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阿基米德的启示 两千多年以前,希腊学者阿基米德为了鉴定金王冠是否是纯金的,要测量王冠的体积,冥思苦想了很久都没有结果。一天,他跨进盛满水的浴缸洗澡时,看见浴缸里的水向外溢,他忽然想到:物体浸在液体中的体积,不就是物体排开液体的体积吗?10.2 阿基米德原理课堂引入
排开液体的体积物体浸在液体中的体积=做做想想将易拉罐按入装满水的烧杯中,感受浮力与排开的液体的关系。回顾:浮力大小与哪些因素有关?浮力大小,跟它浸在液体中的体积和液体的密度有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
猜 想 浮力与排开的液体有什么关系? 可以怎样表述浮力的大小?浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关浮力大小,跟它排开液体的体积和液体的密度有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。浮力大小可能与排开液体的重力有关。
实验器材:石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水⑴用弹簧测力计先测出石块的重力G。⑵用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯。1.15N0.45N实验步骤:一、阿基米德原理探究实验
⑶把石块浸没在盛满水的溢水杯里,用空杯承接从溢水杯里被排开的水,读出此时弹簧测力计的示数 F′。⑷用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G总 。0.70N0.90N
收集实验数据:研究对象物重G/N 空杯重 G杯/N 物体浸没水中时弹簧测力计 示数F′/N杯、水总重 G总/N浮力的大小 F浮/N排开水的重量G排/N石块0.45铝块0.45铁块0.451.150.700.900.450.450.540.340.200.200.650.780.680.100.550.10 比较浮力的大小和物体排开水的重量,你发现了什么?
动画演示:阿基米德原理
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。2.公式:F浮=ρ液 g V排
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。(2)阿基米德原理同样适用于气体。
1.区分:浸没、浸入、浸在、没入; 2. F浮=r液 gV排 r液——液体的密度; V排——物体排开的液体的体积;3. F浮= r液 gV排 —— 决定式 表明浮力大小只和 r液、V排有关, 浮力大小与物体的形状、密度,浸没在液体中的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。二、关于阿基米德原理的讨论
例1 浸在液体中的物体,受到的浮力大小取决于( )。 A. 物体的体积和液体的密度 B. 物体的密度和物体浸入液体的深度 C. 物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素C三、例题分析×√××
例2 一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上,它的2/3体积露出水面,它受的浮力是多大 N。(g取10 N/kg)1【解析】 根据阿基米德原理: F浮=G排液=ρ液gV排 据题意V排=V/3 F浮=ρ液gV排 =1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3 =1 N
例3 把两个物重相同的实心铁球和铝球,浸没在水中,它们受到的浮力( )。 A.相等 B.铝球的比铁球大 C.铝球的比铁球小 D.浮力都等于重力【解析】 铁球和铝球的重力相等,则质量相等B 根据 ,ρ铁 >ρ铝 ,则V铁<V铝,根据F浮=ρ液gV排,∴ F铝浮> F铁浮。
A.铝球受到的浮力最大,因为它浸入液体的深度最大 B.铅球受到的浮力最大,因为它的密度最大 C.铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D.因素太多,无法判断 【解析】根据 F浮=ρ水g V排 ,∵浸没,V 相同,∴ V排相同, ∴ F浮相同。 提示:浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。例4 如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方,则( ) C
例5 甲、乙两个实心金属球,它们质量相同,其密度分别为5×103 kg/m3和10×103 kg/m3,甲球挂在甲弹簧测力计下,乙球挂在乙弹簧测力计下,并且让金属球全部没入水中,这时( )。 A.甲、乙两球所
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