第2节 阿基米德原理
- 格式:docx
- 大小:268.47 KB
- 文档页数:4
第2节阿基米德原理名桩讲坛重睢点弓I路1 •浮力的大小:F^.=6 w=p^gV^.(1)阿基米德原理告诉我们,浸入液体中的物体受到的浮力只与p液、V排有矢,与其他的因素没有矢系•⑵阿基米德原理适用于物体受到的液体和气体对它的浮力的计算,当用此公式计算物体在气体中所受到的浮力时,公式中P液要改成P气.2.探究阿基米德原理的基本思路:先测出物体所受的浮力 F (如用称重法)和物体排开液体的重量G排,再比较F浮和G排,最后得出结论.阿基米德原理表达式中V排是指物体排开液体的体积,也就是物体浸入液体中的体积V浸,但V排不同于V物.(1 )当物体漂浮在液面上时,V排<V物;当物体浸没在液体中时,V排二V物.⑵规则物体排开液体的体积可以利用物体的底面积s物乘以其浸入液体中的深度h浸得到,即V "S物h浸.⑶浸入烧杯中的物体排开液体的体积可以利用烧杯的底面积S杯乘以物体浸入后液面上升的高度h升得到,即V绯=S杯11升.页里挑一【例】(2014・衡阳)在弹簧测力计下悬挂一个金属零件‘示数是7.4 N当把零件浸没在密度为0.8 X 103kg/m3的油中时,弹簧测力计的示数是6.6 N( g取10 N/kg),求:(1)金属零件所受浮力为多少?(2)金属零件的体积为多少?(3)金属零件的密度为多少?【分析】由题知:【分析】由为知:Ip卓.)【答案】(1)零件所受的浮力F浮二GF示二7.4N-6.6N二0.8N(2UPS件潯沿存油中,由 F *D沖dV排得:V二V 排二巳------------ 08N ---------- =1X10-4 m3::g 0.8 103kg /m310N/kgG7 4N(3)金属零件的质量m二— ..... 二0.74 kgg 10 N/kg金属零件的密度P二m「竽。
=7.4 X 103 kg/m 3V V10-4m3p 物=口物/ V 物=(—Q ) / [ F 浮/ ( p 水g) ] =G [ (GGQ/p 水] 【方法归纳】利用称重法可以推出金属块的密度计算表达式:C 一.A知识点1阿基米德原理1•阿基米德原理的内容是:浸在液体中的物体受到_____________ 的浮力,浮力的大小等于 ______________________________ •2.由阿基米德原理的表达式F>?=G ^=p^gV排可知,浸在液体中的物体受到的浮力只与 ___________ 和_____________________________有尖.知识点2阿基米德原理的简单计算3.一个重为8 N的物体,挂在弹簧测力计下,将它浸没在盛满水的溢水杯中,静止时弹簧测力计的示数为 6 N,则物体所受的浮力是_______ N,溢出水所受的重力为_________ N.1 •物体在液体中受到的浮力大小()A.和物体本身的重力大小有尖B. 和物体的体积大小有矢C.和物体的密度大小有尖D.和物体排开液体的体积大小有矢2.如图所示,将实心金属球慢慢浸没于溢水杯中,则溢出的水和金属球的尖系是A.两者体积相等,溢出水的质量较小B.两者体积相等,溢出水的质量较大C.金属球受到的浮力小于溢出水的重力D.金属球受到的浮力大于溢出水的重力3.(2013 •宜昌)两手分别拿着一个小木块和一个大石块,把它们都浸没到水中,同时松开手,小木块上浮,大石块下沉,比较松手时两者所受到浮力()A. 木块受的浮力大B.石块受的浮力大C.两者受的浮力一样大D.条件不足,无法判断4.(2014 •株洲)将一空饮料罐压入装满水的烧杯中,其排开的水所受到的重力为 4 N,则空饮料罐受到的浮力大小为______ N,方向_______________•5.矢于物体受到的浮力,下列说法中正确的是()A.漂在水面的物体比沉在水底的物体受到的浮力大B.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大C.物体没入水中越深,受到的浮力越大D.物体的密度越大,受到的浮力越大6.(2014 •来宾)澳大利亚用“蓝鳍金枪鱼”水下航行器下海搜索失联的“马航”客机,航行器在水下下潜的过程中,它受到水的压强和浮力的说法正确的是()A.压强变大,浮力变大B. 压强变大,浮力不变C.压强不变,浮力变大D. 压强不变,浮力不变7.(2014 •自贡)边长为a的立方体铁块从如图所示的实线位置(此时该立方体的下表面恰与水面齐平),下降至图中的虚线位置,则能正确反映铁块所受水的浮力的大小F和铁块下表面在水中的深度h尖系的图像是()如图所示‘在容器中放一个上・下底面积均为10 cm2、高为5 cm,体积 与容器底部完全紧密接触,石鼓全部浸入水中且其上表面与水面齐平,则石鼓受到的浮力是 ()「彳 F 了 F * 了 F P 了 p mA.OB.0.3 NC.0.5 ND.0.8 N.3 3 9. __________________________________ (2014 •兰州)如图所示,将一重力为18 N,体积为2X10m 的蜡块用细线系在弹簧测力计的挂钩上,将它浸没在酒精中,则蜡块受到的浮力是 _____________ N,此时测力计的示数是 N (g 取10 N/kg , p 酒精 =0.8X 103kg/m 3).10. (2013・襄阳)一个重为10 N 的实心金属块,挂在弹簧测力计下并浸入水中,当金属块体积的1/3浸入水中并静 止时,弹簧测力计的示数为 8 N ,当把金属块全部浸入水中(未碰到杯底)时,弹簧测力计的示数是 ______________ N. (g 取 10 N/kg )11. (2014 •十堰)如图是“探究浮力大小”的实验过程示意图.实验星骤C 和D 可以探境浮力大小与 ______ J _________ 的矢系,切骤B 和 ______ 脊以测出物块浸没在水中时受到的浮力F 浮,步骤A 和 _____ 可以测出物块排开的水所受重力G 排;比较F 浮与G 排,可以得到浮力的大小跟物体排开的水所受重力的尖系.8.为80 cm3的均匀对称石鼓‘其下底表面挑战自我12.(2014 •安徽)一均匀的长方体浸没在液体中'如图所示•已知它的底面积为S.上表面所处深度为hi,下表面所处的深度为则长方体下表面受到液体的压力表达式为_______________________ 、浮力表达式为________________ •(液体的密度p液和g为已知量)第2节阿基米德原理课前预习3.2 2 1 •向上它排开液体所受的重力2液体的密度物体排开液体的体积当堂训练1.D2.A3.B4.4 竖直向上课后作业5.B6.B7.A8.D9.16 2 10.4 11. 排开液体的体积D E 12.p ghzS 卩液g( ha- hi)S。
第2节阿基米德原理
知识与技能
1.经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程。
2.能表述阿基米德原理并书写其数学表达式。
3.能运用阿基米德原理解决简单的问题。
过程与方法
1.经历科学探究浮力大小的过程,培养探究意识,提高科学探究能力。
2.培养学生的观察、分析、概括能力,发展学生处理信息的能力。
3.经历探究阿基米德原理的实验过程,进一步练习使用弹簧测力计测浮力。
情感、态度与价值观
1.通过阿基米德原理的探究活动,体会科学探究的乐趣。
2.通过运用阿基米德原理解决实际问题,意识到物理与生活的密切联系。
教学重点
阿基米德原理的实验探究及其应用。
教学难点
实验探究浮力与排开液体重力的关系,正确理解阿基米德原理的内容。
教具准备
易拉罐、水桶、弹簧测力计、石块、细线、大烧杯、小烧杯、溢水杯、多媒体课件等。
一、情景引入
阿基米德出生在古希腊的贵族家庭,他从小热爱学习,善于思考,喜欢辩论。
有一次,国王要金匠给他做一顶金王冠,做王冠用的金子事先称过重量。
王冠做好了,国王听说工匠在王冠中掺进了白银,偷走了一些金子。
可是,王冠的重量,并没有减少;从外表看,也看不出来。
没有证据,就不能定金匠的罪。
国王把阿基米德找来,要他判断这顶王冠有没有掺进白银,如果掺了,掺进去多少。
据说,阿基米德是从洗澡得到启发,才解决了这个难题。
这天,他去澡堂洗澡,心里还想着王冠问题。
当他慢慢坐进澡盆的时候,水从盆边溢了出来。
他望着溢出来的水发呆,忽然,高兴地站了起来:“找到了!找到了!”阿基米德连衣服都来不及穿好,就从澡堂跑回家里。
原来,阿基米德已经想出了一个简便方法,可以判断王冠是不是纯金做的。
他把金王冠放进一个装满水的缸中,一些水溢了出来。
他取出金冠,把水装满,再将一块同王冠一样重的金子放进水里,又有一些水溢了出来。
他把两次溢出的水加以比较,发现第一次溢出来的多。
于是他断定王冠中掺了白银。
然后,他又经过一番试验,算出了白银的重量。
当他宣布这个结果的时候,金匠们一个个惊得目瞪口呆。
他们怎么也弄不清楚,为什么阿基米德会知道他们的秘密。
当然,说阿基米德是从洗澡中得到启发,并没有多大根据。
但是,他用来揭开王冠秘密的原理流传下来,就叫作阿基米德原理。
直到现在,人们还在利用这个原理测定船舶载重量。
你知道阿基米德揭开这个秘密的原理吗?你想知道这个原理的内容吗?今天我们就来学习这个原理。
二、新课教学
探究点一:阿基米德的灵感
创设情境:指着漂浮在水面上的空易拉罐提出问题,易拉罐浮在水面上,用什么办法能让它浸没在水中呢?
方法1:用手把空易拉罐向下慢慢压入水桶中,如图所示。
问题:(1)你的手有什么感觉?
(2)易拉罐受到的重力变化了吗?受到的浮力变化了吗?
(3)水面高度有什么变化?
(4)这些都说明了什么问题?
学生活动:通过实验发现将易拉罐压入水桶的过程中,易拉罐所受的浮力越来越大,排开的水越来越多。
说明浮力的大小和排开液体多少有关系。
方法2:将易拉罐踩扁后放入水中下沉。
问题:(1)易拉罐为什么会沉下去?它受到的重力变化了吗?受到的浮力变化了吗?
(2)易拉罐踩扁后放入水中,什么变了?
(3)这些都说明了什么问题?
学生活动:思考讨论:易拉罐的重力没有变,之所以会下沉,是因为它受到的浮力减小了。
易拉罐踩扁后,体积变小,放入水中,排开水的体积也变小了。
说明浮力的大小跟易拉罐排开水的体积有关,体积越小,受到的浮力越小。
方法3:将易拉罐灌满水后放入水中下沉。
问题:易拉罐灌满水后受到的重力变了吗?受到的浮力变了吗?
学生活动:思考讨论:易拉罐灌满水后,受到的重力变大了,受到的浮力怎么变化不清楚。
思考问题:浮力的大小和排开液体多少是否存在定量的关系呢?
交流分析:根据上一节课我们知道,物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,它受到的浮力就越大。
现在根据阿基米德的故事,如果我们用“物体排开液体的体积”取代“浸没在液体中物体的体积”来陈述这个结论,可以得到:物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,它所受的浮力就越大。
教师引导学生统一说法,把物体浸入液体的体积称为物体排开液体的体积。
液体的密度、排开液体的体积是不是和排开液体的质量有一定的联系呢?(m排=ρ液V排)。
排开液体的质量是不是和排开液体所受的重力有一定的联系呢?(m排g=G排)浮力的大小会不会和排开液体所受的重力有一定的关系呢?(步步引导、层层过渡)
由于物体的体积与密度的乘积等于物体的质量,可以进一步推想,浮力的大小跟排开液体所受的重力也密切相关。
探究点二:浮力的大小
实验探究:探究浮力的大小与排开液体的重力的关系。
1.实验器材:溢水杯、弹簧测力计、石块、烧杯、小桶、水。
思考问题:①如何测出石块排开的水所受的重力呢?②溢水杯中的水应为多少?③先测空桶的重力呢,还是先测桶和排开水的总重力呢?
2.实验步骤:
(1)如图所示,测出石块所受的重力G和小桶所受的重力G桶。
(2)将溢水杯中注满水,把石块浸入溢水杯中,让排出的水全部流入小桶中,读出此时弹簧测力计的示数F,同时用小桶收集物体排开的水。
(3)用弹簧测力计测出小桶和水的总重力G桶,
则排开水的重力G排=G总-G桶。
(4)根据F浮=G-F弹,算出浮力,与G排比较大小。
3.实验数据记录表格
石块重G/N
小桶重
G桶/N
石块浸没在
水中时弹簧
测力计的示
数F/N
小桶和水总
重G总/N
浮力的大小F
浮/N
排开水所受
重力G排/N
3 0.6 1.6 2 1.
4 1.4
4.分析与讨论:
通过比较F浮和G排,得出结论。
结论:浸在液体中的物体受到向上的浮力(F浮),浮力(F浮)的大小等于被它排开的液体所受的重力(G排)。
用公式表示为F浮=G排。
讲述:上述结论早在两千多年前就已经被发现,称为阿基米德原理。
实验证明,这个结论对气体同样适用。
例如空气对气球的浮力大小就等于被气球排开的空气所受到的重力。
三、板书设计
第2节阿基米德原理
1.阿基米德的灵感
影响浮力的因素
⎩⎪
⎨
⎪⎧液体的密度ρ液
物体排开液体的体积V排
2.浮力的大小
(1)阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于被它排开的液体所受的重力
(2)用公式表示为F浮=G排=m排g=ρ液gV排
本节课采用探究教学方法,使学生明白阿基米德原理这一知识的生成过程,从而更深刻地理解这一原理的内涵,同时有利于学生对科学本质的认识。
学生通过讨论并在动手实验的基础上去验证猜想,然后引导学生通过分析、归纳的方法提出物体所受的浮力跟它所排开液
体的重力相等的假设。
最后让学生分组进行实验设计和实验操作去验证这一假设。
在教学的各个环节中,有意识地引导学生主动地思考并给学生讨论、交流的机会。