初二物理阿基米德原理基础知识讲解
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物理中阿基米德原理阿基米德(Aristotle)是古希腊的一位著名哲学家,他致力于理解和研究自然界的运作秩序,并在这种理论中建立了自己的原理“阿基米德原理”。
阿基米德原理是一种关于物理世界中物体运动和其他运动规律的理论,它可以被用来解释和预测自然界中物体的行为方式。
阿基米德原理的核心思想是物体运动的本质具有归类性,即它表明,不同物体的运动呈现出相同的类型。
换句话说,物体的运动形式以及物体本身的物理特性,都可以用一定的模式来描述。
阿基米德的原理被称为“两大自然原理”,即“物不可移”(即物体不会以一种自发的动态方式将自己从它原来的位置移出)和“物不能受到止息”(即物体不能以一种自发的动态方式停止运动)。
基于阿基米德原理,人们可以设计物理运动模型,来探讨物体的运动情况。
这种模型将物体的运动分解成不同的部分,如匀加速运动、匀减速运动、开放系统中的运动和封闭系统中的运动等。
而这些不同的模型也可以相互联系,如果某一类运动模型被成功地阐明,则其它类型的运动模型也可以从中得出结论。
阿基米德原理在物理学中有着极其重要的意义。
它提供了一种关于自然界中物体运动行为的统一性理论,为使用物理学来描述实际现象提供了一种重要的框架。
它的基本原理也一直被用于物理学的实验中,并在许多物理学理论的发展过程中发挥着重要作用。
从理论上来讲,物理学的发展和阿基米德原理的影响是不可分割的,而这种影响也一直存在,直到今天仍是物理学的基本原理。
在实践中,阿基米德原理也一直被广泛的应用于不同的领域,如机械运动模型,运动学,动力学,等等。
阿基米德观点也在机器人学,空间航空技术,纳米技术,航天技术等多种学科中被用于实践操作和设计。
总之,物理中的阿基米德原理对于理解和解释物理学实验产生了极大地影响,并且帮助我们更好地理解物理学中的现象和运动规律,给了我们以解释自然界的方法和理论,促进了人类对物理学的研究。
中考物理知识点:利用阿基米德原理测密度
中考物理知识点:利用阿基米德原理测密度
(1)测铁块的密度
解析:此实验主要是巧妙运用了阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排,又由于物体全部浸没入液体中(即V物=V排),从而可以求出V物;至于m物,可以运用弹簧测力计测出其重力,运用G=mg求出m.
结论:此类实验主要可以测出铁块、铜块、石块等密度大于液体的物质的密度.
(2)测盐水的密度
解析:此实验巧妙主要运用了阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排,又由于F浮=G-F,根据等量代换可以求出ρ液,至于V排可以采用排液法求出.
结论:此类实验主要是巧妙运用阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排,借助固体测液体的密度.(实际上对固体的密度大小没有特殊要求)
(3)测盐水的密度
解析:此实验除了巧妙运用阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排和F浮=G-F以外,还借助了石块两次排开液体的体积相等(均在液体中全部浸没),根据等量代换可以求出ρ液.
结论:此类实验在没有量筒(即不能直接测出体积)的情况下,巧妙运用阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排和F浮=G-F,借助固体和一种已知密度的液体来测另一种液体的密度.(要求固体的密度比两种液体的密度都要大,并且在两种液体中均全部浸没)
相关推荐:中考物理知识点:浮力计算题方法总结。
物理阿基米德原理实验过程-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:阿基米德原理是物理学中的重要理论之一,它阐述了浮力的产生与大小与被浸润的液体体积成正比的定律。
通过对浸没物体的重量和浸没后排出的液体的重量进行实验,可以验证阿基米德原理的有效性,并进一步理解浮力的原理。
本文将详细介绍阿基米德原理的实验过程,包括实验设备与材料、实验步骤以及实验结果与分析,旨在帮助读者深入了解阿基米德原理,掌握实验方法,以及对实验结果进行科学分析。
这将有助于加深对浮力和阿基米德原理的理解,同时也有助于培养实验操作和科学分析的能力。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容:文章结构部分旨在介绍本文的整体结构安排,帮助读者更好地理解文章的组织架构和内容安排。
首先,我们将介绍本文的大纲结构,包括引言、正文和结论三个部分。
其次,引言部分将围绕概述、文章结构、目的和总结展开说明,让读者对全文的主要内容有一个整体的把握。
接着,正文部分将包括阿基米德原理概述、实验设备与材料、实验步骤和实验结果与分析四个方面的详细介绍,让读者了解实验的背景、所用的设备和材料、具体的实验步骤和对实验结果的分析。
最后,结论部分将对整个实验进行总结,并探讨实验的意义和局限性,同时展望未来的研究方向和可能的改进方向。
通过本文的结构安排,读者可以清晰地了解本文的内容安排和逻辑发展,帮助他们更好地阅读和理解本文的实验过程和结果。
1.3 目的:本实验旨在通过阿基米德原理实验,探究物体在浸没液体中受到的浮力与物体的体积和浸没深度的关系。
通过实际操作和数据分析,深入理解阿基米德原理的物理原理,加深对物体浮力和浸没的理解,同时提高实验操作能力和数据处理分析的能力。
同时,通过实验结果的分析,总结实验的局限性,为今后相关实验的改进提供参考。
编写文章1.3 目的部分的内容1.4 总结综上所述,本文主要介绍了物理实验中的阿基米德原理实验过程。
通过实验,我们深入理解了阿基米德原理的基本概念和应用,以及实验设备和材料的使用方法。
知识结构
=F G ⎧⎧⎪⎨⎨⎩⎪⎩
浮排阿基米德的灵感排开液体的体积探究:浮力大小与什么因素有关系液体的密度阿基米德原理 内容解析
1.物体受到的浮力大小与哪些因素有关?
探究:浮力的大小与哪些因素有关?
总结:物体受到的浮力大小与物体的排液体体积有关,与其浸没的深度无关;还与浸入液体的密度有关。
2.阿基米德原理:
浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力的大小。
F 浮=
G 排
重点难点详解
1.重点
(1)浮力概念
(2)阿基米德原理
2.难点
(1)探索阿基米德原理的实验设计及操作过程
(2)对阿基米德原理的理解。
阿基米德原理介绍1.阿基米德原理是什么1.1定义浸在静止流体(气体或液体)中的物体受到一个浮力,其大小等于该物体所排开的流体的重量,方向垂直向上,通过被排开流体的质心。
1.2公式1.公式F浮=G排=ρ涂·g·V排单位:F浮——Nρ涂——千克/米3g%%——牛顿/千克V排——米32.推导阿基米德原理:根据浮力产生原因,上下表而的压力差:以边长为a的正方形铁块为例,沉没水中时水深h。
上表面压强p1=ρg(h-a), 压强等于液体密度乘以g乘以深度,水总的深度是h,下表面压强p2=ρgh 水中正方体高a,正方体上表面距离水面h-aF浮=a^2 p2-a^2 p1 浮力等于下表面压力减去上表面压力,压力等于压强乘以受力面积=a^2[ρgh-ρg(h-a)] 正方体底面积是边长的平方a^2=a^2ρga=a^3ρg=Vρg铁块体积就是排开水的体积。
1.3浮力的有关因素浮力只与ρ液,V排有关;与ρ物(G物),h深和V物无直接关系。
1.4阿基米德被发现的故事阿基米德发现的浮力原理奠定了流体静力学的基础。
传说海伦国王召见阿基米德,请他鉴定纯金王冠是否掺假。
他冥思苦想了很多天,在踏进浴缸洗澡的时候,从看到水上涨中获得灵感,有了关于浮体的重大发现,通过皇冠排出的水解决了国王的问题。
在著名的《论浮体》一书中,他按照各种固体的形状和比重的变化来确定其浮于水中的位置,并且详细阐述和总结了后来闻名于世的阿基米德原理:放在液体中的物体受到向上的浮力,其大小等于物体所排开的液体重量。
从此使人们对物体的沉浮有了科学的认识。
2.阿基米德原理的适用范围2.1适用范围适用于液体和气体。
阿基米德原理适用于全部或部分浸没在静态流体中的物体,要求物体的下表面必须与流体接触。
如果物体的下表面没有完全与流体接触,例如被水淹没的码头、插入海底的沉船、打入湖底的桩等。
,在这样的情况下,此时水的力不等于原理中规定的力。
如果相对于物体有明显的水流,这个原理就不适用。
阿基米德原理(基础)撰稿:史会娜审稿:雒文丽【学习目标】1.知道浮力的大小跟排开液体所受重力的关系;2.理解阿基米德原理;3.能利用阿基米德原理求浮力、体积、密度。
【要点梳理】要点一、浮力的大小【高清课堂:《浮力》三、浮力的方向】探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系(1)实验器材:溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶(2)实验步骤:①如图甲所示,用测力计测出金属块的重力;②如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。
同时,用小桶收集物体排开的水;③如图丙所示,测出小桶和物体排开的水所受的总重力;④如图丁所示,测量出小桶所受的重力。
⑤把测量的实验数据记录在下面的表格中:次数物体所受的重力/N物体在水中时测力计的读数/N浮力/N小桶和排开的水所受的总重力/N小桶所受的重力/N排开水所受的重力/N123…(3)结论:金属块所受的浮力跟它排开的水所受重力相等。
要点二、阿基米德原理1.内容: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.公式:F G m g gVρ===浮排排液排要点诠释:①“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时;二是物体全部没入液体中,此时。
②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”,这里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。
力和体积不是同一物理量,不具有可比性;这里所受的重力,不是物体所受的重力,而是被排开液体所受的重力。
③由,可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关,而跟物体本身的体积、密度、形状,与在液体中是否运动,液体的多少等因素无关。
④阿基米德原理也适用于气体。
浸没在气体里的物体受到浮力的大小,等于它排开的气体所受的重力。
即。
【典型例题】类型一、浮力的大小1.质量相同的实心铁球、铝球和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力()A.铁球受到的浮力最大B.铝球受到的浮力最大C.木块受到的浮力最大D.它们受到的浮力一样大【思路点拨】已知三球的质量相同,根据公式mVρ=可知,密度越大体积越小,根据阿基米德原理判断受到水的浮力大小关系。
阿基米德原理的公式
阿基米德原理公式如下所示:
Fb = ρ * V * g
其中,Fb表示上浮力,ρ表示液体的密度,V表示在液体中浸入的物体体积,g表示重力加速度。
阿基米德原理是指在重力作用下,物体在液体中受到的浮力大小等于物体排开的液体体积与液体密度的乘积。
这个原理可以用来解释为什么物体在液体中会上浮的原因。
举个例子,当你把一个木块放入水中时,木块会浮起来。
这是因为木块排开的水的体积等于木块的体积,根据阿基米德原理,上浮力等于木块排开的水的体积与水的密度的乘积,这个力大于木块受到的重力,所以木块会浮在水面上。
阿基米德原理可以解释很多与浮力相关的现象,比如为什么气球可以漂浮在空中、为什么船只可以浮在水面上等。
这个原理在物理学和工程学中有着广泛应用,对于设计和工程计算具有重要意义。
阿基米德原理的公式是描述这一原理的数学表达式,可以用来计算上浮力的大小。
阿基米德原理(基础)
【要点梳理】
要点一、浮力的大小【高清课堂:《浮力》三、浮力的方向】探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
(1)实验器材:溢水杯、弹簧测力计、金属块、水、小桶 (2)实验步骤:
①如图甲所示,用测力计测出金属块的重力;
②如图乙所示,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计的示数。
同时,用小桶收集物体排开的水;
③如图丙所示,测出小桶和物体排开的水所受的总重力; ④如图丁所示,测量出小桶所受的重力。
⑤把测量的实验数据记录在下面的表格中: 次数 物体所受
的重力/N 物体在水中时测 力计的读数/N 浮力/N 小桶和排开的水所
受的总重力/N 小桶所受的重力/N 排开水所受的重力/N 1 2 3 …
(3)结论:金属块所受的浮力跟它排开的水所受重力相等。
要点二、阿基米德原理
1.内容: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.公式:F G m g gV ρ===浮排排液排 要点诠释:
①“浸在”包含两种情况:一是物体有一部分浸在液体中,此时;二是物体全部没入液
体中,此时。
②“浮力的大小等于物体排开液体所受的重力”,这里要注意浮力本身是力,只能和力相等,很多同学常把这句话说成“浮力大小等于物体排开液体的体积”。
力和体积不是同一物理量,不具有可比性;这
里所受的重力,不是物体所受的重力,而是被排开液体所受的重力。
③由
,可以看出,浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积两个因素有关,而跟
物体本身的体积、密度、形状,与在液体中是否运动,液体的多少等因素无关。
④阿基米德原理也适用于气体。
浸没在气体里的物体受到浮力的大小,等于它排开的气体所受的重力。
即。
【典型例题】
类型一、浮力的大小
1.质量相同的实心铁球、铝球和木块,浸在液体中的情况如图所示,则比较它们受到的浮力( )
A.铁球受到的浮力最大
B.铝球受到的浮力最大
C.木块受到的浮力最大
D.它们受到的浮力一样大 【思路点拨】已知三球的质量相同,根据公式m
V ρ
=可知,密度越大体积越小,根据阿基米德原理判断
受到水的浮力大小关系。
【答案】C 【解析】∵m V ρ=
, ∴m
V ρ
=
,
∵实心铁球、铝球和木块的质量相同,ρρρ>>铝铁木, ∴V V V <<铝铁木,
由图知,三物体浸没水中,木块排开水的体积最大, ∵F gV ρ=浮水排,
∴木块受到水的浮力最大。
【总结升华】本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,关键是三物体排开水的体积大小的判断。
举一反三: 【变式1】(2015•武冈市校级模拟)夏天人们游泳时,从岸边走向水深处的过程中,他受到的浮力变化情况是( )
A .浮力增大
B .浮力不变
C .浮力减小
D .先增大后减小
【答案】A
【变式2】【高清课堂:《浮力》例1】物块重20N,体积为4⨯10-4m3,将它浸没在盛满水的溢水杯中,从杯中排出的水重为G,此时物块受到的浮力为F,比较它们的大小可知()
A. G = F
B. G > F
C. G < F
D. 无法判断
【答案】A
类型二、综合应用
2.(2015•龙沙区模拟)有一个实心球形物体,用弹簧测力计在空气中称重时,测力计的示数为12N;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N。
把物体从弹簧测力计上取下投入水中静止时,物体受到的浮力是()
A.5 N B.7 N C.12 N D.14N
【答案】C
【解析】把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为5N,
浮力F浮=G-F=12N-5N=7N;
根据阿基米德原理F液=ρ水gV排可知,物体全部浸没水中时浮力
F ′浮 =2F浮=2×7N=14N;
浮力F浮大于物体的重力G,故物体上浮,直至漂浮,
物体此时受到的浮力:F ′浮 =G=12N。
故选C。
【总结升华】本题考查了浮力的计算方法(阿基米德原理),涉及到用称重法测量物体受到的浮力,知识点多,要能熟练解答。
举一反三:
【变式】如图所示,将一边长为10cm的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中。
木块静止时,从杯中溢出水的质量为0.6㎏。
(g取10N/㎏)
求:(1)木块所受的浮力F浮;
(2)木块排开水的体积V排;
(3)木块下表面所受水的压强P。
【答案】6N;6×10-4m3;600Pa
3.如图所示,一个重力为8牛的实心金属块,挂在测力计下并浸入煤油中(测力计未画出),当金属块体积的三分之一浸入煤油中静止时,测力计的示数为6牛。
若把金属块全部浸入煤油中且未碰到容器底部时,则测力计的示数将变为()
A.2牛 B.4牛 C.6牛 D.8牛
【思路点拨】(1)金属块所受浮力等于物体在空气中的重力减去在煤油中弹簧秤的拉力(称重法测浮力); (2)利用阿基米德原理F V g ρ=浮液排求出金属块排开煤油的体积(金属块的体积),再利用F 浮=ρgV 排求出金属块全部浸入煤油中时受到的浮力;再利用称重法求得测力计的示数。
【答案】A
【解析】(1)由图知,金属块受到的浮力:=862F G F N N N =--=示浮,
(2)∵金属块体积的三分之一浸入煤油中静止:F V g ρ=浮煤油排, ∴金属块的体积:3312=
=
3
0.810/10/F N
V V g
kg m N kg
ρ=⨯⨯浮
排煤油,
解得:4
3
7.510V m -=⨯,
当金属块全部浸入煤油中且未碰到容器底部时,
所受浮力为:3
3
4
3
0.810/10/7.5106F Vg kg m N kg m N ρ--==⨯⨯⨯⨯=煤油, 则测力计的示数:=862F G F N N N =--=拉。
【总结升华】本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理的掌握和运用,考查了称重法测浮力,关键是利用阿基米德原理求物体的体积,这是本题的难点。
举一反三:
【变式】弹簧测力计下挂一个物体,弹簧测力计的示数为G 。
把物体浸没在水中,弹簧测力计的示数为
G/3,则此物体的密度是 kg/m 3。
【答案】1.5×10
3
类型三、实验探究
4.在探究有关浮力的实验中:
(1)如图甲所示,小明做了这样一个小实验:在水桶中装多半桶水,用手把空的饮料罐按入水中,体会饮料罐所受浮力及其变化,同时观察水面高度的变化。
依据这个小实验,对“浮力的大小与什么因素有关?”这一问题,你做出的猜想是 。
(2)为验证阿基米德原理,实验需要比较的物理量是 。
(3)如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中 两个步骤测出了浮力(选填代号即可)。
(4)小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理。
但实验过程中有一个步骤与乙图不同,这个步骤是 (选填代号即可)
【答案】(1)浮力的大小与物体排开液体的体积有关;(2)浮力和物体排开液体的重力;(3)B和C;(4)C
【解析】(1)用手把空的饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大;空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大;由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
(2)浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力,大小等于它排开液体的重力,要验证阿基米德原理就要测量物体受到的浮力和物体排开液体的重力;
(3)先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,根据B和C两个步骤就可以测出浮力;
(4)物体漂浮在水面上,只有部分浸入水中,我们要测量漂浮在木块上的浮力,就要让木块漂浮在水面上,而不是浸没。
【总结升华】这是一道实验探究题,阿基米德原理的实验探究是这节的重点内容,需要学生掌握。