阿基米德原理

1、復(fù)習(xí)浮力測(cè)量的方法：,1.稱重法：F浮=G-F 2.壓力差法：F浮=F向上-F向下 3.漂浮法： F浮=G,10.2 阿基米德原理,阿基米德原理,一、阿基米德其人：,阿基米德（前287前212）是古希臘偉大的科學(xué)家。他大物理學(xué)方面的貢獻(xiàn)主要有兩項(xiàng)：其一是關(guān)于浮力問題；其二是關(guān)于杠桿問題。 傳說澡盆的水溢出給了阿基米德啟發(fā)，由此他鑒別出了國(guó)王的王冠是否由純金所制。 阿基米德還有一句名言：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我可以撬動(dòng)地球?！?一連幾天，阿基米德閉門謝客，反覆琢磨，因?yàn)閷?shí)心的金塊與鏤空的王冠外形不同，不砸碎王冠鑄成金塊，便無法求算其體積，也就無法驗(yàn)證是否摻了假他絞盡腦汁也百思不得其解,敘拉古國(guó)王艾希羅

2、交給金匠一塊純金，命令他制出一頂非常精巧、華麗的王冠王冠制成後，國(guó)王拿在手里掂了掂，覺得有點(diǎn)輕他叫來金匠問是否摻了假。金匠以腦袋擔(dān)保，并當(dāng)面用秤來稱，與原來金塊的重量一兩不差?？墒牵瑩缴蟿e的東西也是可以湊足重量的。國(guó)王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找來，要他解此難題，但不允許將王冠砸碎。,有一天 ,阿基米德日思夜想。一天，他去澡堂洗澡，當(dāng)他慢慢坐進(jìn)澡堂時(shí)，水從盆邊溢了出來，他望著溢出來的水，突然大叫一聲：“我知道了！”竟然一絲不掛地跑回家中。原來他想出辦法了。 阿基米德把金王冠放進(jìn)一個(gè)裝滿水的缸中，一些水溢出來了。他取了王冠，把水裝滿，再將一塊同王冠一樣重的金子放進(jìn)水里，又

3、有一些水溢出來。他把兩次的水加以比較，發(fā)現(xiàn)第一次溢出的水多于第二次。于是他斷定金冠中摻了銀了。經(jīng)過一翻試驗(yàn)，他算出銀子的重量。當(dāng)他宣布他的發(fā)現(xiàn)時(shí)，金匠目瞪口呆。 這次試驗(yàn)的意義遠(yuǎn)遠(yuǎn)大過查出金匠欺騙國(guó)王。阿基米德從中發(fā)現(xiàn)了一條原理：即物體在液體中減輕的重量，等于他所排出液體的重量。這條原理后人以阿基米德的名字命名。,阿基米德(Archimedes， 約公元前287212)是古希臘物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家，靜力學(xué)和流體靜力學(xué)的奠基人。,體驗(yàn)：,手上受到的力越來越大,現(xiàn)象：,水桶中的水位越來越高,結(jié)論：,飲料罐浸入水中的體積越多，它所受的浮力越大,三、浮力的大小,結(jié)合以上分析：易拉罐浸入水中更多，排開的水的

4、體積更大,所受浮力會(huì)大，而物體受到的浮力與浸入液體的體積和浸入液體的密度有關(guān)，而排開液體的體積和液體的密度的乘積是液體的質(zhì)量。而液體的重力與其質(zhì)量成正比。 猜想：物體所受浮力可能等于液體的重力。,猜想: 浮力的大小可能跟物體浸入液體 后排開的液體的重力有關(guān).,小組討論： 怎樣來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、如何利用手邊的器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) ？,F浮=G-F,G排=G2-G1,比較F浮和G排的大小,實(shí)驗(yàn)探究,探究：浮力與排開的液體的重力有何關(guān)系？,=,阿基米德原理：,浸入液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。,公式： F浮=G排, G排= m排g, F浮=G排 = 液V排g,m排= 液V排

5、,對(duì)阿基米德原理的理解,1、物體“浸在液體里”包括“全部浸入（即浸沒）”和“部分浸入”兩種情況。,不論物體是浸沒還是部分浸入在液體里都受到浮力。對(duì)于同一物體而言，浸沒時(shí)受到的浮力大，部分浸入時(shí)受到的浮力小，而且浸入的體積越小，所受的浮力也越小。,浸沒,部分浸入,2、浮力的大小等于被物體排開的液體受到的重力。,浸沒時(shí)，V排=V浸=V物，此時(shí)物體所受的浮力等于排開液體的重力，即 F浮=G液=液gV排=液gV浸=液gV物,部分浸入時(shí)， V排=V浸V物 F浮=液gV排=液gV浸液gV物,V排=V浸=V物,V排=V浸V物,V浸,3、同一物體浸沒在不同的液體中時(shí)，由于液體的密度不同，所受的浮力也不同.,根

6、據(jù)公式 F浮=液g V排，浸沒時(shí)， V排 = V物，當(dāng)液不同時(shí)，浮力也隨之變化。,F浮液 V排 g,公式中注意單位代入：,阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達(dá)式： F浮=G排= m排g=液V排g 說明： 1.物體排開液體體積相等時(shí)，液體密度越大，浮力越大。 2.液體密度相等時(shí)，物體排開液體體積越大，浮力越大 3.阿基米德原來適用于氣體。,例1.比較下列物體受的浮力,體積相同的銅、鐵、鋁浸沒水中,F浮鋁 F浮鐵 F浮銅,銅,鋁,如圖所示，A、B兩個(gè)物體的體積相 等，哪個(gè)受到的浮力大？,F浮A F浮B,例2.比較下列物體受的浮力,如圖所示，A、B兩個(gè)金屬塊的體積相等，哪個(gè)受到的浮力大？ (水 酒精),例3.比較

7、下列物體受的浮力,A,水,B,酒精,F浮A F浮B,拓展：質(zhì)量是1kg的實(shí)心銅球和鋁球,浸沒水中, 受到的浮力大.,銅,鋁,(銅鋁),例4.比較下列物體受的浮力,把密度為7.8 103 kg/m3、體積為500cm3的鐵塊浸沒在密度為0.8103 kg/m3的煤油中，受到的浮力為多少牛？,提示 ：鐵塊完全浸沒在煤油中， V排= V物 F浮= 液V排g= 0.8103 kg/m3500 10-6m3 9.8N/kg=3.92N,例5,找出這個(gè)隱含條件是本題的關(guān)鍵.,有一金屬球，在空氣中稱得重3.8N，將它浸入盛滿水的溢水杯中時(shí)，有50ml水從溢水杯流入量筒，求：金屬球的體積金屬球所受浮力金屬球在

8、水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) 解(1)由已知V排=50ml，又V排=V金得：V金=50ml (2)根據(jù)阿基米德原理： F浮=G排=排V排g=103kg/m35010-6m310N/kg=0.5N (3)F=G物-F浮=3.8N-0.5N=3.3N,例6,反饋練習(xí),浴缸里放滿水，人坐進(jìn)去后，排開400牛的水，則人受到的浮力為 牛。,400,在水中游泳的人要上岸從深水處向淺水處行走的過程中( ) A. 人所受的重力逐漸變小 . B. 人所受的重力逐漸變大 C. 人所受到的浮力減小 D. 人所受到的浮力增大,C,能力提升,某物體重0.5N,把它放入盛有水的燒杯中,溢出重為0.3N的水,則它受到的浮力為( )

9、 A.一定為0.3N. B.可能為0.2N. C.一定為0.5N. D.可能為0.4N.,D,練習(xí)二,1、如圖，甲乙兩球體積相同在浸沒水中靜止不動(dòng)，則 （ ）,甲,乙,A、兩球受到的浮力一樣大 B、乙球受到的浮力大 C、甲球受到的浮力大 D、條件不足，無法確定,2、下面關(guān)于浮力的說法中，正確的是 （ ）,A、只要液體密度大，對(duì)浸沒在其中的物體的浮力就一定大 B、只要物體的體積大，所受的浮力一定大 C、物體所受的浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力，與物體的形狀及浸沒液體中的深度無關(guān) D、阿基米德原理只適合液體,C,C,例3 將重力相等的實(shí)心銅球、鐵球、鋁球浸沒在水中，它們受的浮力（ ） A.相等 B.銅球