資源簡介 (共65張PPT)人教八下物理同步精品課件人教版八年級下冊第十章 浮力第2節 阿基米德原理2022春人教版八年級(下)物理同步精品課件水天一色。在一望無際的海洋上,威武、壯觀的中國第一艘航空母艦“遼寧艦”破浪前行……….遼寧艦于2012年9月25日正式交付海軍使用,它滿載排水量67500 t,艦長 304 m,艦寬70.5 m,面積相當于兩個足球場的大小。一個小鐵塊放入水中會下沉,而這又大又重的航空母艦不僅不會下沉,還能承載非常重的物體,這究竟是為什么 用鋼鐵來造船,如何計算自重、載重和形狀間的關系呢 學完了這一章,以上這些問題你就都會清楚了。第十章 浮力學習內容導覽第2節 阿基米德原理阿基米德的靈感浮力的大小0102學習目標經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的實驗過程。做到會操作、會記錄、會分析、會論證。能復述阿基米德原理并書寫其數學表達式。03能應用公式F浮=G排和F浮=ρ液gV排計算簡單的浮力問題。第2節 阿基米德原理導入新課復 習物體在液體中所受的浮力大小,跟它_________________有關、跟______________有關。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就越大。①影響浮力大小的因素是什么?浸在液體中的體積液體的密度② 怎樣用“稱重法”測量浮力的大小?浮力的大小等于彈簧測力計示數減小的數值。F浮=F1-F2物體浸在液體中所受的浮力F浮在空氣中在液體中F2F1導入新課通過剛才的短片,我們知道了阿基米德鑒別王冠的故事,及其發現的浮力定律,這個定律叫做阿基米德原理,到底是什么內容呢?今天我們一起學習阿基米德原理。③課堂影院:請同學們欣賞——《阿基米德的故事》第2節 阿基米德原理導入新課阿基米德的靈感目 錄Contents浮力的大小課堂總結課堂練習動手動腦學物理一、阿基米德的靈感1. 浮力與排開液體體積的關系一、阿基米德的靈感據說兩千多年以前,古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,冥思苦想了很久都沒有結果。隨后,他設計了實驗,解決了王冠的鑒定問題。一天,他跨進盛滿水的浴缸洗澡時,看見浴缸里的水向外溢,突然想到:物體浸在液體中的體積不就是物體排開的液體的體積嗎?1. 浮力與排開液體體積的關系一、阿基米德的靈感阿基米德的故事,給了我們很大的啟示。我們知道,物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,它受到的浮力就越大。現在我們用“物體排開液體的體積”取代“浸在液體中物體的體積”來陳述這個結論,就是:物體排開液體的體積越大、液體的密度越大,它所受的浮力就越大。下面我們體驗“物體排開液體的體積越大,它所受的浮力就越大”1. 浮力與排開液體體積的關系一、阿基米德的靈感把裝滿水的燒杯放在盤子里,再把空的飲料罐按入水中,在手感受到浮力的同時,會看到排開的水溢至盤中。試試看,當飲料罐浸入水中更深、排開的水更多時,浮力是否更大?體驗“物體排開液體的體積越大,它所受的浮力就越大”視頻演示——《物體排開液體的體積越大,它所受的浮力就越大》2. 浮力與排開液體重力的關系一、阿基米德的靈感我們知道:浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關。這一結論說明浮力的大小與什么力有關呢?物體受到浮力時,一定排開液體,那么浮力的大小和排開液體所受的重力是否有關呢?如果有關的話,有沒有定量的關系呢?一、阿基米德的靈感根據公式 m=ρV排開液體的重力越大排開液體的質量越大①猜想:“浮力的大小和排開液體所受重力有關”浮力越大猜想:浮力的大小跟排開液體所受的重力應密切相關。液體的密度越大,排開液體的體積越大2. 浮力與排開液體重力的關系根據公式 G=mg一、阿基米德的靈感下面我們通過實驗證明該假設是否正確。∵ρV=m,mg=G,∴ρ液V排=m排,m排g=G排 ∴F浮=G排根據“浮力的大小與排開液體的體積和排開液體的密度有關”②建立假設確立假設:浮力的大小等于排開液體的重力2. 浮力與排開液體重力的關系阿基米德的靈感目 錄Contents浮力的大小課堂總結課堂練習動手動腦學物理二、浮力的大小二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系通過前面的學習,我們知道,浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關。這一結論說明浮力的大小與什么力有關呢?液體的密度越大,物體排開液體的體積越大,則排開的液體受到的重力越大;另一方面,液體的密度越大,排開液體的體積越大,物體受到的浮力越大。浮力的大小跟排開液體所受的重力應該有一定的關系(可能相等)。提出問題猜想與假設1. 實驗器材:彈簧測力計、物體(ρ物>ρ液)、溢水杯、小桶、細線、水、鹽水.2. 測量浮力的方法(稱重法):設計實驗在空氣中在液體中F2F1二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系F浮=F1-F23. 測量排開液體所受的重力(溢水法):G桶G總溢水杯中盛滿液體,把物體浸在液體中,讓排開的液體流入一個小桶中,桶中的液體就是被物體排開的液體,用彈簧測力計測出排開液體所受的重力。設計實驗二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系G排=G總-G桶4. 實驗過程(如圖所示):①用測力計分別測出物體所受重力G(F1)和小桶重力G桶(F2)。②測出空桶的重力G桶①測出物體在空氣中重力GGG桶設計實驗二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系②把物塊浸入裝滿水的溢水杯中,同時用小桶收集物塊所排開的水,讀出彈簧測力計的示數F3,算出物塊所受浮力④測出小桶和排開的水的總重力G總③物體浸在水中,讀出測力計的示數FFG總設計實驗二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系F浮=F3-F1③測出小桶和排開水的重力G總,計算出排開液體的重力G排= F4- F2④測量數據填入記錄表,分析數據,得出結論。實驗 次數 物重 G/N 物體在水中時 測力計示數F/N 浮力 F浮/N 桶與排出水 總重G總/N 空桶重 G桶/N 排開水重G排/N123設計實驗二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系1. 測出物體在空氣中重力G=1.5N.2. 測出空桶的重力G桶=1.2N.進行實驗與收集數據3. 物體浸在水中時讀出測力計的示數F '=0.5N4. 測出小桶和排開的水的總重力G總=2.2N二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系5. 改變體積不同的金屬塊再做幾次實驗,把實驗數據填入表格中。6. 實驗數據表格。進行實驗與收集數據實驗 次數 物重G/N 物體在水中時 測力計示數F/N 浮力 F浮/N 桶與排出水 總重G總/N 空桶重 G桶/N 排開水重G排/N1 1.5 0.5 2.2 1.22 1.3 0.7 1.8 1.23 1.3 0.4 2.1 1.2二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系1. 由實驗序號1(或2或3),可以計算物體受到的浮力為:F浮= G- F-=1.5N-0.5N=1N排開液體所受的重力為:G排= G總- G桶=2.2N-1.2N=1N可見:F浮= G排分析與論證實驗次數 物重G/N 物體在水中時 測力計示數F/N 浮力 F浮/N 桶與排出水 總重G總/N 空桶重 G桶/N 排開水重G排/N1 1.5 0.5 2.2 1.22 1.3 0.7 1.8 1.23 1.3 0.4 2.1 1.2二、浮力的大小1. 探究浮力大小跟它排開液體重力的關系1.01.00.60.60.90.9①阿基米德原理內容:②數學表達式:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。F浮= G排= m排g= ρ液 gV排2. 阿基米德原理二、浮力的大小2. 阿基米德原理③式中各物理量單位ρ液表示液體的密度,單位:千克/米3(kg/m3)V排表示排開液體的體積,單位:米3(m3)g表示9.8牛/千克(N/kg)F浮表示物體受到的浮力,單位:牛(N)F浮= G排= m排g= ρ液 gV排二、浮力的大小④對于阿基米德原理的理解影響浮力大小的因素由公式F浮= ρ液 gV排可知:浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有關,與物體的體積、形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中的運動狀態等因素無關。適用范圍:該定律適用于液體和氣體。求液體密度、排開液體的體積2. 阿基米德原理二、浮力的大小不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。浸沒部分浸入物體“浸在液體中”包括“全部浸入(也叫浸沒)”和“部分浸入”兩種情況。(V排=V浸=V物) (V排=V浸2. 阿基米德原理二、浮力的大小阿基米德阿基米德(公元前287年—公元前212年),偉大的古希臘哲學家、數學家、物理學家、力學家,靜態力學和流體靜力學的奠基人,并且享有“力學之父”的美稱,阿基米德和高斯、牛頓并列為世界三大數學家。人物介紹主要成就物理學家浮力原理:物體在液體中所受浮力等于它所排開液體的重力。杠桿原理:發現了杠桿平衡條件。阿基米德的《方法論》: “十分接近現代微積分”,這里有對數學上“無窮”的超前研究,貫穿全篇的則是如何將數學模型進行物理上的應用。2. 阿基米德原理二、浮力的大小演示實驗——《探究“浮力的大小與排開液體重力的關系”》1. 若先將物體放入水中測浮力,再測物體的重力,由于物體沾水會使所測重力偏大,則所測浮力偏大;2. 先測桶和排開液體的重力,再測桶的重力,所測桶沾水重力偏大,所測排開液體的重力偏小。3. 物塊在浸入前,水面要與溢水口相平,若水面不與溢水口相平,不會影響浮力的大小,但會導致排到小桶內的水小于物塊排開的水的體積,最終會得出物體所受浮力大于排開的液體所受重力的錯誤結論。4. 實驗中換用大小不同的物塊,不同的液體,進行多次測量,是為了使實驗結論更具有普遍性。交流與討論2. 阿基米德原理二、浮力的大小【例題1】有一個重7N的鐵球,當它浸沒在水中時受到多大的浮力?( g取10N/kg,鐵的密度)根據阿基米德原理,鐵球受到的浮力等于它排開的水所受的重力,即F浮=G排。由于鐵球浸沒在水中,它排開的水的體積等于鐵球的體積,鐵球的體積為:由鐵球所受的重力G鐵=7N 可以求出鐵球的質量:2. 阿基米德原理二、浮力的大小鐵球的體積:鐵球排開水的體積等于鐵球的體積:鐵球排開水所受的重力:根據阿基米德原理,鐵球受到的浮力與它排開的水的重力相等,即:2. 阿基米德原理二、浮力的大小G排= ρ水gV排= 1×103kg/m3×10N/kg×8.9×10-5m3=0.89N【例題2】下列A、B、C、D四幅圖是“探究物體所受浮力的大小與物體排開水所受重力的關系”的實驗情景。請根據圖示完成下面的填空。①實驗中所用圓柱體的重力為 N。②在情景圖B中存在的錯誤是 。③糾正錯誤后,繼續實驗,在情景圖C中圓柱體受到的浮力F浮= N。②錯誤:溢水杯未注滿水(或水面未跟溢水杯杯口相平).4.21.2③F浮= F- G=4.2N-3N=1.2N2. 阿基米德原理二、浮力的大小④圓柱體排開的水所受的重力G排= N。⑤實驗結果表明:浸在水中的物體受到的浮力 (選填“<”、“>”或“=”)物體排開的水所受到的重力。1.2=④圓柱體排開的水所受的重力G排=1.8N-0.6N=1.2N⑤F浮=1.2N, G排=1.8N-0.6N=1.2N. 實驗結果表明:浸在水中的物體受到的浮力等于物體排開的水所受到的重力。2. 阿基米德原理二、浮力的大小⑥若不糾正情景圖B中的錯誤,直接進行接下來的實驗,則所測物體浸沒時所受的浮力 ,所測物體排開水的重力 。(均選填“偏大”、“偏小”或“不變”)不變偏小⑥若不糾正圖B中的錯誤,直接進行接下來的實驗,則所測物體浸沒時所受的浮力不變,但是會導致排到小桶內的水小于物塊排開的水的體積,結果會使所測物體排開水的重力偏小。2. 阿基米德原理二、浮力的大小阿基米德的靈感目 錄Contents浮力的大小課堂總結課堂練習動手動腦學物理三、課堂總結課堂總結①內容:浸在液體中的物體受到向上的浮力,浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。數學表達式理解適用范圍:適用于液體和氣體。②物體“浸在液體中”包括兩種情況:一是物體全部浸入(浸沒),此時V排=V浸=V物;二是物體一部分浸入液體中,此時V排=V浸①浮力F浮的大小只和 ρ液、V排有關,與物體的形狀,密度浸沒在液體中的深度等因素無關。阿基米德原理F浮= ρ液 gV排課堂總結②阿基米德的靈感目 錄Contents浮力的大小課堂總結課堂練習動手動腦學物理動手動腦學物理1. 北京“水立方”中游泳池的水深設計比一般標準游泳池深了0.5m,有人說,水的深度越深,其產生的浮力就越大,因此,各國運動員在“水立方”的比賽成績普遍提高就不足為奇了。你認為他的說法正確嗎 為什么 這種說法不正確。因為浮力的大小只與液體的密度和排開液體的體積有關,運動員受到的浮力約等于其所受的重力,與水的深度無關。說明:本題考察學生對阿基米德原理的認識,鞏固浮力的大小只與液體的密度和排開液體的體積有關,與其他因素無關。動手動腦學物理2. 請比較以下浮力的大小。①同樣重的兩個銅塊甲和乙,甲浸沒在水中,乙浸沒在煤油中,哪個受到的浮力大 ②同樣重的鋁塊和銅塊,都浸沒在煤油中,哪個受到的浮力大 ③同樣重的鋁塊和銅塊,銅塊浸沒在煤油中,鋁塊浸沒在水中,哪個受到的浮力大 ①銅塊甲和乙重力相等,質量相等,體積相等,排開水與煤油的體積相等,因為ρ水>ρ油,所以甲在水中受到的浮力大。②同樣重的鋁塊和銅塊,因為ρ鋁<ρ銅,所以V鋁>V銅,鋁塊排開煤油的體積大,所以鋁塊受到的浮力大。③同樣重的鋁塊和銅塊,因為ρ鋁<ρ銅,所以V鋁>V銅,鋁塊排開水的體積大,所以鋁塊受到的浮力大。動手動腦學物理3.一個在節日放飛的氣球,體積是620m3。這個氣球在地面附近受到的浮力有多大 設地面附近氣溫是0°C,氣壓是1×105Pa,空氣的密度是1.29kg/m3.F浮=ρ空氣gV排=1.29kg/m3×9.8N/kg× 620m3=8×103N動手動腦學物理4. 在彈簧測力計下懸掛一個金屬零件,示數是7.5N。當把零件浸沒在密度為0.8×103kg/m3的油中時,測力計的示數是6.6N,金屬零件的體積有多大 金屬零件排開水的體積,根據 F浮=ρ空氣gV排金屬零件受到的浮力 F浮=F1–F2=7.5N-6.6N=0.9N金屬零件的體積動手動腦學物理5. 某同學用阿基米德原理測量一種未知液體的密度:他把一個鐵塊用細繩懸掛在彈簧測力計的掛鉤上,鐵塊在空氣中時彈簧測力計的示數是4.74N,把鐵塊浸沒在該液體中時彈簧測力計的示數是4.11N,該液體的密度是多少 鐵的密度為7.9×103kg/m3。鐵塊受到的浮力 F浮=F1–F2=4.74N-4.11N=0.63N鐵塊的質量根據 F浮=ρ液體gV排鐵塊的體積動手動腦學物理浮力目 錄Contents決定浮力大小的因素課堂總結課堂練習動手動腦學物理課 堂 練 習1.沉船打撈人員完成水下打撈任務后,在不斷上升且未出水面的過程中,下列說法正確的是 ( ) A.所受浮力變大,壓強變大B.所受浮力變大,壓強變小C.所受浮力不變,壓強變小D.所受浮力不變,壓強不變C 沉船打撈人員完成水下打撈任務后,不斷上升且未出水面的過程中,排開水的體積不變,受到浮力不變,但是深度減小,壓強減小,所以C選項正確。2. 如圖為金魚吐出的某個氣泡在溫度恒定的水中上升過程的示意圖。該過程中氣泡密度和受到浮力的變化情況,敘述正確的是( )D 氣泡在溫度恒定的水中上升過程中,由圖可知,體積變大,所以密度變小,因為水的密度不變,排開的水體積變大,所以受到的浮力變大。所以D選項正確,其他選項都錯誤。A.密度和浮力都不變 B.密度和浮力都變大C.密度變小,浮力不變 D.密度變小,浮力變大物體輕輕放入盛滿清水的溢水杯中,溢出0.2kg的水,則物體受到的浮力為溢出的水的重力F浮=G溢= m溢g= 0.2kg ×10N/kg=2N。所以選B。3. 將質量為0.5kg 的物體輕輕放入盛滿清水的溢水杯中,溢出0.2kg的水,則此物體受到的浮力是(g取10 N/kg)( )A. 5 N B. 2 NC. 0.5 N D. 0.2 NB4. 體積是100cm3的實心小球放入水中,靜止后有1/4體積露出水面。求該小球受到的浮力。 (g=10N/kg)由題意:V排=100cm3×3/4=75cm3=7.5×10-5m3該小球受到的浮力F浮=G排= ρ水gV排= 1×103kg/m3×10N/kg×7.5×10-5m3=0.75N5.有一物塊的體積為0.3×10-3m3,用彈簧測力計測出此物塊的重力為G=4N,如圖甲所示,然后將物塊浸沒在水中,如圖乙所示,g取10N/kg,求:①該物塊浸沒在水中時受到的浮力大小;②物塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數。物塊浸沒在水中時受到的浮力:物塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數:(2)根據6.如圖所示是小明同學在探究“浮力大小”的實驗,實驗中彈簧測力計的示數分別為F1、F2、F3、F4,下列等式正確的是( )F2F3F1空桶F4盛有溢出的水A.F浮=F2-F1 B.F浮=F4-F3 C.F浮=F2-F3 D.F浮=F2-F4C物體受到的浮力為F浮=F2-F3 ,排開水的重力為 G排=F4-F1 , 所以C選項正確。7.圖所示的實驗過程,可驗證原理。其中“步驟B”的目的是:測出 。若圖中彈簧測力計的四個示數值F1、F2、F3、F4滿足關系式 時,則可以驗證該原理。①該實驗探究的是F浮與G排的關系,即可以驗證阿基米德原理。② “步驟B”的目的是:測出物塊浸在液體中時的拉力.③物體受到的浮力F浮=F1-F2;排開的液體受到的重力G排=F4-F3,若滿足關系 F1-F2=F4-F3,則可以驗證阿基米德原理。阿基米德物塊浸在液體中時的拉力F1-F2=F4-F3(1)該方法是稱重法測量浮力,故鐵球浸沒在水中所測得的浮力表達式為F1-F2;測得鐵球排開水所受的重力是總重減去空桶重,故為F3-F4。8.小明在驗證“阿基米德原理”實驗中:(1)用已調零的彈簧測力計,按照圖甲中所示順序進行實驗操作,測力計的示數分別為: F1、F2 、F3、F4. 由此可知鐵球浸沒在水中所測得的浮力表達式為F浮 =_______,測得鐵球排開水所受的重力表達式為G排=_________(用此題中所給字母表示).F1-F2F3-F4(2)根據阿基米德原理, F1-F2 = F3-F4 。(3)溢水杯內沒有注滿水,導致排開液體的重力偏小,F浮大于G排。(2)小明預期要獲得的結論是:_______(用此題中所給字母表示);(3)在讀數正確的情況下,小明由實驗數據發現:鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受重力G排,而且超出了誤差允許的范圍,得出此實驗結果的原因可能是_______(寫出一條即可);F1-F2 = F3-F4(4)仍然可以驗證浮力與排開水的重力關系,因為沒有浸沒,浮力仍然等于排開水的重力。(4)小明分析發現了此實驗操作中存在的問題并加以改正,進一步思考:如果實驗中物體沒有完全浸沒水中,能否驗證“阿基米德原理”,正確的觀點是______(選填“能”或“不能”)驗證.能9.小明為了驗證阿基米德原理,用一個密度大于水的合金塊設計了如圖所示的實驗順序,彈簧測力計的示數分別表示為G物、F1、F2、G空桶。(1)按圖中的順序測出合金塊排開的水的重力將 _______(偏大/偏小),原因是 ___________;偏小(1)按圖中的順序是先測出桶和排出的水的重力,后測出空桶的重力,這樣由于步驟⑤中桶中有附有少量水,測出的空桶的重力會偏大,所以最后得出合金塊排水的重力將偏小,為了避免實驗錯誤,小桶接水前,應測出空桶的重力。步驟⑤中桶中有附有少量水,G空桶變大,使G排液變小(2)合理調整圖中實驗順序后,當實驗中的測量結果滿足關系式:___________(用圖中所測量的字母表示)時,則該實驗結果說明阿基米德原理成立;G物-F1=F2-G空桶(2)圖①測出了合金塊的重力,圖③測量的是合金塊浸在水中彈簧測力計的拉力,則合金塊受到的浮力為F浮=G物﹣F1圖⑤測出了空桶的重力,圖④測出了桶和排開水的總重力,則排開的水的重力為G排=F2﹣G空桶所以如果 G物-F1=F2-G空桶. 則該實驗結果說明阿基米德原理成立。(3)按照合理的順序實驗,以下情況會影響驗證結果的是 ____;AA.圖②中水面未到達杯口B.圖③中合金塊未全部浸沒在水中C.圖③中合金塊浸沒水中過深(沒有碰到容器底部)(3)A.圖②中水面未到達杯口,則排開的水沒有全部溢出,則測量的溢出的水的重力會小于實際排開水的重力,會對實驗造成影響,故A符合題意;B.步驟③中,合金塊的一部分浸入水中,排開水的體積減小,受到的浮力也會減小,但可以探究浮力大小與排開液體所受重力的關系,故B不符合題意;C.圖③中合金塊浸沒水中過深(沒有碰到容器底部),合金塊所受浮力不變,對實驗結果不會造成影響,故C不符合題意。故選A。10. 如圖所示,彈簧測力計掛著重為10N的物塊。現將物塊浸沒在裝滿水的溢水杯中,靜止后溢出水的質量為0.4kg(g取10N/kg)。求:(1)物塊受到的浮力;(2)彈簧測力計的示數;(3)物體的密度。(1)由阿基米德原理可得,物塊受到的浮力為F浮=G排=m排g=0.4kg×10N/kg=4N(2)由F浮=G-F拉可得,彈簧測力計的示數即彈簧測力計對物體的拉力為 F拉=G﹣F浮=10N﹣4N=6N(3)物體的密度。(3)物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等,由F浮=ρ液gV排可得,物體的體積為由G=mg可得,物體的質量為謝謝21世紀教育網(www.21cnjy.com)中小學教育資源網站兼職招聘:https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin 展開更多...... 收起↑ 資源列表 10_2 阿基米德原理 【2023春人教八下物理同步高效實用課件含視頻】.pptx 探究“浮力的大小與排開液體重力的關系_16996.mp4 物體排開液體的體積越大_26762.mp4 課堂總結_12689.mp4 阿基米德的故事_245870000086-0002242.mp4 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫