阿基米德原理.pptx

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1、 阿基米德的启示阿基米德的启示两千多年以前，希腊学两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，要测量王冠是否是纯金的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？液体的体积吗？第1页/共41页排开液体的体积排开液体的体积物体浸在液体中的体积物体浸在液体中的体积=做做想想做做想想将易拉罐按入装满水的烧杯将易拉罐

2、按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体中，感受浮力与排开的液体的关系。的关系。回顾：回顾：浮力大小与哪些因素有关？浮力大小与哪些因素有关？浮力大小，浮力大小，跟它跟它浸在液体中的体积浸在液体中的体积和和液体的密度液体的密度有有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。力就越大。第2页/共41页实验探究1：浮力大小与哪些因素有关 通过上面的器材我们应用控制变量法能通过上面的器材我们应用控制变量法能研究浮力大小与哪些因素有关？研究浮力大小与哪些因素有关？铁块铁块铁块铁块铁块铁块铁块铁块铜块铜块铜块铜块酒精酒精酒精酒精浓盐水浓盐水浓盐水浓盐水

3、123第3页/共41页记录实验数据记录实验数据浓盐水物块2物块1物块2物块3酒精浓盐水重力G/N拉力F/N浮力F浮/N铁块铁块铁块铁块铁块铁块铁块铁块铜块铜块铜块铜块123第4页/共41页观察物体慢慢浸入水中不同部分时的观察物体慢慢浸入水中不同部分时的情况？情况？排开水的体积一定等于物体体积吗？排开水的体积一定等于物体体积吗？物体浸入部分越多，排开的水物体浸入部分越多，排开的水 ，拉力，拉力 。物体排物体排物体排物体排开的水开的水开的水开的水体积越大体积越大越小越小第5页/共41页浮力的大小与哪些因素有关浮力的大小与哪些因素有关1.浮力的大小与物体的密度无关2.浮力随液体密度增大而增大3.浮力

4、随物体浸在水中的体积增大而增大。分析数据得到结论：分析数据得到结论：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=？排开液体的质量排开液体的质量第6页/共41页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第7页/共41页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，排开水越多，排开的水的质量越大，重力也越大，浮力越大。那么浮力与物体的重力能建立怎样的直浮力越大。那么浮力与物体的重力能建立怎样的直接的数量关系？

5、接的数量关系？第8页/共41页猜猜 想想 浮力与排开的液体有什么关系？浮力与排开的液体有什么关系？可以怎样表述浮力的大小？可以怎样表述浮力的大小？浮力大小可能与浮力大小可能与排开液体的体积排开液体的体积液体的密度有关液体的密度有关浮力大小，跟它浮力大小，跟它排开液体的体积排开液体的体积和和液体的密度液体的密度有有关。关。排开液体的体积排开液体的体积越大、越大、液体的密度液体的密度越大，浮越大，浮力就越大。力就越大。浮力大小可能与浮力大小可能与排开液体的重力有关。排开液体的重力有关。第9页/共41页一、阿基米德原理一、阿基米德原理浮力与物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系图图1图图

6、2图图3图图4测量数据填入记录表；测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验。用不同物体、不同液体做几次实验。探究实验探究实验第10页/共41页实验数据表格实验数据表格次次数数物体的物体的重力重力/N物体在液体中物体在液体中测力计示数测力计示数/N浮力浮力/N小桶和排液小桶和排液的总重的总重/N小桶的小桶的重力重力N排开液体排开液体的重力的重力/N1234一、阿基米德原理一、阿基米德原理分析数据得出结论分析数据得出结论1浸在液体中的物体受到向上的浮力浸在液体中的物体受到向上的浮力2浮力的大小等于物体排开液体的重力浮力的大小等于物体排开液体的重力第11页/共41页1内容：内容：浸在液体中

7、的物体所受的浮力，浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。大小等于它排开液体的重力。2数学表达式：数学表达式：F浮浮=G排排4适用范围：适用范围：液体和气体液体和气体3用于计算的导出式：用于计算的导出式：F浮浮=G排排=m排排g=rr液液 gV排排一、阿基米德原理一、阿基米德原理第12页/共41页1区分：浸没、浸入、浸在、没入；区分：浸没、浸入、浸在、没入；2.F浮浮rr液液 gV排排 rr液液液体的密度；液体的密度；V排排物体排开的液体的体积；物体排开的液体的体积；3.F浮浮 rr液液 gV排排 决定式决定式 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 rr液液、V排排有关，有关，浮力大

8、小与物体的形状、密度，浸没在液体中浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。二、关于阿基米德原理的讨论二、关于阿基米德原理的讨论第13页/共41页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

9、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第14页/共41页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，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G液液=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浸浸第15页/共41页3、同一物体浸没在不同的液体中时，由于、同一物体

10、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。第16页/共41页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第17页/共41页阿基米德原理的数学表达式：F浮浮=G排排=m排g=液液V排排g 说明：说明：1.物体排开液体体积相等时，液体密物体排开液体体积相等时，液体密度越大，浮力越大。度越大，浮力越大。2.液体密度相等时，物体排开液体体液体密度相等时，物体排开液体体积越大，浮力越大积

11、越大，浮力越大 3.阿基米德原来适用于气体。阿基米德原来适用于气体。第18页/共41页例1.比较下列物体受的浮力体积相同的铜、铁、铝浸没水中体积相同的铜、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 铜铜铝铝第19页/共41页 如图所示，如图所示，A A、B B两个物体的体积相两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？等，哪个受到的浮力大？ABF F浮浮A A 铝铝)例4.比较下列物体受的浮力第22页/共41页 把密度为7.8 103 kg/m3、体积为500cm3的铁块浸没在密度为0.8103 kg/m3的煤油中，受到的浮力为多少牛？提示提示：铁块完全浸没在煤油中，V排=V物

12、F浮=液V排g=0.8103 kg/m3500 10-6m3 9.8N/kg=3.92N 例5第23页/共41页例例2一个体积为一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，的物体浮在水面上，它的它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大体积露出水面，它受的浮力是多大 N。（。（g取取10 N/kg）1【解析解析解析解析】根据阿基米德原理：根据阿基米德原理：F浮浮G排液排液液液gV排排据题意据题意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4 m3=1 N第24页/共41页例例1浸浸在在液液体体中中的的物物体体,受受到到的的浮浮力力大大小小取取决决于于()。A.物

13、体的体积和液体的密度物体的体积和液体的密度 B.物体的密度和物体浸入液体的深度物体的密度和物体浸入液体的深度 C.物体浸入液体的体积和液体的密度物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物物体体的的质质量量、体体积积、浸浸入入液液体体的的深深度度及及形形状状等因素等因素C三、例题分析三、例题分析第25页/共41页例例3把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在水中，它们受到的浮力（水中，它们受到的浮力（）。）。A相等相等 B铝球的比铁球大铝球的比铁球大 C铝球的比铁球小铝球的比铁球小 D浮力都等于重力浮力都等于重力【解析解析】铁球和铝球的重力相等，则质量相等铁球和铝

14、球的重力相等，则质量相等B 根据根据 ，铁铁 铝铝，则，则V铁铁V铝铝，根据根据F浮浮=液液gV排排，F铝浮铝浮 F铁浮铁浮。第26页/共41页 A铝铝球球受受到到的的浮浮力力最最大大，因因为为它它浸浸入入液液体体的的深深度最大度最大 B铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C铅球、铁球、铝球受的浮力一样大铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D因素太多，无法判断因素太多，无法判断【解析解析】根据根据 F浮浮=水水g V排排，浸没，浸没，V 相同，相同，V排排相同，相同，F浮浮相同。相同。提示：提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。浮力与浸入液体的深度和物体

15、的密度无关。例例4如图所示如图所示,体积相同体积相同,密度不同的铅球、铁球、密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则铝球浸没在水中不同深度的地方，则()()C第27页/共41页例例5甲甲、乙乙两两个个实实心心金金属属球球，它它们们质质量量相相同同，其其密密度度分分别别为为5103 kg/m3和和10103 kg/m3，甲甲球球挂挂在在甲甲弹弹簧簧测测力力计计下下，乙乙球球挂挂在在乙乙弹弹簧簧测测力力计计下下，并并且且让让金金属球全部没入水中，这时（属球全部没入水中，这时（）。）。A甲、乙两球所受到的浮力之比为甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1 B甲、乙两球所受到的浮力之比为甲、乙

16、两球所受到的浮力之比为1:2 C甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9 D甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12 运用浮力知识解决问题运用浮力知识解决问题第28页/共41页运用浮力知识解决问题运用浮力知识解决问题【解析解析】m甲甲m乙乙,甲甲:乙乙1:2，V甲甲:V乙乙2:1；根据根据 F浮浮水水g V排排，且，且V排排V物物 F浮甲浮甲:F浮乙浮乙2:1.分析物体受力：分析物体受力：F浮甲浮甲+F甲甲G甲甲 F浮乙浮乙+F乙乙G乙乙 提示：提示：分析物体受力分析物体受力A 选项正确选项正确C 选项正确选项正确G乙乙 F乙乙

17、F浮乙浮乙G甲甲 F甲甲 F浮甲浮甲第29页/共41页 1阿基米德原理的探究实验阿基米德原理的探究实验2阿基米德原理的数学表达式阿基米德原理的数学表达式3阿基米德原理的公式讨论阿基米德原理的公式讨论4利用阿基米德原理的分析与计算利用阿基米德原理的分析与计算本课小结本课小结第30页/共41页 作作 业业2弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时，弹簧测弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的1/3，这个物体的密度是（这个物体的密度是（）A.1/3103 kg/m3 B.2/3103 kg/m3 C.3103 kg/m3 D.

18、3/2103 kg/m31铁块的体积是铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开，全部浸入水中时，排开水的体积是水的体积是 cm3,排开的水重是排开的水重是 N，受，受到的浮力是到的浮力是 N。如果将它全部浸入酒精中，。如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是受到的浮力是 N。（。（g取取10 Nkg）D D 100 1 1 0.8 第31页/共41页 把密度为7.8 103 kg/m3、体积为500cm3的铁块浸没在密度为0.8103 kg/m3的煤油中，受到的浮力为多少牛？提示提示：铁块完全浸没在煤油中，V排=V物F浮=液V排g=0.8103 kg/m3500 10-6m3 9.8N/k

19、g=3.92N 例5第32页/共41页 把重力为10牛，体积为110-3米3的金属球全部浸入盛满水的容器内，求：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？例6第33页/共41页反馈练习反馈练习 浴缸里放满水，人坐进去后，排开400牛的水，则人受到的浮力为 牛。竖直向上竖直向上竖直向上竖直向上400400第34页/共41页 在水中游泳的人要上岸从深水处向浅水处行走的过程中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.A.人所受的重力逐渐变小人所受的重力逐渐变小 .B.B.人所受的重力逐渐变大人所受的重力逐渐变大 C.C.人所受到的浮力减小人所受到的浮力减小 D.

20、D.人所受到的浮力增大人所受到的浮力增大C C第35页/共41页能力提升能力提升 某某物物体体重重0.5N,0.5N,把把它它放放入入盛盛有有水水的的烧烧杯杯中中,溢溢出出重重为为0.3N0.3N的的水水,则则它它受受到到的的浮浮力力为为()()A.A.一定为一定为0.3N.0.3N.B.B.可能为可能为0.2N.0.2N.C.C.一定为一定为0.5N.0.5N.D.D.可能为可能为0.4N.0.4N.D D第36页/共41页练习二练习二1、如图，甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动，则、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、两球受到的浮力一样大 B、乙

21、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2、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C

22、C第37页/共41页例例3 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闯关点拨闯关点拨 因为液相等，关键是比较V排的大小解解 铜、铁、铝三物质中，铝的密度最小.现在三个球重力相等，则铝球体积最大.浸没在水中后，铝球排开水的体积最大，即排开的水最重，它所受的浮力也最大.正确答案为C.答答 选C第38页/共41页知识点知识点 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.石块浸没在水中时

23、，它的体积等于被它排开的水的体积，即V石=V排.解解 浮力F浮=GF=5N2N=3N 石块的体积 V石=V排=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）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.第39页/共41页变形题变形题 在空气中用弹簧测力计测某石块重为5N；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为2N；浸没在另一种液体中称量，弹簧测力计的示数为1.4N，求这种液体的密度.找出这个隐含条件是本题的关键.解解 F浮液=GF液=5N1.4N=3.6N因为浸没，所以V排液排液=V石石=V排水排水=3104m3第40页/共41页感谢您的观看。第41页/共41页