(滬粵新版)阿基米德原理（課堂PPT）

1、19.2 9.2 阿基米德原理阿基米德原理2溫故知新溫故知新水水一、什么是浮力：一、什么是浮力： 1. 1.浮力：浸在液體（或氣體）浮力：浸在液體（或氣體）中的物體會受到液體（或氣體）豎中的物體會受到液體（或氣體）豎直向上的托力，叫做浮力。直向上的托力，叫做浮力。2.2.浮力的方向：總是豎直向上的。浮力的方向：總是豎直向上的。 3.3.浮力的施力物體：液體或氣體。浮力的施力物體：液體或氣體。二、稱重法測浮力：二、稱重法測浮力：F F浮浮 = G= GF F三、影響浮力大小的因素三、影響浮力大小的因素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3做做想想做做想想 請同學們將空易拉

2、罐壓入裝請同學們將空易拉罐壓入裝滿水的燒杯中，體會浮力大小的滿水的燒杯中，體會浮力大小的變化，并觀察水溢出的情況。變化，并觀察水溢出的情況。排開液體的體積排開液體的體積思維啟發(fā)思維啟發(fā) 在易拉罐按下的過程中，易拉在易拉罐按下的過程中，易拉罐所受的浮力越來越大，排開的水罐所受的浮力越來越大，排開的水越來越多。越來越多。物體浸入液體中的體積物體浸入液體中的體積= 兩千多年以前，希臘學者阿基米德為了鑒定金兩千多年以前，希臘學者阿基米德為了鑒定金王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想王冠是否是純金的，要測量王冠的體積，冥思苦想了很久都沒有結(jié)果。一天，他跨進盛滿水的浴缸洗了很久都沒有結(jié)果。一天，他

3、跨進盛滿水的浴缸洗澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：澡時，看見浴缸里的水向外溢，他忽然想到：4猜猜 想想浮力大小可能與物體排開的液體多少有關(guān)系浮力大小可能與物體排開的液體多少有關(guān)系活動：活動：探究浮力的大小探究浮力的大小 設(shè)計實驗與制訂計劃設(shè)計實驗與制訂計劃1 1、實驗的目的：、實驗的目的：研究研究浮力浮力的大小跟物體的大小跟物體排開液體重力排開液體重力的關(guān)系的關(guān)系2 2、浮力大小如何測量？、浮力大小如何測量？ 稱重法：稱重法：F F浮浮 = G= GF F5 3 3、怎樣使收集的水恰為排開的水？如何測量排、怎樣使收集的水恰為排開的水？如何測量排開的水重？開的水重？像教材所示使用溢水杯像

4、教材所示使用溢水杯使用量筒使用量筒使用注射器抽出燒杯中升高的水量使用注射器抽出燒杯中升高的水量 將小燒杯裝滿水后放入大燒杯中，物體放入小將小燒杯裝滿水后放入大燒杯中，物體放入小燒杯中燒杯中利用大燒杯傾斜后注滿水來代替溢水杯利用大燒杯傾斜后注滿水來代替溢水杯65 5、怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？、怎樣安排實驗順序最為合理，為什么？4 4、實驗器材：、實驗器材： 彈簧測力計、小石塊、燒杯、小木塊、小桶、彈簧測力計、小石塊、燒杯、小木塊、小桶、清水、食鹽清水、食鹽用彈簧測力計測出小石塊的重力用彈簧測力計測出小石塊的重力G G石石用彈簧測力計測出空小桶的重力用彈簧測力計測出空小桶的重力G G桶桶

5、 用彈簧測力計測出小石塊浸沒在液體中所受到用彈簧測力計測出小石塊浸沒在液體中所受到的拉力的拉力F F拉拉 用彈簧測力計測出被小石塊排開的液體與小用彈簧測力計測出被小石塊排開的液體與小桶的總重桶的總重G G 總總。7進行實驗、收集數(shù)據(jù)進行實驗、收集數(shù)據(jù)8910111213G14G151617物體重G/N浸沒時彈簧測力計的示數(shù)F拉拉/N物體所受浮力F浮浮/N空桶重G桶桶/N桶和溢出液體的總重G總總/N排開液體所受的重力G排排/N3.01.00.52.52.02.0數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄分析論證、得出結(jié)論分析論證、得出結(jié)論比較比較F F浮浮與與G G排排得出結(jié)論：得出結(jié)論：F F浮浮=G=G排排18F F

6、浮浮阿基米德原理阿基米德原理 浸在液體里的物體受到浸在液體里的物體受到豎直豎直向上向上的浮力，浮力的大小的浮力，浮力的大小等于等于被被物體排開的液體的重力。物體排開的液體的重力。被排開的液體被排開的液體它受到的重力它受到的重力G排排=m排排g物體受到物體受到的浮力的浮力即：即：F F浮浮=G=G排排=m=m排排g =g =液液gVgV排排即：即：F F浮浮=G=G排排思維拓展思維拓展 =液液gVgV排排19對對F F浮浮=G=G排排=m=m排排g =g =液液gVgV排排的理解的理解 1 1、浮力大小與物體侵入液體的體積和液體密度、浮力大小與物體侵入液體的體積和液體密度有關(guān)，而與物體的形狀、密

7、度、浸沒在液體中的深有關(guān)，而與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度等因素無關(guān)。度等因素無關(guān)。F浮浮 2 2、浸在空氣中的物體也受、浸在空氣中的物體也受到浮力的作用，阿基米德原理同到浮力的作用，阿基米德原理同樣適用于氣體。樣適用于氣體。F F浮浮=G=G排排=m=m排排g =g =空氣空氣gVgV排排20浸沒浸沒部分浸入部分浸入3、“浸在浸在”、“浸入浸入”、“浸沒浸沒”的區(qū)別的區(qū)別 浸在浸在：指物體有一部分或全部沒入液：指物體有一部分或全部沒入液體中的狀態(tài)。體中的狀態(tài)。 浸入浸入：指把物體放入液體中的過程，：指把物體放入液體中的過程，包括物體的一部分或全部沒入液體中的情包括物體的一部分或全部沒

8、入液體中的情形，與形，與“浸在浸在”的意義相同。的意義相同。 浸沒浸沒：指把物體放入液體中，并使其：指把物體放入液體中，并使其全部沒入液體中的過程。全部沒入液體中的過程。當物體全部浸入液體中時，當物體全部浸入液體中時，V V排排=V=V物物。當物體部分浸入液體中時，當物體部分浸入液體中時，V V排排V V物物；210N10N 有一個很薄的氣球（重力有一個很薄的氣球（重力忽略不計），里面裝有一定忽略不計），里面裝有一定的水（里面沒有空氣），它的水（里面沒有空氣），它所受重力為所受重力為10N10N，用彈簧測力，用彈簧測力計把它掛在下面，慢慢浸沒計把它掛在下面，慢慢浸沒在水中，觀察彈簧測力計的在水

9、中，觀察彈簧測力計的示數(shù)為多少？示數(shù)為多少？裝水的氣球這時受到的浮力大小是多少？裝水的氣球這時受到的浮力大小是多少？做做想想做做想想你能用阿基米德原理解釋嗎？你能用阿基米德原理解釋嗎？你發(fā)現(xiàn)了怎樣的數(shù)量關(guān)系？你發(fā)現(xiàn)了怎樣的數(shù)量關(guān)系？F F浮浮G G物物22阿基米德檢驗皇冠阿基米德檢驗皇冠 一天，阿基米德在浴盆里洗澡，身體浸入水中之后，突然一天，阿基米德在浴盆里洗澡，身體浸入水中之后，突然感到自己的體重減輕了，只用一點兒勁兒，身體就能浮起來。感到自己的體重減輕了，只用一點兒勁兒，身體就能浮起來。這使阿基米德意識到水有浮力；而人受到浮力，是由于身體把這使阿基米德意識到水有浮力；而人受到浮力，是由于

10、身體把水排開了。他高興極了，一下子從浴盆里跳了起來，沒穿衣服水排開了。他高興極了，一下子從浴盆里跳了起來，沒穿衣服就跑出去手足舞蹈地高喊：就跑出去手足舞蹈地高喊：“有辦法了！有辦法了！有辦法了！有辦法了！” 阿基米德拿來一只盛滿水的容器，將皇冠放入水中，容器阿基米德拿來一只盛滿水的容器，將皇冠放入水中，容器中的水開始向外溢出，他把溢出的水收集起來。然后他把與皇中的水開始向外溢出，他把溢出的水收集起來。然后他把與皇冠質(zhì)量相同的純金塊放入到另一個盛滿水的容器中，也把溢出冠質(zhì)量相同的純金塊放入到另一個盛滿水的容器中，也把溢出的水收集起來。他把這兩次溢出的水進行比較，發(fā)現(xiàn)第二次溢的水收集起來。他把這兩

11、次溢出的水進行比較，發(fā)現(xiàn)第二次溢出的水比第一次少。出的水比第一次少。 如果皇冠是純金制成的，那么兩次排出的水應(yīng)該一樣多。如果皇冠是純金制成的，那么兩次排出的水應(yīng)該一樣多?？墒菍嶋H上兩次排出的水不一樣多，皇冠排出的水比純金塊排可是實際上兩次排出的水不一樣多，皇冠排出的水比純金塊排出的水多，這說明皇冠中有一些比重比純金小的材料，所以皇出的水多，這說明皇冠中有一些比重比純金小的材料，所以皇冠不是純金制成的，金匠因此受到了懲罰。冠不是純金制成的，金匠因此受到了懲罰。 由此，他發(fā)現(xiàn)了浮力原理，并在名著由此，他發(fā)現(xiàn)了浮力原理，并在名著論浮體論浮體記載了這記載了這個原理，人們今天稱之為阿基米德原理。個原理，

12、人們今天稱之為阿基米德原理。 23船的發(fā)展史船的發(fā)展史24F浮浮 一顆小小的鐵釘會沉到水下面，為什么很多鋼一顆小小的鐵釘會沉到水下面，為什么很多鋼鐵做成的鐵做成的軍艦軍艦?zāi)芨≡谒嫔隙幌鲁?？能浮在水面上而不下沉?軍艦軍艦是通過增大是通過增大_ _ 來增大浮力來增大浮力的。的。排開液體的體積排開液體的體積25 例題例題1.1. 在圖在圖9-49-4所示的實驗中，物體的體積所示的實驗中，物體的體積V=50cmV=50cm3 3,g,g取取10N/kg10N/kg，試問：，試問： （1 1）把物體完全浸沒在水中時，它排開水的重力）把物體完全浸沒在水中時，它排開水的重力為多少？它受到的浮力多大？為

13、多少？它受到的浮力多大？ （2 2）把物體完全浸沒在密度為）把物體完全浸沒在密度為1.11.110kg/m10kg/m的鹽的鹽水中，它排開鹽水的重力為多少？它受到的浮力多大？水中，它排開鹽水的重力為多少？它受到的浮力多大？ 解：根據(jù)阿基米德原理，浮力的大小應(yīng)等于被物解：根據(jù)阿基米德原理，浮力的大小應(yīng)等于被物體排開的液體的重力。體排開的液體的重力。（1 1）物體浸沒在水中時，它排開的水的體積）物體浸沒在水中時，它排開的水的體積 V V排排=V=50cm=V=50cm3 3=5=51010-5-5m m3 3. . 它排開的水的重力它排開的水的重力 G G排排=m=m排水排水g=g=水水V V排排

14、g g=1=110103 3kg/mkg/m3 35 51010-5-5m m3 310N/kg=0.5N10N/kg=0.5N。26所以，物體受到水的浮力所以，物體受到水的浮力 F F浮浮=G=G排排=0.5N=0.5N。 （2 2）浸沒在鹽水中時，被物體排開的鹽水的體積）浸沒在鹽水中時，被物體排開的鹽水的體積V V排排=V=5=V=51010-5-5m m3 3， 排開鹽水的重力排開鹽水的重力 G G排排 =m=m鹽水鹽水g=g=鹽水鹽水V V排排g g =1.1 =1.110103 3kg/mkg/m3 35 51010-5-5m m3 310N/kg=0.55N10N/kg=0.55N

15、所以，物體受到鹽水的浮力所以，物體受到鹽水的浮力 F F浮浮 =G=G排排 =0.55N=0.55N 答：（答：（1 1）物體完全浸沒在水中時，它排開的水）物體完全浸沒在水中時，它排開的水的重力為的重力為0.5N0.5N，受到的浮力為，受到的浮力為0.5N0.5N；（；（2 2）物體完全）物體完全浸沒在鹽水中，它排開鹽水的重力為浸沒在鹽水中，它排開鹽水的重力為0.55N0.55N，受到的，受到的浮力為浮力為0.55N0.55N27小結(jié)：求浮力的小結(jié)：求浮力的3 3種方法：種方法：（1 1）稱重法：）稱重法： F F浮浮G GF F（2 2）壓力差法：）壓力差法： F F浮浮F F向上向上 F

16、F向下向下（3 3）公式法：）公式法： F F浮浮G G排排=m=m排排g g 液液gVgV排排28STS：阿基米德橋阿基米德橋 討論：懸浮隧道是用鋼材、水泥等材料制成，在討論：懸浮隧道是用鋼材、水泥等材料制成，在海水中不但沒有下沉，而且海水中不但沒有下沉，而且還還受到受到“巨大巨大”的浮力？的浮力？29 因為兩次船的因為兩次船的吃水深度相同吃水深度相同，即，即船排開水的體積船排開水的體積相同相同，根據(jù)阿基米德原理可知，根據(jù)阿基米德原理可知，兩次的浮力相等兩次的浮力相等，船，船和所載物體的總重也應(yīng)該相等，所以稱出石頭的總重，和所載物體的總重也應(yīng)該相等，所以稱出石頭的總重，也就知道大象的體重了。

17、也就知道大象的體重了。 “曹沖稱象曹沖稱象”的故事是大家所熟悉的，曹沖為的故事是大家所熟悉的，曹沖為什么能用石塊受到的重力替代大象的重力什么能用石塊受到的重力替代大象的重力? ?30 例例2.2.彈簧測力計下懸掛一物體，在空氣中稱時彈彈簧測力計下懸掛一物體，在空氣中稱時彈簧測力計的示數(shù)為簧測力計的示數(shù)為5 N5 N，浸沒在水中時，彈簧測，浸沒在水中時，彈簧測 力力計的示數(shù)為計的示數(shù)為3 N3 N，則物體受到的浮力為，則物體受到的浮力為_ N._ N.2 2你還能求出哪些物理量？你還能求出哪些物理量？物體的質(zhì)量物體的質(zhì)量mm=G/g=5Nm=G/g=5N10N/Kg=0.5Kg10N/Kg=0.

18、5Kg物體的體積物體的體積V V V=V V=V排排=F=F浮浮/ /液液g g=2N=2N（1 110103 3Kg/mKg/m3 310N/Kg10N/Kg）=2=210104 4m m3 3物體的密度物體的密度=m/V=0.5Kg=m/V=0.5Kg（2 210104 4m m3 3）=2.5=2.510103 3Kg/mKg/m3 331 1 1 、20122012安徽安徽 如圖所示，某物塊用細線系在如圖所示，某物塊用細線系在彈簧測力計下，在空氣中稱時示數(shù)是彈簧測力計下，在空氣中稱時示數(shù)是15 15 N N，浸沒在水，浸沒在水中稱時示數(shù)是中稱時示數(shù)是5 5 N N，則此時物塊受到水的浮

19、力為，則此時物塊受到水的浮力為_N N，物塊的密度為物塊的密度為_ _ kgkg/ /m m3 3。( (水的密度為水的密度為1.01.010103 3 kgkg/ /m m3 3) )101.5103 觸類旁通觸類旁通321 12 21.2lO3 2 2、20112011安徽安徽 如圖所示，燒杯內(nèi)盛有某種液如圖所示，燒杯內(nèi)盛有某種液體，把一體積為體，把一體積為1 110104 4m m3 3。的鋁塊用細線系在彈簧。的鋁塊用細線系在彈簧測力計下浸沒在液體中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)測力計下浸沒在液體中，靜止時彈簧測力計的示數(shù)為為1 15N5N，已知鋁的密度為，已知鋁的密度為2.72.7lOlO3

20、 3kg/mkg/m3 3。則鋁塊在。則鋁塊在液體中受到的浮力等于液體中受到的浮力等于_N_N，液體的密度為，液體的密度為_ kg/m_ kg/m3 3。33 例例 3 3 、某物體重某物體重0.5N0.5N，把它的放入盛有水的燒杯，把它的放入盛有水的燒杯中，溢出重中，溢出重0.3N0.3N的水，則它受到的浮力是的水，則它受到的浮力是: : （ ） （A A）一定為）一定為0.3N 0.3N （B B）可能為）可能為0.2N0.2N （C C）一定為）一定為0.5N 0.5N （D D）可能為）可能為0.4N 0.4N 分析：分析：當容器中盛滿水時，物體排開的水的重力等于容器當容器中盛滿水時，

21、物體排開的水的重力等于容器中溢出水的重力；當容器中未盛滿水時，物體排開水的重力中溢出水的重力；當容器中未盛滿水時，物體排開水的重力大于容器中溢出水的重力，而本題中沒有明確燒杯中水大于容器中溢出水的重力，而本題中沒有明確燒杯中水是否是否盛滿盛滿，所以應(yīng)分盛滿水和未盛滿水兩種情況討論，所以應(yīng)分盛滿水和未盛滿水兩種情況討論: : (1) (1) 當燒杯中盛滿水時：物體所受浮力當燒杯中盛滿水時：物體所受浮力F F浮浮0.3N0.3N。 (2) (2)當燒杯中未盛滿水時：由于物體排開水的重力大于容器當燒杯中未盛滿水時：由于物體排開水的重力大于容器中溢出水的重力，所以浮力中溢出水的重力，所以浮力F F浮浮

22、0.3N0.3N。又因為物體所受最大浮。又因為物體所受最大浮力為力為0.5N0.5N，所以物體所受的浮力應(yīng)是，所以物體所受的浮力應(yīng)是0.3NF0.3NF浮浮0.5N0.5N。 D D34 1 1、小石在空氣中稱時彈簧測力計的示數(shù)是、小石在空氣中稱時彈簧測力計的示數(shù)是3.8N3.8N，在水中稱時彈簧測力計的讀數(shù)是在水中稱時彈簧測力計的讀數(shù)是2.9N2.9N，則小石塊在水，則小石塊在水中受到的浮力是中受到的浮力是 N N。 2 2、一個體積是、一個體積是20m20m3 3的氣球，在地面附近受到的的氣球，在地面附近受到的空氣對它的浮力是空氣對它的浮力是 N N。（地面附近的空氣密度。（地面附近的空氣

23、密度是是1.29kg/m1.29kg/m3 3，g=10N/kgg=10N/kg） 3 3、體積為、體積為500cm500cm3 3的物體，有的物體，有2/52/5的體積浸沒在的體積浸沒在水中水中, ,它受到的浮力為它受到的浮力為 N;N;若把它全部浸沒在煤若把它全部浸沒在煤油中油中, ,受到的浮力為受到的浮力為 N N。（。（煤油煤油=0.8=0.810103 3kg/mkg/m3 3 g=10N/kgg=10N/kg）0.925824課堂練習課堂練習354 4、下面關(guān)于浮力的說法中，正確的是、下面關(guān)于浮力的說法中，正確的是 （ ） C A A、只要液體密度大，對浸沒在其中的物體的、只要液體

24、密度大，對浸沒在其中的物體的浮力就一定大浮力就一定大 B B、只要物體的體積大，所受的浮力一定大、只要物體的體積大，所受的浮力一定大 C C、物體所受的浮力的大小等于被物體排開的、物體所受的浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力，與物體的形狀及浸沒液體中的深液體所受的重力，與物體的形狀及浸沒液體中的深度無關(guān)度無關(guān) D D、阿基米德原理只適合液體、阿基米德原理只適合液體365 5、甲受到的浮力大于乙受到的浮力、甲受到的浮力大于乙受到的浮力, ,則則 ( )( )A.A.甲的體積一定大于乙的體積；甲的體積一定大于乙的體積；B.B.甲排開液體的體積一定大于乙排開液體的體積；甲排開液體的體積一定大于

25、乙排開液體的體積；C.C.甲排開液體的密度一定大于乙排開液體的密度；甲排開液體的密度一定大于乙排開液體的密度；D.D.甲排開水的體積一定大于乙排開水的體積。甲排開水的體積一定大于乙排開水的體積。D 6 6、質(zhì)量相等的實心的銅球和鋁球，當它們都浸、質(zhì)量相等的實心的銅球和鋁球，當它們都浸沒在水中時，它們受到的浮力沒在水中時，它們受到的浮力 （ ） A. A.銅球比鋁球的大銅球比鋁球的大 ; B. ; B. 一樣大；一樣大； C. C.銅球比鋁球的小銅球比鋁球的小 D. D. 無法確定無法確定C37 7 7、如圖所示：、如圖所示：A A為木塊，為木塊，B B為鋁片，為鋁片，C C為鐵球，為鐵球，而且而且V VA A=V=VB