102阿基米德原理

阿基米德的启示 两千多年以前 希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的 要测量王冠的体积 冥思苦想了很久都没有结果 一天 他跨进盛满水的浴缸洗澡时 看见浴缸里的水向外溢 他忽然想到 物体浸在液体中的体积 不就是物体排开液体的体积吗 第二节阿基米德原理 一 实验探究 浮力的大小与哪些因素有关 实验猜想 猜想1 浮力可能与液体的密度有关 猜想2 浮力可能与物体浸入的体积有关 猜想3 浮力可能与物体浸没在液体的深度有关 其它猜想 实验 1 力大小与液体密度的关系 把鸡蛋放入清水中 观察出现的现象 在清水中加盐 水的密度增大 再观察出现的现象 在清水中 鸡蛋下沉到底部 清水中加盐后 水的密度增大 鸡蛋慢慢浮上来 鸡蛋自重不变但浮力增大了 实验结论 浮力的大小跟液体的密度有关 2 浮力可能与物体浸入的体积有关 观察实验 观察两个弹簧测力计的读数不一样 浸入体积多 排开的液体就 弹簧测力计的示数变 物体受浮力 把同一物体浸入相同的液体中 先浸入的体积少 然后浸入体积多 浮力的大小跟物体排开液体的体积有关 多 小 大 实验结论 实验 3 把物体浸没在水中 弹簧测力计观察测力计的读数F1 改变物体在水中深度 再观察测力计的读数F2 比较两次的读数F1 F2 测力计的读数F1 2N 测力计的读数F2 2N 浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关 浮力大小与物体浸没的深度的关系 结论 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的有关 还与物体排开液体的 浸入的 有关 而与物体浸没在液体中的无关 密度 体积 深度 根据猜想1 2 3 得出的实验结论 实验2 浮力的大小跟物体排开液体的体积有关 实验3 浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关 实验1 浮力的大小跟液体的密度有关 归纳总结 浮力与物体排开液体重力的关系 图3 图4 探究实验 二 实验探究 定量探究浮力的大小 阿基米德原理 实验器材 石块 铝块 铁块 溢水杯 空杯 测力计 水 用弹簧测力计先测出石块的重力G 用弹簧测力计再测出空杯重力G杯 1 15N 0 45N 实验步骤 把石块浸没在盛满水的溢水杯里 用空杯承接从溢水杯里被排开的水 读出此时弹簧测力计的示数F 用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重G总 0 70N 0 90N 5 再用铝块 铁块做上述实验 将相关数据填入下表 收集实验数据 寻找规律 1 15 0 70 0 90 0 45 0 45 0 54 0 34 0 20 0 20 0 65 0 78 0 68 0 10 0 55 0 10 比较浮力的大小和物体排开水的重量 你发现了什么 两个值相等即F浮 G排 实验结论 浸在液体中的物体所受的浮力的大小 填 等于 大于 或 小于 被物体排开的液体所受的 这就是著名的 阿基米德原理 等于 重力 公式 F浮 G排 液 V排 液 V浸 有链接 1 将石块和空桶挂在测力计的下方 分别记下测力计的示数为N和N 6 1 回顾阿基米德原理 探究过程 2 将石块浸没在水中 记下测力计的示数为N 2 G F 3 石块受到的浮力为N 4 桶 G 总 G 4 被石块排开的水的重力是N 4 F浮 G排 1 影响浮力大小的因素 物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关 还与物体排开液体的体积有关 而与浸没在液体中的深度无关 2 阿基米德原理 浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力 公式 F浮 G排 液 V排 液 V浸 小结 课堂练习 1 在如图所示的大鱼和小鱼的争论中 鱼的说法正确 这是因为两条鱼浸没在同种液体中 受到的浮力大小与有关 大 排开液体体积 一个2N的物体 挂在弹簧测力计上 当钩码浸没在水中时弹簧测力计的示数是1 2N 这个钩码受到水的浮力是N 课堂练习 0 8 水 水 水 盐水 1 2 3 4 5 1 若选用的操作是1 3 5或1 4 5 可研究浮力的大小与的关系 如图为小华同学 研究影响浮力大小的因素 实验的若干操作 根据此图 课堂练习 液体的密度 1 区分 浸没 浸入 浸在 没入 2 F浮 r液gV排r液 液体的密度 V排 物体排开的液体的体积 3 F浮 r液gV排 决定式表明浮力大小只和r液 V排有关 浮力大小与物体的形状 密度 浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关 二 关于阿基米德原理的讨论 例1浸在液体中的物体 受到的浮力大小取决于 A 物体的体积和液体的密度B 物体的密度和物体浸入液体的深度C 物体浸入液体的体积和液体的密度D 物体的质量 体积 浸入液体的深度及形状等因素 C 三 例题分析 例2一个体积为300cm3的物体浮在水面上 它的2 3体积露出水面 它受的浮力是多大N g取10N kg 1 解析 根据阿基米德原理 F浮 G排液 液gV排据题意V排 V 3F浮 液gV排 1 0 103kg m3 10N kg 10 4m3 1N 例3把两个物重相同的实心铁球和铝球 浸没在水中 它们受到的浮力 A 相等B 铝球的比铁球大C 铝球的比铁球小D 浮力都等于重力 解析 铁球和铝球的重力相等 则质量相等 B 根据 铁 铝 则V铁 V铝 根据F浮 液gV排 F铝浮 F铁浮 A 铝球受到的浮力最大 因为它浸入液体的深度最大B 铅球受到的浮力最大 因为它的密度最大C 铅球 铁球