9.2阿基米德原理(第1课时)课件沪粤版物理八年级下册

9.2阿基米德原理(第1课时)课程标准(2022年版)本节要点2.2.9知道阿基米德原理．1．会探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系．2．知道阿基米德原理．(重点)3．能利用阿基米德原理及其推导式计算浮力的大小．(难点)学生实验:探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系．猜想与假设:浸在液体中的物体所受的浮力F浮______(选填“大于”“小于”“等于”)物体排开液体所受的重力G排．

实验器材:弹簧测力计、溢水杯、小桶、细绳、小石块、清水、食盐等．验证阿基米德原理等于进行实验:按下图所示步骤进行实验:(1)如图A所示,用弹簧测力计测量空

小桶所受的重力F1．(2)如图B所示,________________(液

面与溢水杯的溢水口______),并把小

桶放置在溢水杯口下方．

将溢水杯装满水齐平(3)如图C所示,用弹

簧测力计测出小石

块所受的重力F2．(4)如图D所示,将小

石块浸没在水中,读

出此时弹簧测力计的

示数F3,则物体所受的浮力F浮＝__________．

(5)如图E所示,测量小桶与排开水所受的总重力F4,则排开水所受的重力G排＝__________．

F2－F3F4－F1(6)将记录到的数据填入表格中．实验次数小桶所受的重力F1/N小石块所受的重力F2/N小石块浸在液体中时测力计的示数F3/N小石块所受的浮力F浮/N小桶和排开水所受的总重力F4/N排开水所受的重力G排/N

得出结论:浸在液体里的物体受到竖向上的浮力,浮力的大小______(选填“大于”“小于”“等于”)被物体排开的液体的重力,即F浮____G排(选填“>”“<”“＝”)．

分析论证:(1)在步骤D中,如果物体只有部分浸入水中,对实验结论会产生什么影响?____________．

等于＝不会有影响(2)在步骤D中,如果物体漂浮在水面上,对弹簧测力计没有拉力,对实验结论会产生什么影响?____________．

(3)完成一次实验后,便马上得出结论,结论可靠吗?若不可靠,应该怎么做?__________________________________________________．

不会有影响不可靠,应该更换不同液体或不同体积的固体,多次实验

某同学做探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验．实验操作步骤如下:A．用弹簧测力计测出物体的______;

B．将水倒入溢水杯中;C．用弹簧测力计测量______________,然后将其摆放在溢水杯的溢水口下方;

重力空小桶的重力D．将系在弹簧测力计下的物体浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时______________________;

E．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;F．记录、分析实验数据,得出实验结论;G．整理实验器材．读出弹簧测力计的示数请根据上面的实验过程回答问题:(1)正确且最合适的实验步骤为________________(填字母)．

(2)请指出下图实验操作中的一处错误:____________________________,该错误会导致______________的测量结果偏小．

BCADEFG在图乙中,水面没有达到溢水口排开水的重力(3)改正实验操作后,若空小桶所受的重力为G桶,则物体所受的浮力F浮＝__________,排开水的重力G排＝___________．(只能用F1、F2、F3、G桶表示)

F1－F2F3－G桶(4)下表是记录实验数据的表格,请将表格第一行补充完整．

实验次数____________________物体的重力F1/N物体浸没时弹簧测力计的示数F2/N____________________小桶与排开水的总重力F3/N________________________1

2

3

空小桶的重力G桶/N

物体所受的浮力F浮/N排开水的重力G排/N

【实验拓展】(5)若得出了F浮大于G排的结论．关于得出此结论的原因,下列分析不合理的是____(填字母)．

A．溢水口还在缓慢滴水,便把空小桶放在溢水口下方B．放入物体前,溢水杯中未装满水C．在图丙步骤的操作中,物体碰到了容器底且对底部产生了压力D．实验中先进行图丙步骤,后进行图甲步骤(6)用酒精代替水重复实验,目的是______________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)．

A寻找普遍规律1．阿基米德原理的数学表达式:F浮＝G排．(F浮＝G排＝m排g＝ρ液gV排)符号意义及单位:阿基米德原理的简单应用符号意义单位常见单位转换关系F浮浮力N—G排排开的液体所受的重力N—m排排开的液体的质量kg1t＝________kg、1g＝__________kg

1×1031×10－3阿基米德原理的推导式表明:物体所受浮力的大小只与____________和____________________有关．

符号意义单位常见单位转换关系ρ液液体的密度kg/m31g/cm3＝________kg/m3

V排排开的液体的体积m31L＝___dm3＝__________m3、1cm3＝__________m3

1×10311×10－31×10－6液体的密度物体排开液体的体积2．不吸水物体浸在液体中时,V排和V物的关系,如图所示:①V排＝V浸入(任何时候);②物体浸没在水中时,V排＝V物;③物体没有浸没在水中时,V排≠V物．拓展几个与浮力有关的概念．(1)浸没:浸没是指物体整个完全浸入液体(或气体)中,如图甲B所示．(2)浸在:物体可能浸没液体(或气体)中,也可能漂在液面上,如图甲A所示．甲(3)漂浮:当物体只受重力和浮力的作用静止时,有部分体积露出液面,如图乙所示．乙(4)悬浮:当物体只受重力和浮力的作用静止时,浸没在液体中,并能悬停在液体中任一位置而不沉底,如图丙所示．丙

[科学思维]如图所示,用弹簧测力计

挂着质量为1kg的物块,慢慢浸没在装满水

的溢水杯中,静止后溢出水的质量为0.4kg．

求物块受到的浮力．(g取10N/kg)1解:静止后溢出水的质量为0.4

kg,根据阿基米德原理,物块受到的浮力大小等于排开水的重力F浮＝G排＝m排g＝0.4

kg×10

N/kg＝4

N答:物块受到的浮力是4

N．变式1

(2023·湛江麻章区期末)将一个重为100N的物体,放入盛满水的溢水杯中,从杯中溢出了50N的水,则物体受到的浮力是(

)A．100N B．50NC．60N D．110NB

蛟龙AG600水陆两栖飞机是我国自主研制的“三个大飞机”之一,被誉为国之重器．若飞机降落在湖面时,排开水的体积为65m3,则飞机受到水的浮力为多大?(ρ水＝1×103kg/m3,g＝10N/kg)2解:飞机在水上受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1×103

kg/m3×10

N/kg×65

m3＝6.5×105

N答:飞机受到水的浮力为6.5×105

N．变式2

[物理学与社会发展]“巅峰使命”珠峰科考项目组成功将自主研发的浮空艇从海拔4300m的营地升空到9000m,创造了浮空艇大气科学观测世界纪录(如图所示)．这次实验中,浮空艇(表皮很薄的气囊)体积为9000m3,浮空艇周围空气的密度为1.2kg/m3,g取10N/kg,求浮空艇所受的浮力．解:由题意可知,浮空艇排开空气的体积V排＝V＝9

000

m3则浮空艇所受的浮力F浮＝ρ空气gV排＝1.2

kg/m3×10

N/kg×9

000

m3＝1.08×105

N答:浮空艇所受的浮力为1.08×105

N．

阿基米德原理同样适用于气体．

1．[物理观念]将质量为0.5kg的物体,轻轻放入盛满清水的溢水杯中,溢出0.2N的水,则此物体受到的浮力是(g＝10N/kg)(

)A．5N B．0.5NC．2N D．0.2ND2．[科学探究]小凯进行验证阿基米德原理的实验,正确操作过程如图所示,图中F1、F2、F3、F4分别表示对应的弹簧测力计示数．下列说法正确的是(

)A．如果实验中物体没

有浸没在水中,则不能

验证阿基米德原理B．F2<F1表明物体受

到的重力减小了C．物体排开的液体受到的重力G排液＝F1－F2D．若F1－F2＝F4－F3,则说明本次实验结果符合阿基米德原理D3．如图所示,刘老师把一个金属块挂在弹簧测力计

下,浸没在水中,弹簧测力计的示数为F．他让同学

们帮他想办法,让弹簧测力计的示数变大．下列做

法可行的是(

)A．往烧杯里加些酒精

B．往烧杯里加些盐C．往烧杯里加水

D．把弹簧测力计向上提一下,但金属块不露出水面A

解:物块的体积V＝L3＝(10

cm)3＝1

000

cm3＝1×10－3

m3因物体浸没时排开液体的体积和自身的体

积相等,所以物块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103

kg/m3×10

N/kg×1×10－3

m3＝10

N答:物块受到的浮力为10

N．5．[科学思维]如图所示,水平地面上有一个盛水容器,内有棱长为

10cm的正方体物块B,物块B下端系一根细线与容器底部相连．(ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求物块受到的浮力．课后练习1．[科学探究]下列A、B、C、D四幅图是探究浮力的大小与排开的液体所受重力关系的过程情景.请根据图示完成下面的填空.验证阿基米德原理(1)实验中所用圆柱体的重力为___N;在情景图B中存在的错误是____________________.

(2)纠正错误后,继续实验,在情景图C中圆柱体受到的浮力F浮＝___N;圆柱体排开的液体所受的重力G排＝___N.

(3)实验结果表明:浸在液体中的物体受到的浮力等于________________________.

(4)实验中,圆柱体从刚接触液面到浸没在液体中,液体对溢水杯底的压强__________(选填“变大”“变小”“保持不变”).

4溢水杯中未装满液体11被物体排开的液体的重力保持不变2．[物理观念]下列有关浮力的说法正确的是(

)A．物体的密度越大,受到的浮力一定越大B．物体的体积越大,受到的浮力一定越大C．物体浸没在水中越深,受到的浮力越大D．物体排开水的体积越大,受到的浮力越大阿基米德原理的简单应用D

100110.8竖直向上105.(2023·淄博二模改编)2023年2月8日,“奋斗者”号载人潜水器在蒂阿曼蒂那海沟5500m深处发现了飞象章鱼.“奋斗者”号体积约为30m3,满载时质量约为25t.“奋斗者”号发现飞象章鱼处的压强是__________Pa;在水下5500m时受到的浮力是________N.(ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg)

5.5×1073×1056.[物理学与日常生活]如图为防溺水自救手环,当手环停留在0.5m深度以下的时间超过20s时,手环上的充气开关被触发,手环内部的气囊自动充气,气囊膨胀后使人体浮出水面.感应开关被触发时的液体压强至少为________Pa;若一个充满气的安全气囊能够排开3kg的水,则可以给溺水者提供____N的浮力.(安全气囊的重力忽略不计,g取10N/kg,ρ水＝1.0×103kg/m3)

5×103307.[科学思维](2023·成都改编)如图所示,将一块长方体木块放入水中,已知木块的下表面到水面的距离是10cm,木块的下表面面积是0.04m2.(ρ水＝1.0×103kg/m3,g取10N/kg)求:(1)木块下表面受到的压强;解:木块下表面到水面的距离h＝10cm＝0.1m木块下表面受到的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m＝1000Pa答:木块下表面受到的压强为1000Pa;(2)木块受到的浮力.解:木块排开水的体积V排＝0.04m2×0.1m＝0.004m3木块受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.004m3＝40N