阿基米德原理PPT.ppt

1、第二节：第二节：阿基米德原理阿基米德原理 阿基米德（阿基米德（Archimedes，前前287前前212）是古希腊伟大的）是古希腊伟大的科学家。他在物理学方面的贡科学家。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆平衡力问题；其二是关于杠杆平衡问题。问题。传说澡盆的水溢出给了阿传说澡盆的水溢出给了阿基米德启发，由此他鉴别出了基米德启发，由此他鉴别出了国王的王冠是否纯金所制。国王的王冠是否纯金所制。阿基米德有句名言：阿基米德有句名言：“给我一个给我一个支点，我可以撬动地球支点，我可以撬动地球”。巨轮远航巨轮远航 气球腾空气球腾空 将充足气的篮球和套

2、将充足气的篮球和套扎在气针尾端的气球扎在气针尾端的气球一起挂于杠杆左端一起挂于杠杆左端,调调整杠杆右端的钩码整杠杆右端的钩码,使使杠杆平衡。杠杆平衡。再将扎在气球上的气再将扎在气球上的气针头插入篮球的气门针头插入篮球的气门内，气球随即膨胀，内，气球随即膨胀，此时的杠杆不平衡了，此时的杠杆不平衡了，为什么？为什么？1.1.液体和气体对浸在其中的物体有液体和气体对浸在其中的物体有_（填方向）的托力，（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做物理学中把这个托力叫做 。竖直向上竖直向上一、什么是浮力？一、什么是浮力？2.2.一切浸入液体中的物体都受到浮力一切浸入液体中的物体都受到浮力的作用。的作用。F

3、F浮浮=G-F=G-F（称重法）（称重法）浮力浮力阿基米德原理阿基米德原理复习复习浮力测量的方法：复习浮力测量的方法：1.称重法：称重法：F浮浮=G-F2.压力差法：压力差法：F浮浮=F向上向上-F向下向下3.漂浮漂浮（悬浮）（悬浮）法：法：F浮浮=G实验探究实验探究探究浮力的大小探究浮力的大小 浮力的大小与液体的浮力的大小与液体的密度密度和物体和物体排开液体体积排开液体体积的大小有的大小有什么样的关系呢？什么样的关系呢？阿基米德原理阿基米德原理浮力的大小与哪些因素有关1 1.浮力浮力与与液体密度液体密度有关有关。2 2.浮力浮力与与物体浸在水中的体积物体浸在水中的体积（排开水的体积）（排开水

4、的体积）有关有关。液体密度液体密度 物体浸在水中的体积物体浸在水中的体积=？排开液体的质量排开液体的质量阿基米德原理阿基米德原理物体受到的浮力的大小与物体受到的浮力的大小与物体排开物体排开液体的体积液体的体积和和液体的密度液体的密度有关有关.物体所受的浮力可能与排开液体所物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关受的重力有关V排排mG 请同学们根据下面的实验器材自己设计实验：v实验器材：弹簧测力计、石块、盛有实验器材：弹簧测力计、石块、盛有水的烧杯、溢杯、空烧杯水的烧杯、溢杯、空烧杯 等等v想一想需要解决的两个问题想一想需要解决的两个问题 a.如何测量如何测量物体受到的浮力物体受到的浮力 b.

5、如何测量如何测量被物体排开的液体的重力被物体排开的液体的重力 阿基米德原理阿基米德原理猜想猜想:浮力的大小浮力的大小可能跟物体浸入液体可能跟物体浸入液体后后 排开的液体的重力排开的液体的重力有关有关.F浮浮=G-FG排排=G2-G1比较比较F浮和浮和G排的大小排的大小GFG1G2实验设计方案实验设计方案分析分析:(a)用弹簧测用弹簧测力计分别测力计分别测出出石块石块和和空空杯杯所受的重所受的重力力(b)把石块浸没把石块浸没在水面恰好与在水面恰好与溢口相平的溢溢口相平的溢杯中，用空杯杯中，用空杯承接从溢杯里承接从溢杯里被排开的水，被排开的水，读出此时弹簧读出此时弹簧测力计示数测力计示数(c)用弹

6、簧测用弹簧测力计测出承力计测出承接了水后杯接了水后杯子的总重子的总重 收集实验数据：收集实验数据：研究对象物重G/N 空杯重 G杯/N 物体浸没水中时弹簧测力计 示数F/N杯、水总重 G总/N浮力的大小 F浮/N排开水的重量G排/N石块0.45铝块0.45铁块0.451.150.700.900.450.450.540.340.200.200.650.780.680.100.550.10 比较比较浮力的大小浮力的大小和和物体排开水的重量物体排开水的重量，你发，你发现了什么？现了什么？三、阿基米德原理：三、阿基米德原理：1.1.浸在液体中的物体所受浮力的大小浸在液体中的物体所受浮力的大小_（填（填

7、“等于等于”、“大于大于”或或“小于小于”）被物体排开的液体所受的）被物体排开的液体所受的_。等于等于重力重力2.2.公式：公式：F F浮浮=G=G排排=m=m排液排液g=g=液液gVgV排排3 3单位：单位：4 4适用条件适用条件:适于液体、气体适于液体、气体F F浮浮液液g g V V排排NKg/m3N/Kg m3二、对原理的理解二、对原理的理解（1）物体）物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全部浸入（即浸没）全部浸入（即浸没）”和和“部分浸部分浸入入”两种情况。两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在不论物体是浸没还是部分浸入在液体里液体里都受到浮力都受到浮力。对于同一物体而。对于同一物

8、体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且时受到的浮力小，而且浸入的体积越浸入的体积越小，所受的浮力也越小小，所受的浮力也越小。浸没浸没部分浸入部分浸入 （2）浮力的大小等于被物体排开的液）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。体受到的重力。A浸没时，浸没时，V排排=V浸浸=V物物，此时物体，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物B部分浸入时，部分浸入时，V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸

9、V物物V浸浸（3）同一物体同一物体浸没在浸没在不同的液体不同的液体中时，中时，由于液体的由于液体的密度不同密度不同，所受的，所受的浮力也不浮力也不同同.根据公式根据公式 F浮浮=液液g V排排，浸没时浸没时，V排排=V物物，当当液液不同时，浮力也随之变化不同时，浮力也随之变化。（4）浮力产生的原因是液体对物体向上和向下）浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差。的压力差。物体在液体中的物体在液体中的位置越深位置越深，则受到的液体压强则受到的液体压强越大，则作用在物体各个面上的压力越大。越大，则作用在物体各个面上的压力越大。Lh1h2F下下F上上根据根据F压压=PS=液液g h.S，当，当h

10、增大时，增大时，F压压也增大。也增大。但但上、下两个表面的压力上、下两个表面的压力上、下两个表面的压力上、下两个表面的压力差却不变差却不变差却不变差却不变，即：，即：F=F下下-F上上=液液g Sh2-液液g S h1 =液液g S(h2-h1)=液液g SL而而 ,也可证明阿基米德定理也可证明阿基米德定理。当物体跟盛液体当物体跟盛液体的的容器底部容器底部紧密接触紧密接触时，则时，则于于物体下部没有液体物体下部没有液体，因而就，因而就不受到液体对它向不受到液体对它向上的压力上的压力，也就是，也就是物体没有受到浮力的作用物体没有受到浮力的作用。（5）阿基米德原理）阿基米德原理同样适用于同样适用于

11、气体气体气体气体。返回返回三、悬浮和漂浮的相同点和区别：三、悬浮和漂浮的相同点和区别：相同点：相同点：都是静止在液体中，都只受重力和浮力作都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：F浮浮=GF浮浮GF浮浮G悬浮悬浮漂浮漂浮不同点：不同点：（1）悬浮悬浮时，物体停留在液体内部的任时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定何地方，它必定全部全部浸没在液体中；浸没在液体中；而而漂浮漂浮，物体是静止在液面上，它必，物体是静止在液面上，它必定定有一部分露在液面之上有一部分露在液面之上。（2）悬浮悬浮时，物体浸没在液体中，所以时，

12、物体浸没在液体中，所以V排排=V物。物。而而漂浮漂浮时，物体只有一部分浸入液时，物体只有一部分浸入液体中，所以体中，所以V排排 V物物。V排排=V物物V排排 物，物，F浮浮 G 上浮上浮当当液液 物，物，F浮浮 G 下沉下沉 当当液液=物，物，F浮浮 =G 悬浮悬浮练习：练习：1.液体和气体对浸在其中的物体有液体和气体对浸在其中的物体有_（填方向）的托力，物（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做浮力。理学中把这个托力叫做浮力。竖直向上竖直向上2.浸在液体中的物体所受浮力的大小浸在液体中的物体所受浮力的大小_（填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小小于于”）被物体排开的液体所受的）被物体排开

13、的液体所受的_。这便是著名的阿基米德原理。这便是著名的阿基米德原理。等于等于重力重力练习：练习：4.将重将重5N的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中溢出溢出3N的水，则物块受到的浮力是（的水，则物块受到的浮力是（）A、8N；B、5N；C、3N；D、2N。CC5.在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水底，在铜块浸入到沉底的过程中浸入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数将，弹簧测力计的示数将（）A、逐渐变小；、逐渐变小；B、保持不变；、保持不变；C、先逐渐变小，后保持

14、不变；、先逐渐变小，后保持不变；D、先逐渐变小，后逐渐变大。、先逐渐变小，后逐渐变大。练习：练习：6.在大海中航行的轮船、空气中上升的在大海中航行的轮船、空气中上升的气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受到浮力？到浮力？答：轮船受到海水浮力，气球受空答：轮船受到海水浮力，气球受空气浮力，飞船没有受到浮力。气浮力，飞船没有受到浮力。练习：练习：7.一物一物体浸入水中体浸入水中,排开了排开了1000cm3水，水，求受的浮力多大？求受的浮力多大？已知：已知：水水=1.0103kg/m3，g=9.8N/kg V排排=1000cm3=10-3m3答：这物体受的浮力是答：这物

15、体受的浮力是9.8N。求：求：F浮浮解：解：F浮浮=水水gV排排=1.0103kg/m3 9.8 N/kg10-3m3=9.8N1.比较下列物体受的浮力比较下列物体受的浮力（1）体积相同的铜、铁、铝浸没水中）体积相同的铜、铁、铝浸没水中铁铁铜铜铝铝F浮铝浮铝 F浮铁浮铁 F浮铜浮铜【第二关第二关】AB（2）如图所示，）如图所示，A、B两个金属块的两个金属块的体积相等，哪个受到的浮力大？体积相等，哪个受到的浮力大？F浮浮A铝铝 V铜铜V铝铝铜铜铝铝铝球铝球（）如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情况，（）如图是四个体积相同而密度不同的小球在水中静止时的情况，试比较他们所受浮力的大小试

16、比较他们所受浮力的大小F A浮浮F B浮浮F C浮浮=F D浮浮（）完全相同的三个物体（）完全相同的三个物体A、B、C，在水中静止时，在水中静止时如图所示，试比较弹簧测力计的示数如图所示，试比较弹簧测力计的示数F1、F2、F3的大的大小小F1F2=F3、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开、用手将一个木球放入水中某一深度后，松开手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，手，木球上浮，在木球未露出水面的时候，下列说法中正确的是下列说法中正确的是 （）A.A.木球所受的重力、木球所受的重力、浮力都不变；浮力都不变；B.B.木球所受的重力不变，浮力变大；木球所受的重力不变，浮力变大；C C木球所受的重力、浮力都变小；木球所受的重力、浮力都变小；D D木球所受的重力不变、浮力逐渐变小木球所受的重力不变、浮力逐渐变小A【第三关第三关】2 2、体体积积是是200cm200cm3 3的的铁铁块块，一一半半浸浸在在酒酒精精里，它受到的浮力有多大？里，它受到的浮力有多大？（酒精酒精=0.8103 kg/m3、g=10Nkg）3 3、体体积积是是1m1m3 3的的氢氢气气球球在在空空气气中中受受到到的浮力多