102阿基米德原理.ppt

第2节阿基米德原理,第10章浮力,2,阿基米德简介：,阿基米德(Archimedes，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严格地证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。他在研究机械的过程中，发现了杠杆定律，并利用这一定律设计制造了许多机械。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能撬动地球。”他在研究浮体的过程中发现了浮力定律，也就是有名的阿基米德原理。,一、阿基米德的灵感,叙拉古国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠王冠制成後，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻他叫来金匠问是否掺了假金匠以脑袋担保，并当面用秤来称，与原来金块的重量一两不差可是，掺上别的东西也是可以凑足重量的国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来，要他解此难题,一连几天，阿基米德闭门谢客，反覆琢磨，因为实心的金块与镂空的王冠外形不同，不砸碎王冠铸成金块，便无法求算其体积，也就无法验证是否掺了假他绞尽脑汁也百思不得其解,有一天,阿基米德由澡盆溢水联想到,返回,实验探究：浮力的大小与物体排开液体的重力的关系,二、浮力的大小,1、实验设计：,讨论：浮力大小如何测量？为什么要收集溢出的水？怎样测出被物体排开的水的重量？,将石块挂在测力计的下方，记下测力计的示数为N,将石块浸没在水中，记下测力计的示数为N,G,F,石块受到的浮力为N,G,F,石块受到的浮力为N,桶,G,总,G,被石块排开的水的重力是N,桶,G,总,G,被石块排开的水的重力是N,阿基米德原理,1.内容：,浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。,F浮,=G排,F浮,=G排,这个原理也适用于气体,所以F浮=G排=液gV排,=液V排g,m排g,2.公式：,F浮=液gV排,单位：F浮牛顿液千克米V排米g牛顿/千克,3.对原理的理解,（1）物体“浸在液体里”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况。,不论物体是浸没还是部分浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。,浸没,部分浸入,当物体跟盛液体的容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。,1、浮力：浸在液体(或气体)里的物体受到液体(或气体)向上托的力。,2、浮力的方向：竖直向上,3、浮力的大小：称重法：F浮=G-F拉阿基米德原理：F浮=G排=液gv排,弹簧测力计下悬挂一物体，在空气中称时示数为392N，浸没在水中时示数为342N，则物体受到的浮力是多大?,计算巩固,由F浮=G-F拉得：,F浮=G-F拉=392N-342N=50N,20,1、体积为50dm3的物体全部浸没在水中，受到的浮力多大？,解析:V物=50dm3=0.05m3因为全部浸没,所以V排=V物F浮=液gV排=1.0103kg/m39.8N/kg0.05m3=490N,21,2、质量为15.8kg的铁块全部浸没在煤油中，受到的浮力多大？,3、体积是10m3的大铁牛在水中，当它有1/3的体积露出水面时，则大铁牛受到的浮力有多大?（g取10Nkg）,解:,=1.0103kg/m3,F浮=G排,=液gV排,10Nkg,=6.7105N,2/310m3,解:,=1.29kg/m3,10Nkg,=7740N,600m3,4、1783年法国物理学家查理做成的世界上第一个氢气球，体积约是600m3，这个气球在地附近受到的浮力有多大？（设空气=1.29Kg/m3g=10N/Kg),=空气V排,=m排g,F浮=G排,=774Kg,=774N,=7740N,气球排开空气的体积V排,=V气球,=600m3,排开空气的质量m排,排开的空气所受的重力G排,根据阿基米德原理，,气球所受的浮力,例一体积是的铁块，一半浸在酒精里，它受到的浮力有多大？（g取10Nkg）,解:铁块排开酒精体积,铁块排开酒精重,铁块排开酒精质量,返回,例三铁块