2020-2021学年10.2 阿基米德原理教学演示课件ppt

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　　两千多年以前，古希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金制成的，要测量王冠的体积，冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：
体验“物体排开液体的体积越大，它所受的浮力就越大”这个结论。
把装满水的烧杯放在盘子里，再把空的饮料罐按入水中，在手感受到浮力的同时，会看到排开的水溢至盘中。当饮料罐浸入水中更深、排开的水更多时，浮力是否更大？
排开液体的体积×液体的密度＝排开液体的质量
浮力的大小跟排开液体所受的重力有关。
浮力与物体排开的液体重力的定量关系
测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验.
浮力的大小等于物体排开液体的重力.
2.15 1.35 1.10 0.3
2.15 1.80 0.35 0.65 0.3 0.35
2.15 1.60 0.55 0.85 0.3 0.55
1．内容：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.
2．数学表达式：F浮=G排
4．适用范围：液体和气体
3．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排
1．区分：浸没、浸入、浸在、没入； 2. F浮＝r液 gV排 r液—液体的密度； V排—物体排开的液体的体积；3. F浮＝ r液 gV排 表明浮力大小只和r液、V排有关，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.
关于阿基米德原理的讨论
（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.
（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=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物
B．部分浸入时： V排=V浸（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=ρ液g V排，浸没时， V排 = V物，当ρ液不同时，浮力也随之变化.
（4）阿基米德原理同样适用于气体.
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（ ）. A．相等 B．铝球的比铁球大 C．铝球的比铁球小 D．浮力都等于重力
解答：铁球和铝球的重力相等，则质量相等
根据ρ=m/v ρ铁 ＞ρ铝 ，则V铁又 F浮=ρ液gV排，∴ F铝浮＞ F铁浮
1．阿基米德原理的探究实验2．阿基米德原理的数学表达式3．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
1.发现“浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它所排开的液体所受的重力”的科学家是（ ）A.牛顿   B.安培   C.阿基米德   D.焦耳2. 某同学将一质量为300g的金属块轻轻放入盛满水的烧杯中，溢出了80g的水，g=10N/Kg,则金属块受到的水的浮力是( )Ａ.0.8Ｎ  　　Ｂ.3.8Ｎ　    Ｃ.2.2Ｎ   　Ｄ.3Ｎ3.如图有A、B、C三个体积相同的小球，投入水中静止时如图所示，则关于它们受到浮力说法正确的是（　 ）A.A球最小    B.B球最小   C.C球最小   D.一样大
4. 小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时，做了如下图所示的实验，四步实验中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是（  ）A.F浮=F2-F3   B.F浮=F4-F3     C.F浮=F2-F1    D.F浮=F2-F45.一个重为0.2N的小球被线拉住而浸没在液体中，如果它受的浮力是1.8N，则线对球的拉力是（ ）           D.0N
6.悬挂着的金属球A依次浸没在清水和浓盐水中，则A球两次所受浮力相比较是（ ）A.两次的浮力一样大    B.浸没在盐水里受的浮力较大C.浸没在清水里受的浮力较大  D.条件不足，无法判断7.如图所示，某同学将一漂浮在水面不开口的饮料罐缓慢按入水中，当饮料罐全部浸入在水中后，继续向下压一段距离，共用时t0，此过程中饮料罐所受的浮力随时间变化的图象可能是下列图中的（　）
8.把质量相同的铜块和木块分别浸没在水中，则它们所受浮力（ ）A.铜块的大   B.木块的大   C.一样大   D.无法判断9.质量为5kg的物体受到重力的大小为 N。若该物体的体积为2×10-3m3，浸没在水中时受到浮力的大小为N。（g取10 N/kg。）10.浸在水中的苹果受到竖直     的浮力，浮力的大小等于苹果排开的    所受的重力。11.一个重5N的石块，挂在弹簧测力计上，将它浸没在盛满水的溢水杯中时弹簧测力计的示数是3N，则石块受到的浮力是______N，溢出水的重力是_______N。
12.一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为_____N。13.在跳水运动员身体全部入水后继续下沉过程中，所受的浮力______，受到水的压强______(均选填“增大”“减小”或“不变”)。14.一小球所受的重力为5N，体积为5×10-4m3，将它浸没在水中时，所受浮力的大小为______N(g取10 N/kg)，浮力的方向是_________。15.一物体浸在液体中时排开液体的质量是600g，则物体受到液体的浮力是 N。g取10 N/kg。
16.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为_____N。(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为______N。石块排开的水所受的重力可由_____(填字母代号)两个步骤测出。
(3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于_____________________。(4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是 。A.用原来的方案和器材多次测量取平均值B.用原来的方案将水换成酒精进行实验C.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验(5)另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则_____(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
17.如图所示，某工程队在一次水下施工作业中，用吊车将浸没在河底的实心物体从深水中匀速吊起(未露出水面)。物体的密度为2.6×103 kg/m3，体积是1.5 m3，不计水的阻力。ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：(1)物体受到的浮力；(2)吊车的拉力。
解：(1) F浮=ρ水gV排= 1.0×103kg/m3×10N/kg×1.5m3=1.5×104N (2)m＝ρV＝2.6×103kg/m3×1.5m3×＝3.9×103kg G＝mg＝3.9×103kg×10N/kg＝3.9×104N F＝G－F浮＝3.9×104N－1.5×104N＝2.4×104N
18.在甲图中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中。图乙是钢绳拉力随时间t变化的图像，若不计水的阻力，则可算出该石料的密度为（g取10 N/kg）求：（1）石料浸没在水中时受到的浮力；（2）石料的体积；（3）石料的密度。