資源簡介

(共19張PPT)
第2節
阿基米德原理
第十章
浮力
教學目標
1.經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的過程，做到會操作、會記錄、會分析、會論證。
2.能復述阿基米德原理并書寫其數學表達式。
3.能用公式F浮=G排和F浮=ρ液ｇv排計算簡單的浮力問題。
01
目錄
浮力大小與排開液體重力的關系
02
浮力的大小
新課導入
1、定義：
2、產生原因：
3、計算公式
4、影響浮力因素：
浸在液體（氣體）中的物體受到向上的力。
液體對浸在其中的物體產生的上下表面壓力差
F浮=G-F拉
F浮=
F向上-F向下
液體的密度
物體浸在液體中的體積
浮
力
新課導入
問題：那你們有沒有考慮過，浮力的大小與浸在液體中的體積、液體的密度，他們之間有沒有具體的數量關系呢？、
回顧：浮力的大小與浸在液體中的體積、液體的密度是什么關系？
浸在液體中的體積越大、液體的密度越大，浮力就越大。
新課導入
阿基米德（前287～前212）是古希臘物理學家、數學家，靜力學和流體靜力學的奠基人。他在物理學方面的貢獻主要有兩項：其一是關于浮力問題；其二是關于杠桿問題。
兩千多年以前，有位國王讓他鑒定王冠是否是純金的，這需要測量王冠的體積，阿基米德冥思苦想了很久都沒有結果。一天，他去澡堂洗澡，當他慢慢坐進浴缸時，水從浴缸里溢了出來，他望著溢出的水，突然大叫一聲：“我知道了！”竟然起身跑回家中。原來他突然想到“物體浸在液體中的體積不就是物體排開的液體體積嗎？”
一、浮力大小與排開液體重力的關系
做一做
如圖將一個空飲料罐用手按入盛滿水的燒杯中時，隨著飲料罐浸入水中體積（V浸）越大，排開的水（V排）也會越多，同時手感覺費力，這說明飲料罐受的浮力越大。
物體受到的浮力的大小與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關.（V浸=
V排
）
V排
ρ液
×
m排
G排
猜想：物體所受的浮力可能與排開液體所受的重力有關
一、浮力大小與排開液體重力的關系
探究：浮力大小與排開液體重力的關系
一、浮力大小與排開液體重力的關系
探究：浮力大小與排開液體重力的關系
次數
物體的重力
G物/N
物體在液體中測力計示數
F'/N
浮力
F浮/N
小桶和排液的總重
G總/N
小桶的重力
G桶／N
排開液體的重力
G排/N
1
2
3
4
2.15
1.35
0.80
1.10
0.3
0.80
2.15
1.60
0.55
0.85
0.3
0.55
2.15
1.80
0.35
0.65
0.3
0.35
結論：浮力的大小等于物體排開液體的重力。
二、阿基米德原理
1.內容：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受到的重力。
2.公式：
F浮=G排
3.適用范圍：液體和氣體
4.對原理的理解:
①物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”（V排=V浸=V物）和“部分浸入”（V排=V浸阿基米德
二、阿基米德原理
②浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。
F浮=G排=m排g=
ρ液
g
V排
③阿基米德原理表明，浮力大小只和
ρ液
、V排有關，與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是漂浮、懸浮、沉在水底、還是運動等因素無關。
r液——液體的密度；
(單位：kg/m3)
V排——物體排開的液體的體積；(單位：m3)
方法一：稱重法
方法二：壓力差法
方法三：阿基米德原理法
課堂小結
課堂檢測
　1.浸在液體中的物體,受到的浮力大小取決于(
)
A.
物體的體積和液體的密度
B.
物體的密度和物體浸入液體的深度
C.
物體浸入液體的體積和液體的密度
D.物體的質量、體積、浸入液體的深度及形狀等因素
C
課堂檢測
2.如圖所示，體積相同，密度不同的鉛球、鐵球、鋁球浸沒在水中不同深度的地方，則（
）
A.鋁球受到的浮力最大，因為它浸入液體的深度最大
B.鉛球受到的浮力最大，因為它的密度最大
C.鉛球、鐵球、鋁球受的浮力一樣大
D.因素太多，無法判斷
C
課堂檢測
3.一金屬塊在空氣中用彈簧測力計稱得重力為27N，把它全部浸沒在水中時，測力計的示數為17N，取g=10N/kg，則：
（1）該金屬塊受到水對它的浮力是多大？
（2）物體的體積是多少？
（3）金屬塊的密度是多大？
課堂檢測
解：（1）F浮=G－F=27N－17N=10N
V物
=
V排
=
=
1.0×10-3m3
（2）物體浸沒在水中，V物=V排
由阿基米德公式得V排=
F浮
ρ液g
10N
1.0×103kg/m3×10N/kg
（3）由ρ=
，m=
得ρ=
ρ=
=2.7×103kg/m3
m
V
G
Vg
G
g
27N
1.0×10-3m3×10N/kg
課堂檢測
4.(2018河南)某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，按照如圖甲所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系．
(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為________N.
(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，
石塊受到的浮力大小為________N．
石塊排開的水所受的重力可由________(填
字母代號)兩個步驟測出．
(3)由以上步驟可初步得出結論：浸在水中
的物體所受浮力的大小等
_________________________．
A、D
它排開的水所受的重力
（2）F浮=G物-F示=3.8N-2.4N=1.4N
1.4
3.8
課堂檢測
(4)為了得到更普遍的結論，下列繼續進行的操作中不合理的是________．
A.
用原來的方案和器材多次測量取平均值
B.
用原來的方案將水換成酒精進行實驗
C.
用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗
(5)步驟C中，當石塊從剛接觸水面逐漸浸入溢水杯的過程中，石塊受到的浮力________，溢水杯杯底受到水的壓強________．
(均選填“不變”、“變大”或“變小”)
A
變大
不變
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《10.2
阿基米德原理》學案
【學習目標】
1.經歷探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系的過程，做到會操作、會記錄、會分析、會論證。
2.能復述阿基米德原理并書寫其數學表達式。
3.能用公式F浮=G排和F浮=ρ液ｇv排計算簡單的浮力問題。
【課堂合作探究】
回顧：浮力的大小與浸在液體中的體積、液體的密度是什么關系？
問題：那你們有沒有考慮過，浮力的大小與浸在液體中的體積、液體的密度，他們之間有沒有具體的數量關系呢？
阿基米德（前287～前212）是古希臘物理學家、數學家，靜力學和流體靜力學的奠基人。他在物理學方面的貢獻主要有兩項：其一是關于浮力問題；其二是關于杠桿問題。兩千多年以前，有位國王讓他鑒定王冠是否是純金的，這需要測量王冠的體積，阿基米德冥思苦想了很久都沒有結果。一天，他去澡堂洗澡，當他慢慢坐進浴缸時，水從浴缸里溢了出來，他望著溢出的水，突然大叫一聲：“我知道了！”竟然起身跑回家中。原來他突然想到“物體浸在液體中的體積不就是物體排開的液體體積嗎？”
一、浮力大小與排開液體重力的關系
做一做
如圖將一個空飲料罐用手按入盛滿水的燒杯中時，隨著飲料罐浸入水中體積（V浸）越大，排開的水（V排）也會越多，同時手感覺費力，這說明飲料罐受的浮力越大。
物體受到的浮力的大小與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關.（V浸=
V排
）
猜想：物體所受的浮力可能與排開液體所受的重力有關
探究：浮力大小與排開液體重力的關系
結論：
二、阿基米德原理
內容：浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于
。
公式：
適用范圍：
對原理的理解:
①物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”（V排=V浸=V物）和“部分浸入”（V排=V浸②浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。
公式推導：
③阿基米德原理表明，浮力大小只和
ρ液
、V排有關，與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度及物體在液體中是漂浮、懸浮、沉在水底、還是運動等因素無關。
【課堂檢測】
1.浸在液體中的物體,受到的浮力大小取決于(
)
A.
物體的體積和液體的密度
B.
物體的密度和物體浸入液體的深度
C.
物體浸入液體的體積和液體的密度
D.物體的質量、體積、浸入液體的深度及形狀等因素
2.如圖所示，體積相同，密度不同的鉛球、鐵球、鋁球浸沒在水中不同深度的地方，則（
）
A.鋁球受到的浮力最大，因為它浸入液體的深度最大
B.鉛球受到的浮力最大，因為它的密度最大
C.鉛球、鐵球、鋁球受的浮力一樣大
D.因素太多，無法判斷
3.一金屬塊在空氣中用彈簧測力計稱得重力為27N，把它全部浸沒在水中時，測力計的示數為17N，取g=10N/kg，則：
（1）該金屬塊受到水對它的浮力是多大？
（2）物體的體積是多少？
（3）金屬塊的密度是多大？
4.(2018河南)某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，按照如圖甲所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系．
(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為________N.
(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為________N．石塊排開的水所受的重力可由________(填字母代號)兩個步驟測出．
(3)由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小等____________________．
(4)為了得到更普遍的結論，下列繼續進行的操作中不合理的是________．
A.
用原來的方案和器材多次測量取平均值
B.
用原來的方案將水換成酒精進行實驗
C.
用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗
(5)步驟C中，當石塊從剛接觸水面逐漸浸入溢水杯的過程中，石塊受到的浮力________，溢水杯杯底受到水的壓強________．
(均選填“不變”、“變大”或“變小”)
【達標訓練】
一、單選題
將一小木塊和一大石塊浸沒在水中，松手后小木塊上浮，大石塊下沉，比較剛松手時兩者所受的浮力大小?
?
A.
小木塊受到的浮力較大
B.
大石塊受到的浮力較大
C.
兩者受到的浮力一樣大
D.
條件不足無法比較
如圖所示，體積相同的三個球A、B、C分別浸在酒精和水中，他們所受浮力最大的是
A.
A球
B.
B球
C.
C球
D.
B球和C球
如圖示，裝有石塊的小船浮在水面上時所受浮力為10N，當把石塊投入水中后，石塊所受浮力為2N，池底對石塊的支持力為3N，下列判斷中不正確的是
A.
空船所受浮力為5N
B.
池底所受水的壓力減小
C.
石塊所受重力等于5N
D.
船排開水的體積減小了
二、實驗探究題
某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，按照如圖所示的步驟，驗證阿基米德原理．
先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為__________N．
把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為__________石塊排開的水所受的重力可由__________填字母代號兩個步驟測出．
由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小等于_________________．
為了得到普遍規律，接下來應該________________________的物體多次實驗．
某實驗小組利用彈簧測力計、石塊、溢水杯等器材，按照如圖所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系。
先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為??????????N。
把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為??????????N。石塊排開的水所受的重力可由??????????填字母代號兩個步驟測出。
由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小等于?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
???????????。
為了得到更普遍的結論，下列繼續進行的操作中不合理的是??????????。
A.用原來的方案和器材多次測量取平均值
B.用原來的方案將水換成酒精進行實驗
C.用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗
三、計算題
有一質量為的實心鐵球，其密度為?，現將鐵球放入盛有適量水的容器中，鐵球在水中靜止，如圖所示。已知：水的密度為?，g取。求鐵球在水中所受浮力。
在圖中，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降。直至全部沒入水中。圖是鋼繩拉力F隨時間t變化的圖象。若不計水的摩擦力，求該石料的密度。取
用彈簧測力計懸掛一實心物塊，物塊下表面與水面剛好接觸，如圖甲所示。從此處勻速下放物塊，直至浸沒于水中并繼續勻速下放物塊未與水底接觸。物塊下放過程中，彈簧測力計示數F與物塊下表面浸入水的深度h的關系如圖乙。g取，水的密度是求：
物塊受到的重力；
物塊完全浸沒在水中受到的浮力；
物塊的密度。
參考答案
【課堂檢測】
C
C
10N
1.0×10-3m3
2.7×103kg/m3
3.8
1.4
AD
它排開的水所受的重力
A
變大
不變
【達標訓練】
1.B【解析】略
2.C【解析】如圖所示，體積相同的三個球A、B、C分別浸在酒精和水中，此時它們排開液體體積的關系是：
，此時，根據可判斷出C球所受的浮力最大。
故選C。
3.D【解析】把石塊投入水中后，石塊下沉至池底，?
石塊的重：，
石塊在船上，二者受到水的浮力：，?
船重：，
空船漂浮在水面上，則所受浮力，
故AC正確，不符合題意；?
，?
排開水的體積：，?
船自身排開水的體積：，
則把石塊投入水中后，船排開水的體積減小了：；?
把石塊投入水中后，二者受到水的浮力：，?
石塊在水中下沉，石塊在水中受到水的浮力小于石塊重，，?
，將石塊放入水中后，二者排開水的體積變小，使得池內水位下降、水深h變小；?
，水對池底的壓強變小，根據可知水對池底的壓力變小，故B不符合題意，D符合題意。
故選D。
4.?
?
AD?
物體所排開液體的重力?
更換大小不同
【解析】略
5.?
?
排開液體的重力?
【解析】略
6.【答案】由于鐵球是實心的，根據可得鐵球的體積：?。由圖可知，鐵球浸沒在水中，排開水的體積和自身的體積相等，即：?，鐵球在水中受到的浮力：??
【解析】略
7.【答案】解：由圖乙可知，石料的重為1400N，石料浸沒后鋼絲繩的拉力為900N，則石料受到的浮力大小為：；
，
石料排開水的體積石料的體積：
，
石料的質量：
，
石料的密度：
．
答：該石料的密度為。
8.【答案】解：由圖可知，物體未浸入水中時測力計示數為18N，故物體的重力為；
物體全部浸入水中時，測力計的示數為，則在水中受到的浮力為，
由得，物體的體積為：，
物體的重力為G，質量為，
則物體的密度為：。
答：物塊受到的重力為18N；
物塊完全浸沒在水中受到的浮力為8N；
物塊的密度為。
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