基米德原理3、同一物体浸没在不同的液体中时，由于、同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同液体的密度不同，所受的浮力也不同.根据公式根据公式 F浮浮=液液g V排排，浸没时浸没时， V排排 = V物物，当当液液不同时，浮力也随之变化不同时，浮力也随之变化。阿基米德原理阿基米德原理F F浮浮液液 V V排排 g公式中注意单位代入：公式中注意单位代入：NKg/m3 m3阿基米德原理阿基米德原理阿基米德原理的数学表达式：阿基米德原理的数学表达式： F浮=G排= m排排g=液V排g 说明： 1.物体排开液体体积相等时，液体密度越大，浮力越大。 2.液体密度相等时，物体排开液体体积越大，浮力越大 3.阿基米德原理也适用于气体。阿基米德原理阿基米德原理反馈练习反馈练习 1、浴缸里放满水，人坐进去后，排开、浴缸里放满水，人坐进去后，排开400牛的水，牛的水，则人受到的浮力为则人受到的浮力为 牛。牛。阿基米德原理阿基米德原理练习二练习二2、如图，甲乙两球体积相同在水中静止不动，则、如图，甲乙两球体积相同在水中静止不动，则 （ ）甲甲乙乙A、两球受到的浮力一样大、两球受到的浮力一样大 B、乙球受到的浮力大、乙球受到的浮力大 C、甲球受到的浮力大、甲球受到的浮力大 D、条件不足，无法确定、条件不足，无法确定3、下面关于浮力的说法中，正确的是、下面关于浮力的说法中，正确的是 （ ） A、只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大、只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大 B、只要物体的体积大，所受的浮力一定大、只要物体的体积大，所受的浮力一定大 C、物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，、物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，与物体的形状及浸没液体中的深度无关与物体的形状及浸没液体中的深度无关 D、阿基米德原理只适合液体、阿基米德原理只适合液体CC阿基米德原理阿基米德原理 4、在水中游泳的人要上岸从深水处向浅水处行走的过程中( ) A. 人所受的重力逐渐变小 . B. 人所受的重力逐渐变大 C. 人所受到的浮力减小 D. 人所受到的浮力增大阿基米德原理阿基米德原理能力提升 某物体重0.5N,把它放入盛有水的烧杯中,溢出重为0.3N的水,则它受到的浮力为( ) A.一定为0.3N. B.可能为0.2N. C.一定为0.5N. D.可能为0.4N.阿基米德原理阿基米德原理例例1.比较下列物体受的浮力比较下列物体受的浮力体积相同的铜、铁、铝浸没水中铁铁F F浮铝浮铝 F F浮铁浮铁 F F浮铜浮铜 铜铜铝铝阿基米德原理阿基米德原理 如图所示，A、B两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？ ABF F浮浮A A 铝铝)例例4.4.比较下列物体受的浮力比较下列物体受的浮力阿基米德原理阿基米德原理 把密度为把密度为7.8 103 kg/m3、体积为、体积为500cm3的铁块浸没在密度为的铁块浸没在密度为0.8103 kg/m3的煤油中，的煤油中，受到的浮力为多少牛？受到的浮力为多少牛？提示提示 ：铁块完全浸没在煤油中，铁块完全浸没在煤油中， V排排= V物物F浮浮= 液液V排排g= 0.8103 kg/m3500 10-6m3 9.8N/kg=3.92N 例例5阿基米德原理阿基米德原理 把重力为把重力为1010牛，体积为牛，体积为1 11010-3-3米米3 3的金属球的金属球全部浸入盛满水的容器内，求：全部浸入盛满水的容器内，求：溢出的水的重力为多少牛？溢出的水的重力为多少牛？浮力和重力的合力为多少牛？其方向如何？浮力和重力的合力为多少牛？其方向如何？ 例例6阿基米德原理阿基米德原理例例7 将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，它们受的浮力（它们受的浮力（ ） A.相等相等 B.铜球最大铜球最大 C.铝球最大铝球最大 D.铁球最大铁球最大知识点知识点 考查对阿基米德原理的理解考查对阿基米德原理的理解闯关点拨闯关点拨 因为因为液相等，关键是比较液相等，关键是比较V排的大小排的大小解解 铜、铁、铝三物质中，铝的密度最小铜、铁、铝三物质中，铝的密度最小.现在三现在三个球重力相等，则铝球体积最大个球重力相等，则铝球体积最大.浸没在水中后，浸没在水中后，铝球排开水的体积最大，即排开的水最重，它所铝球排开水的体积最大，即排开的水最重，它所受的浮力也最大受的浮力也最大.正确答案为正确答案为C. 答答 选选C阿基米德原理阿基米德原理知识点知识点 浮力的计算浮力的计算闯关点拨闯关点拨 要求出石块的密度，关键得先求出它的体积要求出石块的密度，关键得先求出它的体积.石块浸没石块浸没在水中时，它的体积等于被它排开的水的体积，即在水中时，它的体积等于被它排开的水的体积，即V石石=V排排.解解 浮力浮力F浮浮=GF=5N2N=3N 石块的体积石块的体积 V石石=V排排=石块的密度石块的密度题型三题型三 会利用阿基米德原理进行有关的计算会利用阿基米德原理进行有关的计算 智智 能能 归归 例例例：例： 在空气中用弹簧测力计测得某石块重在空气中用弹簧测力计测得某石块重5N；浸没在水中称量，；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为弹簧测力计的示数为2N，求该石块是密度（取，求该石块是密度（取g=10N/kg） 343310310103mmgF水浮3334/1033. 1/103105mkgmkggVGm石石石 说明说明 本题为我们提供了一种测量密度大于水的密度的固体物质密度的方法本题为我们提供了一种测量密度大于水的密度的固体物质密度的方法.利利用阿基米德原理还能计算液体的密度请看下面一题用阿基米德原理还能计算液体的密度请看下面一题.阿基米德原理阿基米德原理变形题变形题 在空气中用弹簧测力计测某石块重为在空气中用弹簧测力计测某石块重为5N5N；浸没在水中称；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为量，弹簧测力计的示数为2N2N；浸没在另一种液体中称量，弹簧测；浸没在另一种液体中称量，弹簧测力计的示数为力计的示数为1.4N1.4N，求这种液体的密度，求这种液体的密度. . 3433103101025mmgFGgFV水水水浮水排水3334/102 . 1/103106 . 3mkgmkggVF排液浮液液找出这个隐找出这个隐含条件是本含条件是本题的关键题的关键.解解 F浮液浮液=GF液液=5N1.4N=3.6N因为浸没，所以因为浸没，所以V排液排液=V石石=V排水排水=3104m3