9.3阿基米德原理课件沪科版八年级全一册物理

第九章浮力第三节阿基米德原理第1课时探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系小明在“验证阿基米德原理”的实验中,设计的实验方

案(部分)如表所示,之后他仔细观察了老师进行的如图甲所示

的演示实验。经过讨论后提出问题:阿基米德原理的成立,是

否一定要以物体全部浸入液体为前提条件?由此他提出了一

个新的实验方案,并动手制作出了如图乙所示实验装置,其中

A、B为两个规格相同的弹簧测力计,C为金属块,D为薄塑料实验进阶袋(质量不计),E是自制的溢水杯,F是升降平台(摇动手柄,可使

平台缓慢上升、下降),G为铁架台。阶段1

设计实验1.请你帮他填写空格处的内容。实验目的:定量研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开液体

之间的关系。实验器材:金属块、细线、量筒、

和适量的水等。实验步骤:a.记录金属块悬挂在空气中时弹簧测力计的示数F1;b.在量筒中盛适量的水,记录示数V1;c.将金属块浸没在水中,记录量筒示数V2、弹簧测力计的示数F2;d.用

表示物体所排开液体的体积(用字母表示);e.用

表示物体所受的浮力(用字母表示);f.若满足

,即可验证阿基米德原理成立。(水的密度为ρ水)重力

弹簧测力计V2-V1

F1-F2

F1-F2

=

ρ水g(V2-V1)解析阿基米德原理表述的是物体受到的浮力与物体排开液

体受到的重力之间的关系。实验中需要测量金属块受到的重

力、金属块在液体中静止时受到的拉力,所以还需要的仪器

是弹簧测力计。量筒内液体的体积为V1,将金属块浸没在液

体中后,总体积为V2,则物体排开液体的体积为V排=V2-V1,金属

块排开水的重力G排=m排g=ρ水g(V2-V1),金属块悬挂在空气中时

弹簧测力计的示数为F1,即金属块的重力为F1;将金属块浸没

在水中,弹簧测力计的示数为F2,则金属块受到的浮力为F浮=G-

F拉=F1-F2。当F1-F2=ρ水g(V2-V1)时,金属块受到的浮力与排开液体的重力相等,即可验证阿基米德原理成立。2.实验中,弹簧测力计在使用之前,必须先__________________。在竖直方向上调零解析在本实验中,要使用弹簧测力计测量竖直方向上的力,

所以在使用之前,必须先在竖直方向上调零。3.如图甲所示,你认为最合理的实验操作顺序是_________

(填写实验序号)。④①②③

解析实验中,为减小实验误差,应先测量烧杯的重力和金属

块的重力,然后将金属块放入溢水杯中,通过测量此时的拉力

求出金属块所受的浮力,最后再测量排开的水和烧杯的总重

力,所以合理的实验操作顺序是④①②③。4.小明逐渐调高平台F,使金属块浸入水中的深度越来越大,观

察到弹簧测力计A的示数先变小后不变,此过程说明物体所受

浮力大小与____________________有关。物体排开液体的体积解析小明逐渐调高平台F,使金属块浸入水中的深度越来越

大,金属块排开水的体积先变大后不变,观察到弹簧测力计A

的示数先变小后不变,根据F浮=G-F示可知,金属块所受的浮力

先变大后不变,此过程说明物体所受浮力的大小与物体排开

液体的体积有关。阶段2

实验数据分析及结论5.多次记录弹簧测力计A的示数变化量ΔFA和弹簧测力计B的

示数变化量ΔFB,并比较物体浸入液体不同程度时,以上两个变

化量之间的大小关系,发现ΔFA______(选填“>”“<”或

“=”)ΔFB,由此证明了阿基米德原理的成立________(选填

“需要”或“不需要”)以物体全部浸入液体为前提条件。不需要

=

解析根据F浮=G-F示可知,弹簧测力计A的示数变化量ΔFA即

物体所受的浮力,弹簧测力计B的示数变化量ΔFB为物体排开

的液体的重力,若ΔFA=ΔFB,则验证了阿基米德原理,说明阿基

米德原理的成立不需要以物体全部浸入液体为前提条件。阶段3

交流与讨论6.如果在测量时,金属块触碰容器底,会得到F浮______(选填

“>”“=”或“<”)G排的错误结论。

>

解析如果在测量时,金属块触碰容器底,容器底会对金属块

施加一个竖直向上的支持力,则弹簧测力计的示数变小,根据F

浮=G-F示可知,会造成F浮>G排。阶段4

实验拓展7.小明又进行了深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上。

如图丙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂并轻轻放入水中

使其浸没,待杯中水停止外溢时,如图丁所示,其示数为m2,则m1

_______(选填“>”“=”或“<”)m2。

=

解析铁球浸没在水中,铁球受到的浮力F浮=G排,物体间力的

作用是相互的,铁球给水的压力F=F浮,当铁球浸没在盛满水的

溢水杯中,排开水的重力为G排,故电子秤所受压力增加了F浮,又

减少了G排,因为F浮=G排,故电子秤受到的压力不变,则有m1=m2。第九章浮力第三节阿基米德原理第2课时阿基米德原理的应用

阿基米德原理基础夯实1.【新特色·中华优秀传统文化】(2024河南中考)宋朝的怀丙

利用浮船打捞铁牛,展现了我国古人的智慧。图为打捞过程

示意图,先将陷在河底的铁牛和装满泥沙的船用绳索系在一

起,再把船上的泥沙铲走,铁牛就被拉起,然后把船划到岸边,解

开绳索卸下铁牛,就可将铁牛拖上岸。船在图中甲、乙、丙

三个位置所受浮力为F甲、F乙、F丙,下列判断正确的是

()

BA.F甲=F乙=F丙B.F甲>F乙>F丙C.F甲=F乙>F丙D.F甲<F乙<F丙

解析由题图知,船在图中甲、乙、丙三个位置时排开水的

体积V甲>V乙>V丙,根据F浮=ρ液gV排可知,船所受的浮力F甲>F乙>F丙,故选B。2.【跨学科·工程实践】(2024山东枣庄中考)我国“奋斗者”

号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底,标志

着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平。“奋斗者”号

在水面以下下潜过程中,受到

()A.压强增大,浮力增大B.压强不变,浮力增大C.压强增大,浮力不变D.压强不变,浮力不变

C

解析“奋斗者”号在水面以下下潜过程中,海水的密度不

变,深度逐渐增大,由p=ρgh可知,“奋斗者”号受到的压强逐

渐增大;“奋斗者”号排开海水的体积不变,由F浮=ρ液V排g可

知,“奋斗者”号受到的浮力不变,故C符合题意。3.(2024广东广州中考,★☆☆)潜水艇从海水高密度区驶入低

密度区,急剧下降的过程称为“掉深”。如图,某潜水艇从a处

驶入低密度海水区,“掉深”到b处。与a处相比,潜水艇在b处

()

A

能力提升A.受到浮力大小变小B.受到浮力大小变大C.排开液体重力不变D.排开液体重力变大解析潜水艇从海水高密度区驶入低密度区,排开水的体积

不变,根据F浮=ρ液gV排可知,潜水艇受到的浮力变小,因此与a处

相比,潜水艇在b处受到的浮力变小,A符合题意,B不符合题

意。根据阿基米德原理可知,物体浸在液体中时受到的浮力

与其排开液体受到的重力大小相等,潜水艇受到的浮力变小,

则潜水艇排开液体的重力也变小,即与a处相比,潜水艇在b处

排开液体的重力变小,C、D不符合题意。4.【新课标·科学思维】(2024青海中考)“飞天”兴趣小组在

模拟搭建月球科研基地时,选取了某种砖块作为建筑材料,钻

取了一块圆柱体样品(样品不吸水)。已知g=10N/kg,ρ水=1×10

3kg/m3,求:(1)如图甲所示,利用弹簧测力计测得样品重力为4.2N,则该样

品的质量m;(2)如图乙所示,该样品浸没在水中时受到的浮力F浮;素养提优(3)该样品的密度ρ;(4)当该样品上表面距水面4cm处时,样品上表面所受水的压强p;(5)请你为月球基地命名并简单介绍其寓意。解析

(1)由题可知,该样品受到的重力G=4.2N,该样品的质

量m=

=

=0.42kg。(2)由题图乙可知,弹簧测力计的示数为1.2N。根据称重法,该

样品浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F拉=4.2N