粤沪版八年级下册2 阿基米德原理教案配套ppt课件
展开探究阿基米德原理理论推导阿基米德原理阿基米德原理
从身边的问题出发我们可以根据F 浮=G-F′计算浮力。而且我们知道,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,那么,浮力的大小与物体排开液体的体积、液体的密度之间有怎样的定量关系呢?
思想方法利用转换法探究阿基米德原理物体所受的浮力大小直接测量不出来,利用转换法将其转换成在空气中的重力和在液体中的视重之差。
问题:浮力大小与物体排开液体的重力有什么关系?设计实验
总结归纳: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。
思想方法用溢水杯测量排开液体的体积当在溢水杯中装满水时,将物体浸入溢水杯的水中, 水从溢水杯中溢出,用空小桶承接住流出的水,桶中水的体积等于物体排开水的体积。
方法技巧在烧杯中装满水侧放,也能代替溢水杯。
指点实验(1)实验前,溢水杯中的水必须与溢水口相平。(2)实验时,物体不能碰到溢水杯底和杯壁。(3)必须先测量出杯子的重力,再测出水和杯子的总重力,以免产生误差。(4)接水的杯子要干净,不要有水。
[中考·绥化] 小红设计了如图4 所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是________。A. 甲、乙、丙、丁B. 丁、甲、乙、丙C. 乙、甲、丁、丙(2)图乙中物体受到的浮力是______N, 通过实验可得到的结论是浸在液体中的物体, 受到的浮力大小等于它_____________________。
(3)以下情况会影响结论的是______。A. 图乙中水面未到达溢水杯的溢水口B. 图乙中物体未全部浸没在水中(4)将图乙中的水换成酒精,物体受到的浮力_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(ρ酒精= 0.8×103 kg/m3)
(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中_______(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)步骤不需要弹簧测力计。
探究阿基米德原理思维过程
思想方法利用理想模型法推导阿基米德原理假设在液体中有一个规则物体,分析其各个面受到的压力,利用浮力产生的原因是液体对物体上下表面的压力差,推导出F浮=G排。
[中考·宿迁] 在探究影响浮力大小因素的实验中,老师提供了横截面积为20 cm2的金属圆柱体,如图5甲所示,小明将圆柱体通过细线(体积和质量均不计)悬挂于弹簧测力计上,如图乙所示,静止时弹簧测力计的示数为2 N。
他将圆柱体慢慢放入水中,如图丙所示,当圆柱体有一半体积浸入水中时,弹簧测力计示数为1.2 N。(g取10 N/kg,ρ水=1×103 kg/m3)
(1)将圆柱体竖直放于水平地面上时,求水平地面受到的 压强。
(2)求圆柱体的体积。
思路导引:根据F浮=G-F示先求出圆柱体浸入一半体积时所受的浮力,再根据阿基米德原理即可求出圆柱体的体积。
(3)求圆柱体的密度。
思路导引:根据圆柱体的重力和体积即可求出圆柱体的密度。
点拨:利用阿基米德原理公式F浮=G排=m排g=ρ液V排g 进行计算时,根据题目已知条件选择合适的公式。
利用弹簧测力计可以测出在水中下沉物体的质量、体积和密度
速记口诀:浮力计算并不难,各种方法要记牢;原理使用最频繁,还有称重来帮忙;压力差法不常见,有机结合才完善。
1. 内容:浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。2. 数学表达式:F浮=G排。推导公式:F浮=G排=m排g=ρ液V排g。
公式中各符号所表示的物理量及单位:
当物体部分浸入液体中时,V排<V物;当物体浸没在液体中时,V排=V物。
3. 适用范围:阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。物体受到的气体的浮力F浮=G排=m排g=ρ气V排g。
4. 应用轮船:用钢铁制成的轮船采用空心的办法增大排开水的体积,从而增大浮力。
轮船的排水量表示表示载货时轮船的总质量。轮船在水上航行呈漂浮状态。航行时船体排开的水(即水面以下部分船体体积的水)的重力等于轮船所受浮力大小,等于轮船总重力,所以m排水量=m船+m货。
规律总结计算浮力的三种方法1.阿基米德原理法:利用F浮=G排=ρ液gV排求出浮力。2.压力差法:利用F浮=F向上-F向下=p向上S-p向下S求出浮力。3.称重法:利用F浮=G-F′求出浮力。
[中考·雅安] 如图6所示,当乒乓球从水里上浮到水面上,乒乓球在A位置时受到的浮力为FA,水对杯底的压强为pA,在B位置时受到的浮力为FB,水对杯底的压强为pB,则它们的大小关系是( )A.FA=FB pA=pB B.FA<FB pA<pBC.FA>FB pA>pB D.FA>FB pA=pB
思路导引:由图知,乒乓球在A位置时是浸没,此时V排A= V球;在B位置时是漂浮,此时V排B <V球,所以V排A>V排B,由F浮=ρ液gV排可知乒乓球受到的浮力FA>FB;由于从水里上浮直至漂浮在水面上,排开水的体积减小,水面下降,则hA>hB,根据p=ρgh可知水对杯底的压强pA >pB。
利用F浮=ρ液V排g比较浮力大小
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