沪教版(上海)九年级物理64：阿基米德原理课件.ppt

6.4 阿基米德原理, 6.4 阿基米德原理,气球为什么会 腾空而起?,人为什么会浮在死海海面上?,帆船为什么能浮在海面上?,乒乓球为什么能从水中升起?,气球为什么会 腾空而起?人为什么会浮在死海海面上?帆船为,浸在气体里的物体受到气体向上的托力,浸在液体里的物体受到液体向上的托力,浸在气体里的物体受到气体向上的托力浸在液体里的物体受到液体向,1、浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体 （或气体）向上托的力，叫做浮力。2、求浮力大小的方法一：称重法： （1）先测出物体的重力G 。 （2）当物体放在液体中静止时，读出弹簧测力计的示数G。 （3）由力的平衡知识求出浮力：F浮=G G。,一、浮力,1、浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到液体 （或气体,思考与练习,例1.一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为 27牛 ，把它浸没在水中称时，示数为17牛，它受到的浮力是多少牛？,解：F浮=G - G = 27 N - 17 N=10N答：它受到的浮力是10N,思考与练习例1.一个金属块挂在弹簧秤上，在空气中称时，示数为,浮力的概念及其产生原因,浮力的概念,浸在液体（或气体）中的物体，受到液体（或气体）向上托起的力叫做浮力。,浮力产生的原因,F左= F右,F向上F向下, F浮F向上F向下,浮力的概念及其产生原因浮力的概念 浸在液体（或,3、浮力产生的原因：液体对物体有向上 和向下的压力差。4、求浮力的方法二：原因法（压力差法） （1) 公式： F浮=F向上-F向下. （2）适用条件：形状规则的圆柱体、 正方体等。,知识点,3、浮力产生的原因：液体对物体有向上,这是正在建造的杭州湾大桥效果图，大桥的下面有许多的桥墩，这些桥墩是否受到浮力的作用呢？,这是正在建造的杭州湾大桥效果图，大桥的下面有许多的桥墩，这些,哦.我终于知道什么是浮力,5.浮力的方向,例2： 一个盛水的杯中悬浮着一个小球，杯子放在斜面上，如图，此处小球受到的浮力方向如何？,F浮,浮力的方向竖直向上,哦.我终于知道什么是浮力5.浮力的方向 例2： 一个盛,例3：,F浮,F浮,画出下列物体在水中所受浮力的示意图,例3：F浮F浮画出下列物体在水中所受浮力的示意图,浮力与日常生活,物体受到的浮力大小与它排开的水的多少有关系吗？,浮力与日常生活物体受到的浮力大小与它排开的水的多少有关系吗？,探究：,1.浮力的大小与什么因素有关呢？,2.猜想：,可能与液体的密度有关可能与物体浸入液体的体积有关可能与物体浸入液体的深度有关 ,3.设计实验：,探究：1.浮力的大小与什么因素有关呢？2.猜想：可能与液体,二、阿基米德原理,1、内容： 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。,3、适用条件： (1)、该原理同样适用气体的浮力计算。 (2)、 指物体浸入的液体或气体的密度。 V排指被物体排开的液体或气体的体积。,2、公式：F浮 = G排液 = 液 g V排,二、阿基米德原理1、内容：3、适用条件：2、公式：F浮,阿基米德(Archimedes，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人 。,从洗澡的故事说起: 关于阿基米德，流传着这样一段有趣的故事。相传叙拉古赫农王让工匠替他做了 一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初 交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假，又不能破坏王 冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。 后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻拖起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Fureka，意思是“我知道了”)。 他经过了进一步的实验以后来到王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，所以证明了王冠里掺进了其他金属。 这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律：物体在液体中所获得的浮力，等于他所排出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。,阿基米德(Archimedes，约公元前287,阿基米德简介：,阿基米德(Archimedes，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严格地证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理，提出了精确地确定物体重心的方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。他在研究机械的过程中，发现了杠杆定律，并利用这一定律设计制造了许多机械。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能撬动地球。” 他在研究浮体的过程中发现了浮力定律，也就是有名的阿基米德原理 。,阿基米德简介：阿基米德(Archimedes，约公元前287,被排开的液体,它受到的重力,物体受的浮力,G排液=m液g =液gV排,= G排液 =液gV排,F浮,4、求浮力大小的方法三：公式法（阿基米德原理）,阿基米德原理：浸在液体（气体）中的物体，受到,特别说明：,3、 V排与 V物的关系：,1、由公式F浮=G排液=液gV排可知，物体受到的浮力与跟 物体本身的性质、体积、和形状没有直接关系。浮力 只决定于液及V排,V排 V物,V排 V物,请同学们注意： 切不可盲目认为V排=V物,2、阿基米德原理对气体亦适用： F浮=G排气=空gV排,4、影响浮力大小的因素：排开的液体的体积和液体的密度。,特别说明：3、 V排与 V物的关系：1、由公式F浮=G排液=,影响浮力大小的因素（1）排开液体的体积 液体密度相同的情况下，排开液体体积越大，浮力越大；排开液体体积越小，浮力越小。（2）液体的密度 在排开液体体积相同的情况下,液体的密度越大，浮力越大；液体密度越小，浮力越小。,方法： 控制变量法,影响浮力大小的因素方法： 控制变量法,我的体积大，受到的浮力大。,我们在深处，受到的浮力大。,请你说说哪个鱼说得正确？为什么？,水底下的辩论,我的体积大，受到的浮力大。我们在深处，受到的浮力大。请你说说,木块放在水平地面上静止时，受到 和 的作用，这两个力的关系是： 。,重力G,支持力F,重力G和支持力F是一对平衡力,G,F,F=G,漂浮在液体表面的物体所受到的浮力怎样计算呢？,木块放在水平地面上静止时，受到,F浮=G,G,F浮,重力G,浮力F,将木块放入水中后，木块向上浮起，最后静止在水面上。木块受到_和_ 的作用。这两个力的关系是_。,重力G与浮力F是一对平衡力,F浮=GGF浮重力G浮力F 将木块放入水中,F浮G物,4、求浮力大小的方法四：平衡法（物体处于漂浮或悬浮）,F浮G物4、求浮力大小的方法四：,3、浮力产生的原因：液体对物体有向上 和向下的压力差。4、求浮力的方法二：原因法（压力差法） （1) 公式： F浮=F向上-F向下. （2）适用条件：形状规则的圆柱体、 正方体等。,知识点,3、浮力产生的原因：液体对物体有向上,二、阿基米德原理,1、内容： 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。,3、适用条件： (1)、该原理同样适用气体的浮力计算。 (2)、 指物体浸入的液体或气体的密度。 V排指被物体排开的液体或气体的体积。,2、公式：F浮 = G排液 = 液 g V排,4、影响浮力大小的因素：排开的液体的体积和液体的密度。,二、阿基米德原理1、内容：3、适用条件：2、公式：F浮,计算浮力的方法,一、压力差法：F浮 .,二、公式法：F浮 .,三、称量法：F浮 .,四、平衡法：F浮 .,F向上F向下,液 g V排,GF拉,G物,阿基米德原理,（漂浮或悬浮）,计算浮力的方法一、压力差法：F浮,1、体积为50dm3的物体全部浸没在水中，受到的浮力多大？,解析:V物 = 50dm3 = 0.05m3因为全部浸没,所以V排=V物F浮 = 液gV排 =1.0103kg/m39.8N/kg0.05m3 =490N,练习：,1、体积为50dm3的物体全部浸没在水中，受到的浮力多大？解,2、质量为15.8kg的铁块全部浸没在煤油中，受到的浮力多大？,2、质量为15.8kg的铁块全部浸没在煤油中，受到的浮力多大,思考与练习,3.一个小石块放入装水容器中,它排开9.8N的水,小石块受到的浮力为多大？,4.一个小石块放入装水容器中,它排开1dm3的水,小石块受到的浮力为多大？,解：dm3 = 110-3 m3,= 1103Kg/m39.8N/Kg10-3 m3= 9.8N,思考与练习3.一个小石块放入装水容器中,它排开9.8N的水,浮力与中考,5、下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（ ）A从深水处走向海岸沙滩的游泳者B从长江驶入大海的轮船C海面下正在下沉的潜水艇D在码头装载货物的轮船,D,6、有一种被称作“跟屁虫”的辅助装备是游泳安全的保护神。“跟屁虫”由一个气囊和腰带组成，两者之间由一根线连接。正常游泳时，连接线是松驰的，气囊漂浮着，跟人如影相随。在体力不支等情况下，可将气囊压入水中，防止人下沉，在此情况下（ ）A人的重力减小了 B人所受的重力方向改变了C气囊排开水的体积变小了 D气囊受到的浮力变大了,D,浮力与中考5、下列四个情景中，受到的浮力增大的物体是（,浮 力 习 题 课,浮,作业（略）,小结：,一、浮力的基本概念二、弹簧测力计法求浮力三、阿基米德原理求浮力四、利用悬浮、漂浮求浮力五、利用受力分析求浮力六、物体浮沉情况的判断七、物体浮沉条件的应用,作业（略）小结：一、浮力的基本概念,基 本 概 念,基 本 概 念,浸没在液体中的物体，他的上表面受到液体的压力是10牛，下表面受到液体的压力是25牛，物体上下表面受到液体的压力差是_牛，这个力就是物体受到的_力。,浮,15,典型例题：,例题小结,浮力是压力的合力，是压力差。F浮 = F向下-F向上,若F向下=0呢？,若F向上=0呢？,浸没在液体中的物体，他的上表面受到液体的压力是10牛，下,变式1：,浮在液面的小球，下表面受到液体的压力是5牛，则它受到的浮力是_牛。,5,漂浮，F向上=0，F浮 = F向下,注意：,变式1： 浮在液面的小球，下表面受到液体的压力是5牛，则它,一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力产生原因”的实验，如图15所示，将一只塑料可乐瓶剪去底部，把一只乒乓球放在瓶内，从上面倒入水，观察到有少量水从乒乓球与瓶颈缝隙中流出，如图15甲所示，但乒乓球并不上浮，这说明了_。若用手堵住瓶口如图15乙所示，可观察到乒乓球浮起，这说明了_。,乒乓球受到浮力,乒乓球没受到浮力,变式2：,乒乓球下部有无液体,注意：,一位物理实验小组的同学利用一只可乐瓶与一只乒乓球做“研究浮力,一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示。图上画出了几个力的方向，你认为鸡蛋所受浮力的方向应是（ ）A. F1 B. F2 C. F3 D. F4,变式3：,C,竖直向上,注意：,一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋，容器放在斜面上，如图所示,漂在水中的乒乓球受到的力有：（ ）浮力重力、浮力浮力、液体的压力重力、浮力、液体的压力,B,变式4：,浮力不是一个新的力，它只是所受液体压力的合力。,注意：,漂在水中的乒乓球受到的力有：（ ）B变式4： 浮,F1 大于F2F1 与F2是一对平衡力F1 与F2的合力方向竖直向上F1 与F2的合力大小等于物体M 受到的重力大小,C、D,变式5：,（多选题）物体M 悬浮在水中，水对物体M 竖直向下的压力为F1 ，竖直向上的压力为F2 。则下列选项正确的是（ ）,F1 大于F2C、D变式5：（多选题）,基 本 计 算,基 本 计 算,将重为4N的物体A浸没在水中，如图甲所示，弹簧测力计示数是 N，物体A受到的浮力是 N。比较图甲、乙可知，物体浸没在水中不同深度，受到浮力F浮甲 F浮乙，（选填“”、“”或“=”）。,1.6,2.4,=,典型例题1：,将重为4N的物体A浸没在水中，如图甲所示，弹簧测力计示数是,如图所示，边长为0.2m 的正方体木块漂浮在水面上，木块的下表面距离水面0.15m , 则木块受到的浮力F浮=_N。（g=10N/kg）,1、选取合适的公式F浮= 液gV排2、找准V排注意：V排V物,例题小结,典型例题2：,60,3、你还能求出哪些物理量？木块的重力；木块的密度；,如图所示，边长为0.2m 的正方体木块漂浮在水面上，木,1783年，法国物理学家查理做成的世界上第一个可载人气球，体积为620m3。设地面附近空气的密度为1.3kg/m3，则这个气球在地面附近受到空气的浮力为 N，排开空气的重力为 N 。（g取10N/kg）,变式1：,F浮=G排= 气gV排,注意：,8060,8060,1783年，法国物理学家查理做成的世界上第一个可载人气球，体,下列图中_(“大鱼”、“小鱼”)说得对. 这是因为_.,变式2：,大鱼,从公式F浮= 液gV排可以看出，浮力与液体的密度和排开液体的体积有关，而与深度无关。,我的体积大，受到的浮力大。我在深处，受到的浮力大。下列图中_,如下图，体积形状都完全相同的A、B、C、D四个小球静止在水中， A、B浸入水中的体积一样则它们受到的浮力FA、FB 、 FC、FD 的关系是_.,FA=FB FC=FD,变式3：,浮力的大小与是否受到绳的拉力没有直接关系！,注意：,ABDC如下图，体积形状都完全相同的A、B、C、D四个小球静,甲、乙两个物体的体积之比是12，若将它们全部浸没在同种液体中，则它们所受到的浮力之比是（ ） A.53 B.103 C.21 D.12,变式4：,D,方法：,甲、乙两个物体的体积之比是12，若将它们全部浸没在同,如图，已知甲、乙两弹簧测力计的示数分别为5N、4N, 把甲测力计下移，使金属块刚好没入水中时，甲的示数变成了3N。则此时乙的示数及金属块受到的浮力大小分别为（ ）,A. 6N、3N B. 7N、3NC. 6N、2N D. 无法确定,C,变式5：,如图，已知甲、乙两弹簧测力计的示数分别为5N、4N, 把甲,如图所示，把一个质量为50g的小球放入密度为的液体，小球漂浮在液体表面，排开液体的质量是；若将小球放入密度为的液体，它悬浮在液体中，排开液体的质量是；当把小球放入盛水的容器中时，它会沉入水底，则小球排开水的质量（ ）,A水50g B水50g C水50g D水,变式6：,B,如图所示，把一个质量为50g的小球放入密度为的液体，小球,弹簧测力计下挂一金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧测力计的示数是30N，已知这块金属体积为510-4m3 ，求：（1）、这块金属所受的浮力；（2）、这块金属的重力。,G物,F浮,F拉,典型例题3：,（1） F浮 = 液gV排 =1X103Kg/m3 X 9.8N/Kg X 5X10-4m3 = 4.9N（2） G物 = F浮 + F拉 = 4.9N + 30N = 34.9N,弹簧测力计下挂一金属块，当金属块浸没在水中时，弹簧测力计的示,体验: 从水面向下按压易拉罐是会觉得越来越费劲，这是因为_.,变式1：,F压,F浮,G,F压,F浮,G,随着易拉罐浸入液体的体积增大，所受浮力增大,体验: 从水面向下按压易拉罐是会觉得越来越费劲，这是因为,人自河边从浅水区走向深水区，若水底布满小石头，则下述体验与分析合理的是 （ ）A脚底疼痛感觉减弱，因为人越来越轻B脚底疼痛感觉减弱，因为水对人的浮力越来越大C脚底疼痛感觉加重，因为人越来越重D脚底疼痛感觉加重，因为水对人的浮力越来越小,受力分析：,G,G,F浮,F浮,F支,F支,变式2：,B,人自河边从浅水区走向深水区，若水底布满小石头，则下述体验与分,如图所示的物体被细线系在装有水的容器中，物体的重力为2N，假设物体足够长：1）若细线所能承受的最大拉力为22N，问当物体所受的浮力为多大时，细线将被拉断。2）此时物体浸在水中的体积是多大？,变式3：,G,F浮,F拉,（1） F浮 = F拉 + G物 = 22N + 2N = 24N（2） F浮 = 液gV排 V排 = F浮/液gV = 24N / 1X103Kg/m3 X 9.8N/Kg = 2.45X10-3m3,如图所示的物体被细线系在装有水的容器中，物体的重力为2N，假,体积是4m3的花岗岩石板重1.04105N，（1）浸没在水中所受的浮力是多大？（2）一根链条可以经得住的拉力是7104N，用这根链条在水下吊起花岗岩石板时的拉力是多大？（3）在吊起的过程中，这块花岗岩石板所受的最小浮力是多大？（不计水的阻力）（g10N/kg）,变式4：,G物,F浮,F拉,F拉= G物- F浮,F浮 = G物 - F拉,G物,F浮,F拉,体积是4m3的花岗岩石板重1.04105N，变式4：G物F,物 体 浮 沉 的 判 断,物 体 浮 沉 的 判 断,如图所示，体积相同的A、B两个实心小球静止在水中，A球处于漂浮状态，B球处于悬浮状态，分别用FA、FB表示A、B两球受到的浮力，比较它们的大小，FA FB。,体积相等用阿基米德原理比浮力,典型例题：,（悬浮、漂浮问题）,如图所示，体积相同的A、B两个实心小球静止在水中，A球处于漂,如图所示，质量相同的A、B两个实心小球静止在水中，A球处于漂浮状态，B球处于悬浮状态，分别用FA、FB表示A、B两球受到的浮力，比较它们的大小，FA FB。,变式1：,质量相等用浮沉条件比浮力,=,如图所示，质量相同的A、B两个实心小球静止在水中，A,如图所示，A、B两实心球静止在水中，则( )A两球受到的浮力一定相等B两球受到的浮力不等，A球受到的浮力大C两球的密度不等，B球的密度大DB球的重力一定大于A球,变式2：,质量、体积都不知，无法比浮力,C,如图所示，A、B两实心球静止在水中，则(,如图，同一物体浸在甲液体中漂浮，浸在乙液体中悬浮。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小及两种液体密度甲、 乙的大小，可以确定正确的是（ ）,A、 F甲 = F乙 ， 甲 = 乙 B、 F甲 = F乙 ， 甲 乙 C、 F甲F乙 ， 甲 = 乙 D、 F甲F乙 ， 甲 乙,变式3：,B,同一物体，重力、密度不变,如图，同一物体浸在甲液体中漂浮，浸在乙液体中悬浮。比较物体在,600年前，我国明代航海家郑和从南京开始了下西洋的壮举。郑和使用的名为“宝船”的大帆船从长江驶入海洋时，若船上载重不变，则船所受的浮力 ，排开水的体积 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。这是因为海水的密度比河水的密度 。,变式4：,分析：,不变,变小,大,600年前，我国明代航海家郑和从南京开始了下西洋的壮举。郑和,如图所示，同一密度计放在水中时，水面在A处，放在另一种液体中时，液面在B处，则密度计在两液体中所受浮力的大小关系是FA_FB，另一液体的密度与水的密度关系是液_水（填“=”、“”、“”）。,变式5：,分析：,=,如图所示，同一密度计放在水中时，水面在A处，放在另一,有一潜水艇悬浮在水中，如图所示，当用压缩气体把水舱中的水排出一部分时，潜水艇将 （“上浮”或“下沉”），在未露出水面前，潜水艇所受的浮力将 （“变大”、“变小”或“不变”）。,变式6：,上浮,不变,浮力不变，重力变小,V排不变，浮力不变,有一潜水艇悬浮在水中，如图所示，当用压缩气体把水舱中的水排出,一艘潜水艇保持深度不变从海里潜行到河里，则该潜水艇受到的 （ ）A重力不变，浮力不变 B重力增加，浮力减小C重力增加，浮力增加D重力减小，浮力减小,变式7：,D,海-河：, 液变小，V排不变，,浮力变小；重力变小,一艘潜水艇保持深度不变从海里潜行到河里，则该潜水艇受到的 （,物 体 浮 沉 条 件 的 应 用,物 体 浮 沉 条 件 的 应 用,酒精的密度为0.8103/m3，将体积是0.01 m3的铝块（铝的密度是2.7103/m3）放入酒精中，它受到的浮力是_N，若将其放入密度为13.6103/m3 的水银中，它受到的浮力为_N。 （g取10N/kg）,（判断浮沉求浮力）,典型例题2：,分析：,求浮力时应注意：1、 先（比密度）判浮沉2、 再（选公式）求浮力,80,270,酒精的密度为0.8103/m3，将体积是0.01 m3的,将一体积为2m3，密度为0.5103kg/m3的物体投入水中，当物体在水中静止时，它处于_状态（ “漂浮”、“沉底”、“悬浮”），它受到的浮力为_N；若将此物体投入到密度为0.4103kg/m3 的液体中，它处于_状态（ “漂浮”、“沉底”、“悬浮”），它受到的浮力为_N。 （g取10N/kg）,变式1：,漂浮,沉底,104,8000,将一体积为2m3，密度为0.5103kg/m3的物,把重为3N、体积为510-4m3的实心球浸没在盛满水的容器内，溢出水的重力为_N，金属球所受浮力的大小为_N松手后物体将_（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。（g取10N/kg）,变式2：,5,5,上浮,把重为3N、体积为510-4m3的实心球浸没在盛满水的容器,量筒内装有200ml的水，将一质量为100g的某物体放进量筒内的水中，水面上升到300ml的刻线位置。则这个物体在水中的浮力是_N， 它所处的状态是_。 （g取10N/kg）,变式3：,比受力，判浮沉,分析：,1,漂浮或悬浮,量筒内装有200ml的水，将一质量为100g的某物体放进量筒,有一木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出 g酒精。（酒=0.8103/m3，水=1.0103/m3，木=0.5103/m3）,变式4：,两次都漂浮，浮力=重力重力不变，浮力相等,分析：,10,有一木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，,