1、第2节 阿基米德原理学习目标1.能用溢水杯等器材探究浮力的大小。2.会利用阿基米德原理解释简单的现象和计算。3.体会实验探究的乐趣,培养科学的探究习惯。自主探究学点一:阿基米德的灵感知识回顾:(1)浸在液体中的物体,受到液体对它向上的浮力;(2)物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。活动体验:易拉罐浮在水面上 ,用什么办法能把它浸入水中呢?方法 1:用手把空易拉罐向下慢慢压入水中。方法 2:将易拉罐灌满水后放入水中下沉。问题:(1)易拉罐沉入水中的过程中,受到的浮力是如何变化的?(2)易拉罐沉入水中的过程中,排开水的体积是如何变化的 ?归纳总结:1.物体浸在液体中的体积 &nb
2、sp; 物体排开液体的体积。 2.物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,物体所受的浮力就越 。 3.浮力的大小跟排开液体所受的重力 关。 学点二:浮力的大小实验探究:浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。猜想:浮力的大小跟排开液体所受重力相等。思考讨论:(1)如何测量物体受到的浮力 F 浮 。(2)如何测量被物体排开的液体的重力 G 排 。实验步骤:(1)用弹簧测力计先测出空杯子的重力 G1;(2)用弹簧测力计再测出石块的重力 G;(3)把石块浸没在盛满水的溢水杯里,用空杯盛接从溢水杯里被排开的
3、水 ,读出此时弹簧测力计的示数 F;(4)用弹簧测力计测出盛接了水后杯子的总重 G2。各小组分工合作,认真实验,记录实验数据填入表格。液体种类 组别 G/N F/N G1/N G2/NF 浮/NG 排/N12水312盐水3根据实验数据分析,得出实验结论:物体浸入液体中受到的浮力等于排开液体的重力。归纳总结:1.阿基米德原理: 。 2.公式及推论:F 浮 =G 排 ,F 浮 = 。 课堂检测1.如图所示,把锥形物体浸没在水中,当锥尖朝上和朝下时,锥形物体受到的浮力( )A.锥尖朝上时大 B.锥尖朝下时大 C.一样大 D.都等于零2.如
4、图所示,将漂浮在水面上的木块缓慢向下压,当木块全部浸入水中后仍继续向下压一段距离,在整个过程中,木块所受的浮力( )A.先变大后变小 B.先变大后不变C.先不变后变大 D.先变小后变大3.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,沉到底部,则从大烧杯溢出流入小烧杯中的水和此金属球的关系是( )A.两者体积相等,水的质量较小B.两者体积相等,水的质量较大C.两者体积不相等,但是质量相等D.两者体积不相等,质量也不相等4.如图所示,当弹簧测力计吊着圆柱体,从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中,以下能表示圆柱体所受浮力 F 浮 与浸入水中深度
5、 h 关系的图象是( )5.将一只盛有水的薄塑料袋用细线扎紧袋口,用弹簧测力计测得其重力为 9N,再将这个装水的塑料袋浸入水中,当弹簧测力计示数为 7N 时,袋内水面与袋外水面相比较( )A.塑料袋内水面比袋外水面高B.塑料袋内水面比袋外水面低C.塑料袋内水面与袋外水面相平D.塑料袋内水面与袋外水面高低无法判断6.体积为 210-3m3 的金属块浸没在水中 ,受到浮力的大小为 N, 方向竖直向 。距水面 0.1m 深处水的压强为 Pa。(g 取 10N/kg) 7.如图所示,
6、某物块用细线系在弹簧测力计下,在空气中时示数是 15N,浸没在水中时示数是 5N,则此时物块受到水的浮力为 N, 物块的密度为 kg/m 3。(水的密度为1.0103kg/m3,g 取 10N/kg) 8.小芳同学在探究“浮力的大小等于什么”时,用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作,如图所示,a、b、c、d 是四个步骤示意图。设四个图中弹簧测力计的示数分别是 F1、 F2、F 3、 F4,由四个图中 两个图的弹簧测力计的示数可以求出小石块受到的浮力; 被排开液体的重力为 ;
7、 如果关系式 成立,就可以得到著名的阿基米德原理。 9.如图所示是某同学自制的水上自行车。她在普通自行车上安装 8 个密闭的空水桶(每个水桶体积为 0.02m3),并在车后轮装上若干塑料片。该同学在水面上骑自行车匀速前进时,平均每个水桶约有二分之一体积浸在水中,不计车轮和塑料片排开水的体积,则此时水上自行车受到的浮力约为 N 。( g 取 10N/kg) 10.有一体积为 110-4m3 的实心铁块 ,挂在弹簧测力计下后浸没在水中,铁块没有接触容器底部,铁的密度为 7.8103kg/m3,(g 取 10N/kg)求:(1)铁块的
8、重力;(2)铁块所受到的浮力;(3) 弹簧测力计的示数。参考答案自主探究学点一:阿基米德的灵感1.等于 2.大 3.有学点二:浮力的大小1.浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。 2.液 gV 排课堂检测1.C 解析:锥形物体浸没在水中,不论锥尖朝上还是朝下,水的密度、锥形物体排开水的体积都不变,所以锥形物体在这两种情况下受到的浮力一样大,C 项正确。2.B 解析:物体在液体中所受的浮力大小跟液体的密度和排开液体的体积有关。漂浮在水面上的木块缓慢向下压的过程中,木块排开水的体积增大,由 F 浮 =G 排 = 液 gV 排 可知,木块所受浮力增大;当木块全部浸入水
9、中后仍继续向下压一段距离,在这个过程中,木块所受的浮力保持不变。3.A 解析:根据阿基米德原理可知,金属球受到水的浮力与排开水的体积相等,但是金属球的密度大于水的密度,所以金属球的质量大于水的质量,A 项正确。4.D 解析:当弹簧测力计吊着圆柱体,从圆柱体底部接触水面开始到完全没入水中到底部的过程中,在未完全浸没前圆柱体所受浮力 F 浮 随浸入深度的增加而增加,当完全浸没后,圆柱体排开的水不再增加,此后圆柱体所受浮力保持不变,D 项正确。5.A 解析:由于薄塑料袋的重力和体积均可以忽略不计,所以当盛水的塑料袋浸没在水中时,塑料袋受到的浮力等于排开水的重力,此时弹簧测力计的示数为零。而现在塑料袋
10、所受浮力为 F 浮 =G 物 -F=9N-7N=2N,这说明塑料袋没有完全浸在水中,且排开的水重小于塑料袋中的水重,所以 A 项正确。6.答案:20 上 1.010 3解析:金属块受到的浮力:F 浮 = 水 gV 排 =1.0103kg/m310N/kg210-3m3=20N,浮力的方向竖直向上;0.1m 深处的压强: p= 水 gh=1.0103kg/m310N/kg0.1m=1.0103Pa。7.答案:10 1.510 3解析:物块所受浮力等于它排开液体所受的重力 ,等于物块在空气中的重力减去在液体中称量时测力计的示数。所以,物块受到的浮力 F=15N-5N=10N,根据浮力 F=gV,求
11、得物块排开液体的体积 V= =1.010-3m3,此体积等于物块的体积 ,所以物块的密= 101.0103/310/度 = =1.5103kg/m3。= 1.51.010-338.答案:a、c F 4-F2 F 4-F2=F1-F3解析:根据称重法可知,要想测出小石块受到的浮力 ,应测出小石块的重力和小石块浸没在水中弹簧测力计的示数;排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力;要验证阿基米德原理是否成立,应比较排开水的重力和物体所受浮力的大小。9.答案:800解析:本题结合生活实例考查浮力的计算 ,V 排 =80.02m30.5=0.08m3,根据阿基米德原理可知,F 浮 =G 排 = 液 V 排 g=1.0103kg/m30.08m310N/kg=800N。10.答案:(1)7.8N(2)1.0N(3)6.8N解析:(1)铁块的质量 m=V=7.8103kg/m3110-4m3=0.78kg,则铁块的重力 G=mg=0.78kg10N/kg=7.8N。(2)铁块所受到的浮力 F 浮 = 水 gV 排 =1.0103kg/m310N/kg110-4m3=1.0N。(3)弹簧测力计的示数为 F=G-F 浮 =7.8N-1.0N=6.8N。