102阿基米德原理

1、 阿基米德的啟示阿基米德的啟示兩千多年以前，希臘學(xué)兩千多年以前，希臘學(xué)者阿基米德為了鑒定金王冠者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測(cè)量王冠是否是純金的，要測(cè)量王冠的體積，冥思苦想了很久都的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。一天，他跨進(jìn)盛沒有結(jié)果。一天，他跨進(jìn)盛滿水的浴缸洗澡時(shí)，看見浴缸里的水向外溢，他忽滿水的浴缸洗澡時(shí)，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：然想到：物體浸在液體中的體積，不就是物體排開物體浸在液體中的體積，不就是物體排開液體的體積嗎？液體的體積嗎？第二節(jié)第二節(jié) 阿基米德原理阿基米德原理一、一、實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：浮力的大小與哪些因素有關(guān)？浮力的大小與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)猜想：實(shí)驗(yàn)猜

2、想：猜想猜想1：浮力可能與：浮力可能與液體的密度液體的密度有關(guān)有關(guān)猜想猜想2：浮力可能與：浮力可能與物物體浸入的體浸入的體積體積有關(guān)有關(guān)猜想猜想3：浮力可能與：浮力可能與物體物體浸沒在液浸沒在液體的深度體的深度有關(guān)有關(guān)其它猜想其它猜想： 實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)（1） 力大小與力大小與液體密度液體密度的關(guān)系：的關(guān)系：把雞蛋放入清水中，觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。在清水中加鹽，水的密度在清水中加鹽，水的密度增大增大，再觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。，再觀察出現(xiàn)的現(xiàn)象。 在清水中，雞蛋下沉在清水中，雞蛋下沉到到底部底部。清水中加清水中加 鹽后，水的密度增大鹽后，水的密度增大，雞蛋慢慢浮雞蛋慢慢浮上上來來（雞蛋自重不變但浮力增大了）。（雞

3、蛋自重不變但浮力增大了）。實(shí)驗(yàn)結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：論： 浮浮力的大小力的大小跟跟液體的密度液體的密度有關(guān)。有關(guān)。2：浮力可能與物：浮力可能與物體浸入的體浸入的體積有關(guān)體積有關(guān)觀察實(shí)驗(yàn)：觀察實(shí)驗(yàn)： 觀察觀察兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)兩個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不一樣不一樣 ；浸入體積多，；浸入體積多，排開的排開的液體液體 就就 ；彈簧測(cè)力計(jì)的；彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變示數(shù)變 ，物體受浮力，物體受浮力 。 把同一物體浸入相同的液體把同一物體浸入相同的液體 中中，先浸入的體積少，然后浸入先浸入的體積少，然后浸入體積多體積多。浮浮力的大小跟力的大小跟物體排開液體的體積物體排開液體的體積有關(guān)。有關(guān)。多多小小大大實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

4、 實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)（3）：）：把物體把物體浸沒浸沒在在水中水中，彈簧測(cè)彈簧測(cè)力計(jì)觀察測(cè)力計(jì)的讀數(shù)力計(jì)觀察測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F1 。改變物體在水中改變物體在水中深度深度，再觀察，再觀察測(cè)力計(jì)的讀數(shù)測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F2 。比較兩次的讀數(shù)比較兩次的讀數(shù) F1 = F2 。測(cè)力計(jì)的讀數(shù)測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F1 = 2 N= 2 N。測(cè)力計(jì)的讀數(shù)測(cè)力計(jì)的讀數(shù) F2 = 2 N= 2 N。浮浮力的大小跟力的大小跟物體物體浸沒浸沒在液在液體體中的中的深度深度無關(guān)。無關(guān)。浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系浮力大小與物體浸沒的深度的關(guān)系結(jié)論結(jié)論： 物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的 有有關(guān)，

5、還與物體排開液關(guān)，還與物體排開液體的（浸入的）體的（浸入的） 有關(guān)，有關(guān)，而而與物體浸與物體浸沒在液體中的沒在液體中的 無關(guān)。無關(guān)。密密 度度體體 積積深深 度度根據(jù)猜想根據(jù)猜想1、2、3，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2，浮力的大小跟，浮力的大小跟物體排開液體的體積物體排開液體的體積有關(guān)。有關(guān)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3，浮力的大小跟，浮力的大小跟物物體體浸沒浸沒在液在液體中的深度體中的深度無關(guān)。無關(guān)。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 ，浮力的大小跟，浮力的大小跟液體的密度液體的密度有關(guān)。有關(guān)。 歸納總結(jié)歸納總結(jié)浮力與物體排開液體重力的關(guān)系浮力與物體排開液體重力的關(guān)系圖圖1圖圖2圖圖3圖圖4探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)二二.實(shí)驗(yàn)

6、實(shí)驗(yàn)探究探究 ：定量探究：定量探究浮浮力的力的大小大小-阿基米德原理阿基米德原理 實(shí)驗(yàn)器材：實(shí)驗(yàn)器材：石石塊、（鋁塊、（鋁塊、塊、鐵塊）、鐵塊）、溢水杯、空杯、測(cè)力計(jì)、水溢水杯、空杯、測(cè)力計(jì)、水用彈簧測(cè)力計(jì)先測(cè)出石塊的重力用彈簧測(cè)力計(jì)先測(cè)出石塊的重力G。用彈簧測(cè)力計(jì)再測(cè)出空杯重力用彈簧測(cè)力計(jì)再測(cè)出空杯重力G杯杯。1.15N0.45N實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)步驟：把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯里，用空杯承接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)示數(shù) F。用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出承接了水后杯子的總重用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出承接了水后杯子的

7、總重 G總總 。0.70N0.90N(5)(5)再用鋁塊、鐵塊做上述實(shí)驗(yàn)，將相關(guān)數(shù)據(jù)填入下表：再用鋁塊、鐵塊做上述實(shí)驗(yàn)，將相關(guān)數(shù)據(jù)填入下表：收集實(shí)驗(yàn)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，尋找規(guī)律：數(shù)據(jù)，尋找規(guī)律：研究對(duì)象物重物重G/NG/N空空杯重杯重 G G杯杯/N/N物物體浸沒水體浸沒水中時(shí)彈簧測(cè)中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)力計(jì) 示數(shù)示數(shù)F F/N/N杯和杯和水水總總重重 G G總總/N/N浮力的大浮力的大小小 F F浮浮/N/N排開水排開水的重量的重量G G排排/N/N石石塊塊0.45鋁鋁塊塊0.45鐵鐵塊塊0.451.151.150.700.900.450.450.540.540.340.200.200.650.780.7

8、80.680.100.550.10比比較較浮力的大小浮力的大小和和物體排開水的重量物體排開水的重量，你發(fā)現(xiàn)了什么？，你發(fā)現(xiàn)了什么？兩個(gè)值相等兩個(gè)值相等 即即F浮浮=G排排實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 浸在液體中的物體所受的浮力的大小浸在液體中的物體所受的浮力的大小 （填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小于小于”）被物體排開的液體）被物體排開的液體所受的所受的 。這就是這就是著名的著名的“阿基米德原理阿基米德原理”。等于等于重力重力公式：公式：F浮浮 = = G排排= =液液 V V排排= =液液VV浸浸有鏈接有鏈接1、將石塊和空桶掛在測(cè)力計(jì)、將石塊和空桶掛在測(cè)力計(jì)的下方，分別記下測(cè)力的下方，分別記

9、下測(cè)力計(jì)的示數(shù)為計(jì)的示數(shù)為 N和和 N61回顧阿基米德原理，探究過程。回顧阿基米德原理，探究過程。2、將石塊浸沒在水中，記下、將石塊浸沒在水中，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)為測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N2G3、石塊受到的浮力為、石塊受到的浮力為 N44、被石塊排開的水的重力是、被石塊排開的水的重力是 N4F浮浮 = G排排1.1.影響浮力大小的因素：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物體在液體中所受浮力的大小不僅與液體的密度液體的密度有關(guān)，還與有關(guān)，還與物體排開液體的體積物體排開液體的體積有關(guān)，而與浸沒在液有關(guān)，而與浸沒在液體中的體中的深度深度無關(guān)。無關(guān)。2.2.阿基米德原理：阿基米德原理： 浸

10、在液體中的物體所受的浮力的大小浸在液體中的物體所受的浮力的大小等于等于被被物體排開的液體所受的重力物體排開的液體所受的重力。公式：公式：F浮浮 = = G排排= =液液 V V排排= =液液VV浸浸小結(jié)：小結(jié)：課堂練習(xí)課堂練習(xí)我受到我受到浮力大浮力大我 受 到我 受 到的 浮 力的 浮 力大大 1、在如圖所示、在如圖所示的大魚和小魚的的大魚和小魚的爭論中，爭論中， 魚的魚的說法正確，這是說法正確，這是因?yàn)閮蓷l魚浸沒因?yàn)閮蓷l魚浸沒在同種液體在同種液體中，中， 受受到的浮力大小到的浮力大小與與 有有關(guān)。關(guān)。大大排開液體體積排開液體體積 一個(gè)一個(gè)2N的物體，掛在彈簧測(cè)力的物體，掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，當(dāng)鉤

11、碼浸沒在水中時(shí)彈簧計(jì)上，當(dāng)鉤碼浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是測(cè)力計(jì)的示數(shù)是1.2N，這個(gè)鉤碼，這個(gè)鉤碼受到水的浮力是受到水的浮力是 N課堂練習(xí)課堂練習(xí)0.8AAAAA水水水鹽水12345（1）若選用的操作是）若選用的操作是1、3、5或或1、4、5，可研究浮力的大小與可研究浮力的大小與 的關(guān)系。的關(guān)系。 如圖為小華同學(xué)如圖為小華同學(xué)“研究影響浮力大小研究影響浮力大小的因素的因素”實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖實(shí)驗(yàn)的若干操作，根據(jù)此圖課堂練習(xí)課堂練習(xí)液體的密度液體的密度1區(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入；區(qū)分：浸沒、浸入、浸在、沒入； 2. . F浮浮r r液液 gV排排 r r液液液體的密度；液體的密度；

12、 V排排物體排開的液體的體積；物體排開的液體的體積；3. . F浮浮 r r液液 gV排排 決定式?jīng)Q定式 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 r r液液、V排排有關(guān)，有關(guān)， 浮力大小與物體的形狀、密度，浸沒在液體中浮力大小與物體的形狀、密度，浸沒在液體中的深度及物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o關(guān)。的深度及物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o關(guān)。二、關(guān)于阿基米德原理的討論二、關(guān)于阿基米德原理的討論例例1浸在液體中的物體浸在液體中的物體, ,受到的浮力大小取決于受到的浮力大小取決于( )( )。 A. . 物體的體積和液體的密度物體的體積和液體的密度 B. . 物體的密度和物體浸入液體的深度物體的密度和物體浸入

13、液體的深度 C. . 物體浸入液體的體積和液體的密度物體浸入液體的體積和液體的密度 D. .物體的質(zhì)量、體積、浸入液體的深度及形物體的質(zhì)量、體積、浸入液體的深度及形狀等因素狀等因素C三、例題分析三、例題分析例例2一個(gè)體積為一個(gè)體積為300 cm3 的物體浮在水面上，它的物體浮在水面上，它的的2/3體積露出水面，它受的浮力是多大體積露出水面，它受的浮力是多大 N。（。（g取取10 N/kg）1根據(jù)阿基米德原理：根據(jù)阿基米德原理： F浮浮G排液排液液液gV排排據(jù)題意據(jù)題意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4 m3=1 N例例3把兩個(gè)物重相同的實(shí)心鐵球和鋁

14、球，浸沒在把兩個(gè)物重相同的實(shí)心鐵球和鋁球，浸沒在水中，它們受到的浮力（水中，它們受到的浮力（ ）。）。 A相等相等 B鋁球的比鐵球大鋁球的比鐵球大 C鋁球的比鐵球小鋁球的比鐵球小 D浮力都等于重力浮力都等于重力【解析解析】 鐵球和鋁球的重力相等，則質(zhì)量相等鐵球和鋁球的重力相等，則質(zhì)量相等BmVr r 根據(jù)根據(jù) ，鐵鐵 鋁鋁 ，則，則V鐵鐵V鋁鋁，根據(jù)根據(jù)F浮浮=液液gV排排， F鋁浮鋁浮 F鐵浮鐵浮。 A鋁球受到的浮力最大，因?yàn)樗胍后w的深鋁球受到的浮力最大，因?yàn)樗胍后w的深度最大度最大 B鉛球受到的浮力最大，因?yàn)樗拿芏茸畲筱U球受到的浮力最大，因?yàn)樗拿芏茸畲?C鉛球、鐵球、鋁球受的浮力一樣大鉛球、鐵球、