阿基米德原理及物体的浮沉条件.pptx
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1、回顾复习 温故知新、求浮力的方法:(1)当物体漂浮在水面上静止时,由二力平衡可知:F浮()称重法:浮()浮力产生的原因:(压力差法)F浮=2、物体在液体中所受浮力大小与那些因素有关?F向上-F向下浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关G物FF浮浮G=第1页/共100页 阿基米德(阿基米德(Archimedes,前前287前前212)是古希腊伟大的)是古希腊伟大的科学家。他在物理学方面的贡科学家。他在物理学方面的贡献主要有两项:其一是献主要有两项:其一是关于浮关于浮力问题力问题;其二是关于;其二是关于杠杆平衡杠杆平衡问题问题。第2页/共100页阿基米德有句名言:阿基米德有句名言:“给我一个支
2、给我一个支点点,我可以撬动地球,我可以撬动地球”。第3页/共100页第4页/共100页第5页/共100页第6页/共100页第7页/共100页第8页/共100页物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?读了这一故事,对你有什么启示?第9页/共100页在水中,人为什么有上浮的感觉?在水中,人受到了浮力的作用。第10页/共100页万吨巨轮在水中,为什么不下沉?因为万吨巨轮在水中,受到浮力的作用。第11页/共100页潜艇可以在大海中悬浮第12页/共100页氢气球、热气球、气象气球为什么能腾空而起?因为氢气球、热气球、气象气球在空中受到浮力的作用。第13页/共100页弹簧秤示数为什么变小了托力G
3、第14页/共100页加水后弹簧为什么伸长了加水后弹簧为什么伸长了金属块金属块托力重力第15页/共100页液体或气体对浸在其中的物体有竖直向上的托力,物理学中把这个托力叫浮力第16页/共100页浮力的方向:竖直向上。浮力产生的原因:浸在液体里的物体,受到液体对物体下表面压力与上表面压力差。F浮=F下表面-F上表面第17页/共100页空气中弹簧测力计的示数为G水中弹簧测力计的示数为FF浮=GF怎样计算他们受到的浮力呢第18页/共100页F浮=GF/(称重法)其中G表示物体在空气中时弹簧测力计的示数,F/为物体在液体中时弹簧测力计的示数,F浮表示物体所受的浮力。浮力的大小与哪些因素有关呢?第19页/
4、共100页实验探究1:浮力的大小与哪些因素有关?实验猜想:猜想1:浮力可能与液体的密度有关猜想2:浮力可能与物体的体积有关猜想3:浮力可能与物体浸入液体的深度有关第20页/共100页设计实验:、把鸡蛋放入清水中,观察出现的现象。、在清水中加入盐,改变水的密度,再观察出现的现象。第21页/共100页实验现象:实验结论:猜想1 是正确的,浮力的大小跟液体的密度有关。、在清水中,鸡蛋下沉。、清水中加入食盐后,盐水的密度增大,鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。第22页/共100页在死海中,人为什么能悠闲地浮在水面上看书?说明人受到的浮力跟哪一个因素有关?这是因为人受到了海水的浮力,浮力跟海水的密度有关。第2
5、3页/共100页猜想2:浮力可能与物体的体积有关观察实验:两个弹簧测力计的读数一样吗?分别是多少?实验说明了什么问题?把同一物体浸入相同的液体中的不 同深度。容器中的液体的液面发生什么样的变化?第24页/共100页实验分析:、同一物体浸入相同的液体中,浸在液体中的体积不同,弹簧测力计的读数也不相同。实验结论:在猜想2中,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。、液体的液面随着物体浸在液体的体积的增大而升高。、浸在液体中的体积也叫做物体排开液体的体积。第25页/共100页 在大海中,轮船是用会在水里下沉的铁制做的,但是轮船却不会沉入海底,这是利用了什么道理呢?实验探究2:橡皮泥放入水中,会沉入水底把
6、橡皮泥做成船的形状第26页/共100页做成船形的橡皮泥放入水中,浮在水面上做成船形的橡皮泥还能装上许多的物体说明橡皮泥受到的浮力变大了第27页/共100页 把橡皮泥做成船形,是增大了橡皮泥排开水的体积,从而获得了更大的浮力。比较两次的实验:钢铁制作的轮船不会沉入海底,就是利用了这样的道理的。第28页/共100页设计实验:把物体放入清水中,观察测力计的读数 F1 。改变物体在水中深度,再观察测力计的读数 F2 。比较两次的读数 F1 和 F2 。第29页/共100页实验现象:实验结论:在猜想3中,浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关(当物体完全浸泡在液体中)。、把物体放入清水中,测力计的读数 F
7、1 =2 N。比较读数 F1 和F2,发现测力计的读数没有发生改变。、改变物体在水中深度后,测力计的读数 F2=2 N。第30页/共100页 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的 有关,还与物体排开液体的 有关,而与浸没在液体中的 无关。密 度体 积深 度根据猜想1、2、3得出的实验结论:实验2,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。实验3,浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。实验1,浮力的大小跟液体的密度有关。分析归纳第31页/共100页实验探究3:探究浮力的大小实验器材:石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水、用弹簧测力计先测出石块的重力G。、用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯。1.
8、15N0.45N第32页/共100页、把石块浸没在盛满水的溢水杯里,用空杯承接从溢水杯里被排开的水,读出此时弹簧测力计的示数 F。、用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总。0.70N0.90N第33页/共100页收集实验数据:研究对象物重G/N 空杯重 G杯/N 物体浸没水中时弹簧测力计 示数F/N杯、水总重 G总/N浮力的大小 F浮/N排开水的重量G排/N石块0.45铝块0.45铁块0.451.150.700.900.450.450.540.340.200.200.650.780.680.100.550.10比较浮力的大小和物体排开水的重量,你发现了什么?第34页/共100页实验结论:浸
9、在液体中的物体所受的浮力的大小 (填“等于”、“大于”或“小于”)被物体排开的液体所受的 。这便是著名的阿基米德原理。等于重力公式:公式:F浮浮=G排排=液液g Vg V排排第35页/共100页阿基米德原理内容:物体全部或部分浸在液体中时,它会受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力的大小。阿基米德原理的数学表达式:F浮=G排液 F浮=液gv排 A.物体排开液体体积相等时,液体密度越大,浮力越大。B.液体密度相等时,物体排开液体体积越大,浮力越大第36页/共100页3.阿基米德原理也适用气体浮体1.漂浮在液面上物体或悬浮在液体中的物体叫浮体2.浮体所受浮力的计算:F浮=G物第37
10、页/共100页例:一个2N的物体,挂在弹簧测力计上,当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是1.2N,这个钩码受到水的浮力是 N0.8第38页/共100页例: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B、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,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C第39页/共100页例:如图,甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动,则()甲乙A、两球受到的浮力一样大B、乙球受到的浮力大C、甲球受到的浮力大D、条件不足,无法确定C第40页/共100页例:三个体积相同的立
11、方体a、b、c分别浮在同种液体的液面上,如图所示,若它们所受的浮力分别为Fa、Fb、Fc,则这三个力由小到大的顺序是_;物体的质量是ma、mb、mc;则这三个质量由小到大的顺序是_第41页/共100页AAAAA水水水盐水12345(1)若选用的操作是1、3、5或1、4、5,可研究浮力的大小与 的关系。例:如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作,根据此图液体的密度液体的密度第42页/共100页AAAAA水水水盐水12345(2)若研究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,可选用的操作是 (填序号)。如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作,根据此图1、2、3第43页/
12、共100页AAAAA水水水盐水12345(3)若研究浮力的大小与物体浸没深度的关系,可选用的操作是 (填序号)如图为小华同学“研究影响浮力大小的因素”实验的若干操作,根据此图1、3、4第44页/共100页对原理的理解对原理的理解(1)物体“浸在液体里”包括“全部浸入(即浸没)”和“部分浸入”两种情况。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,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,所受的浮力也越小。浸没部分浸入第45页/共100页(2)浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。A浸没时,V排=V浸=V物,此时物体所受的浮力等于排开液体的重力,即F浮
13、=G液=液gV排=液gV浸=液gV物B部分浸入时,V排=V浸V物F浮=液gV排=液gV浸液gV物V排=V浸=V物V排=V浸V物V浸第46页/共100页(3)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.根据公式 F浮=液g V排,浸没时,V排=V物,当液不同时,浮力也随之变化。第47页/共100页(4)浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差。物体在液体中的位置越深,则受到的液体压强越大,则作用在物体各个面上的压力越大。Lh1h2F下F上根据F压=PS=液g h.S,当h增大时,F压也增大。但上、下两个表面的压力差却不变,即:F=F下-F上=液g Sh2-液g S h
14、1 =液g S(h2-h1)=液g SL第48页/共100页 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上的压力,也就是物体没有受到浮力的作用。(5)阿基米德原理同样适用于气体。第49页/共100页悬浮和漂浮的相同点和区别:悬浮和漂浮的相同点和区别:相同点:都是静止在液体中,都只受重力和浮力作用,根据二力平衡条件,重力和浮力相等,即:F浮=GF浮GF浮G悬浮漂浮第50页/共100页不同点:(1)悬浮时,物体停留在液体内部的任何地方,它必定全部浸没在液体中;而漂浮,物体是静止在液面上,它必定在一部分露在液面之上。(2)悬浮时,物体浸没在液体中,所以V排=V物
15、,而漂浮时,物体只有一部分浸入液体中,所以V排V物。V排=V物V排 物,F浮 G 上浮当液 物,F浮 G 下沉 当液=物,F浮 =G 悬浮第52页/共100页例:求木块密度?设木块体积为V,在水面上,在水面下,木块漂浮,应有:F浮=G物=物 g V,又根据阿基米德原理,应有:F浮=水 g V排=水 g 物 g V=水 g 物=水=0.625103千克/米3F浮G第53页/共100页阿基米德原理的应用1.轮船是浮体 F浮=G物2.潜水艇靠改变自身重力实现沉浮。3.密度计:测液体的密度,刻度上小下大4.气球和气艇靠改变物体浸没在空气中的体积来改变受到浮力实现升降。第54页/共100页例:例:在大海
16、中航行的轮船、空气中上升在大海中航行的轮船、空气中上升的气球、太空中运行的宇宙飞船是否都的气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受到浮力?受到浮力?答:轮船受到海水浮力,气球受空答:轮船受到海水浮力,气球受空气浮力,飞船没有受到浮力。气浮力,飞船没有受到浮力。第55页/共100页例:例:如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽如图所示,是一位先生巧用物理知识将帽子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关子送给楼上女士的情景。此过程中应用的关键知识是键知识是()()A A气球受到重力气球受到重力B B帽子质量大于气球质量帽子质量大于气球质量C C帽子密度大于气球密度帽子密度大于气球密度D D空气对物体有浮力作
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- 关 键 词:
- 阿基米德 原理 物体 浮沉 条件
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