初中物理沪科版八年级全册第二节 阿基米德原理授课ppt课件

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浮力的大小与哪些因素有关探究阿基米德原理阿基米德原理
阿基米德的启示 两千多年以前，希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的，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：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？
做做想想将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。
浮力的大小与哪些因素有关
这些物体受到的浮力大小相同吗，浮力的大小和哪些因素有关呢？
实验探究：决定浮力的大小的因素实验猜想：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猜想有关猜想3：浮力可能与物体浸入液体的深度有关其它猜想：…… …… …… ……
探究：猜想1：浮力可能与液体的密度有关
(1)把鸡蛋放入清水中，观察现象。 在清水中，鸡蛋下沉。(2)在清水中加盐，增大水的密度，再观察现象。 盐水的密度增大，鸡蛋慢慢上浮直至漂浮的状态。实验结论：猜想1正确，浮力的大小跟液体的密度有关。
猜想2：浮力可能与物体的体积猜想有关观察实验：1. 把同一物体浸入相同的液体中。2. 两个弹簧测力计的读数一样吗？ 分别是多少？3. 容器中的液体的液面发生什么样 的变化？ 4. 实验说明了什么问题？ 实验结论：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
猜想3：浮力可能与物体浸入液体的深度有关设计实验：(1)把物体浸没在水中，观察弹簧 测力计的读数 F1 。 测力计的读数 F1=2 N(2)改变物体在水中深度，再观察 弹簧测力计的读数 F2 。 测力计的读数 F2 =2 N(3)比较两次的读数 F1 和 F2 。结论：浮力的大小跟物体所在液体中的深度无关。
分析归纳实验1：浮力的大小跟液体的密度有关。实验2：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。实验3：浮力的大小跟物体浸在液体中的深度无关。根据猜想1、2、3，得出的实验结论：物体在液体中所受浮力的大小不仅与___________有关，还与物体排开液______有关，而与浸没在液体中的______无关。
(实验探究题)小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，由此他提出两个问题：问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力？问题2：浮力大小与哪些因素有关？为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验。
(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块________(填“受到”或“不受到”)浮力；(2)做__________(填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；(3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与________________的关系。
导引：(1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块受到浮力作用；(2)探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时，控制液体的密度和铁块排开液体的体积这两个因素相同，铁块在液体中浸没的深度不同，符合这个条件的是(c)、(d)两图；(3)(d)、(e)两次实验中，铁块在液体中浸没的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，因此研究的是浮力大小与液体密度的关系。
(控制变量法)在探究浮力与液体密度关系时控制物体排开液体体积相同；在探究浮力与物体排开液体体积关系时控制液体密度相同。
1．把鸡蛋放入清水中，鸡蛋沉在水底，然后逐渐向清水中加盐，鸡蛋会上浮至液面。这说明浮力的大小与液体的________有关。
2．把一个篮球逐渐压入水中时，随着篮球浸入水中体积的增大，需要向下压篮球的力________(填“增大”或“减小”)，这说明篮球受到水的浮力________(填“增大”“不变”或“减小”)。由此可见，浸在液体中的物体所受浮力的大小与___________________________________________有关。
猜想浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。浮力与排开的液体有什么关系？可以怎样表述浮力的大小？浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关浮力大小可能与排开液体的重力有关。
探究实验：浮力与物体排开液体重力的关系
测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验。
分析数据得出结论1. 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
定义：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。
(实验探究题)在“浮力的研究”实验中。(1)取一石块，把它挂在弹簧测力计的挂钩上，如图甲所示；当石块浸入水中的体积缓慢增大时，石块受到浮力大小的变化是_____。
(2)探究“浮力大小与排开水的重力关系”的实验过程：①如图乙，用弹簧测力计测出石块的重力为F1；②如图丙，用弹簧测力计测出空烧杯的重力为F2；③如图丁，把石块浸入盛满水的溢水杯中，用该烧杯承接从溢水杯里被排出的水，当石块全部浸入水中时，读出弹簧测力计的示数为F3；④如图戊，用弹簧测力计测出该烧杯和排出的水的总重力为F4。用F1、F2、F3、F4表示，实验中测得石块所受的浮力为________，排出水的重力为________。根据该实验的测量数据，可得出物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是__________________。
F1－F3＝F4－F2
导引：(1)图甲中，当石块浸入水中的体积缓慢增大时，石块排开水的体积变大，根据F浮＝ρgV排可知，石块受到浮力大小的变化是增大；(2)根据称重法可知，石块所受的浮力为F1－F3；排出水的重力F4－F2；根据该实验的测量数据得，F1－F3＝1.5 N－1 N＝0.5 N，F4－F2＝1 N－0.5 N＝0.5 N，即物体所受浮力大小与排开水的重力的定量关系是：物体所受浮力的大小等于物体排开水的重力(或F1－F3＝F4－F2)。
根据称重法求浮力，即先在空气中测量物体的重力F1，然后把物体浸在液体中，再读出弹簧测力计的示数F2，则物体所受浮力F浮＝F1－F2。
1．【中考·郴州】小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时，做了如图所示的实验，四步实验中弹簧测力计的示数为F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是(　　)A．F浮＝F2－F3 B．F浮＝F4－F3C．F浮＝F2－F1 D．F浮＝F2－F4
2．如图所示，悬吊的实心金属球缓慢浸没于倾斜的盛满水的大烧杯中，则从大烧杯溢出流入小桶中的水和此金属球的关系是(　　)A．两者体积相等，质量相等B．两者体积相等，小桶中水的质量较大C．金属球受到的浮力等于小桶中水的重力D．金属球受到的浮力大于小桶中水的重力
阿基米德原理求浮力1. 阿基米德原理数学表达式：F浮=G排2．用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排3．适用范围：液体和气体
关于阿基米德原理的讨论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 —— 决定式 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。
将一个乒乓球按入水中，松手后，乒乓球上浮，越接近水面上浮越快，最后浮出水面，下列说法正确的是(　　)A．露出水面前，浮力逐渐增大；露出水面后，浮力继续增大，最后保持不变B．露出水面前，浮力保持不变；露出水面后，浮力保持不变C．露出水面前，浮力逐渐减小；露出水面后，浮力保持不变D．露出水面前，浮力保持不变；露出水面后，浮力先减小后保持不变
导引：由阿基米德原理可得F浮＝G排＝ρ水gV排，要确定乒乓球所受浮力的大小的变化情况，只需确定乒乓球排开水的体积的大小变化情况即可。乒乓球在露出水面前排开水的体积不变，露出水面后排开水的体积先逐渐减小后保持不变(漂浮在水面)；故乒乓球在露出水面前，浮力保持不变，露出水面后，浮力先减小后保持不变。
由阿基米德原理F浮＝G排＝ρ液gV排可知，物体所受浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，而与物体的运动速度和浸没时所处的深度无关，分析浮力变化时，只需分析液体密度和物体排开液体体积的变化即可。
1．【中考·株洲】将一空饮料罐压入装满水的烧杯中，其排开的水所受到的重力为4 N，则空饮料罐受到的浮力大小为____N，方向竖直________。
2．如图所示，一个小球静止在水中，它所受浮力的方向是__________；如果剪断绳子后，小球漂浮在水面上，它所受浮力的大小与原来相比将____。
1．探究浮力的大小与哪些因素有关2．阿基米德原理的探究实验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