9.3阿基米德原理課件滬科版八年級(jí)全一冊(cè)物理

第九章浮力第三節(jié)阿基米德原理第1課時(shí)探究浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系小明在“驗(yàn)證阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)中,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方

案(部分)如表所示,之后他仔細(xì)觀察了老師進(jìn)行的如圖甲所示

的演示實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)討論后提出問(wèn)題:阿基米德原理的成立,是

否一定要以物體全部浸入液體為前提條件?由此他提出了一

個(gè)新的實(shí)驗(yàn)方案,并動(dòng)手制作出了如圖乙所示實(shí)驗(yàn)裝置,其中

A、B為兩個(gè)規(guī)格相同的彈簧測(cè)力計(jì),C為金屬塊,D為薄塑料實(shí)驗(yàn)進(jìn)階袋(質(zhì)量不計(jì)),E是自制的溢水杯,F是升降平臺(tái)(搖動(dòng)手柄,可使

平臺(tái)緩慢上升、下降),G為鐵架臺(tái)。階段1

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)1.請(qǐng)你幫他填寫空格處的內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?定量研究浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力與它排開(kāi)液體

之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)器材:金屬塊、細(xì)線、量筒、

和適量的水等。實(shí)驗(yàn)步驟:a.記錄金屬塊懸掛在空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1;b.在量筒中盛適量的水,記錄示數(shù)V1;c.將金屬塊浸沒(méi)在水中,記錄量筒示數(shù)V2、彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2;d.用

表示物體所排開(kāi)液體的體積(用字母表示);e.用

表示物體所受的浮力(用字母表示);f.若滿足

,即可驗(yàn)證阿基米德原理成立。(水的密度為ρ水)重力

彈簧測(cè)力計(jì)V2-V1

F1-F2

F1-F2

=

ρ水g(V2-V1)解析阿基米德原理表述的是物體受到的浮力與物體排開(kāi)液

體受到的重力之間的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量金屬塊受到的重

力、金屬塊在液體中靜止時(shí)受到的拉力,所以還需要的儀器

是彈簧測(cè)力計(jì)。量筒內(nèi)液體的體積為V1,將金屬塊浸沒(méi)在液

體中后,總體積為V2,則物體排開(kāi)液體的體積為V排=V2-V1,金屬

塊排開(kāi)水的重力G排=m排g=ρ水g(V2-V1),金屬塊懸掛在空氣中時(shí)

彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1,即金屬塊的重力為F1;將金屬塊浸沒(méi)

在水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2,則金屬塊受到的浮力為F浮=G-

F拉=F1-F2。當(dāng)F1-F2=ρ水g(V2-V1)時(shí),金屬塊受到的浮力與排開(kāi)液體的重力相等,即可驗(yàn)證阿基米德原理成立。2.實(shí)驗(yàn)中,彈簧測(cè)力計(jì)在使用之前,必須先__________________。在豎直方向上調(diào)零解析在本實(shí)驗(yàn)中,要使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量豎直方向上的力,

所以在使用之前,必須先在豎直方向上調(diào)零。3.如圖甲所示,你認(rèn)為最合理的實(shí)驗(yàn)操作順序是_________

(填寫實(shí)驗(yàn)序號(hào))。④①②③

解析實(shí)驗(yàn)中,為減小實(shí)驗(yàn)誤差,應(yīng)先測(cè)量燒杯的重力和金屬

塊的重力,然后將金屬塊放入溢水杯中,通過(guò)測(cè)量此時(shí)的拉力

求出金屬塊所受的浮力,最后再測(cè)量排開(kāi)的水和燒杯的總重

力,所以合理的實(shí)驗(yàn)操作順序是④①②③。4.小明逐漸調(diào)高平臺(tái)F,使金屬塊浸入水中的深度越來(lái)越大,觀

察到彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)先變小后不變,此過(guò)程說(shuō)明物體所受

浮力大小與____________________有關(guān)。物體排開(kāi)液體的體積解析小明逐漸調(diào)高平臺(tái)F,使金屬塊浸入水中的深度越來(lái)越

大,金屬塊排開(kāi)水的體積先變大后不變,觀察到彈簧測(cè)力計(jì)A

的示數(shù)先變小后不變,根據(jù)F浮=G-F示可知,金屬塊所受的浮力

先變大后不變,此過(guò)程說(shuō)明物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)

液體的體積有關(guān)。階段2

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及結(jié)論5.多次記錄彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變化量ΔFA和彈簧測(cè)力計(jì)B的

示數(shù)變化量ΔFB,并比較物體浸入液體不同程度時(shí),以上兩個(gè)變

化量之間的大小關(guān)系,發(fā)現(xiàn)ΔFA______(選填“>”“<”或

“=”)ΔFB,由此證明了阿基米德原理的成立________(選填

“需要”或“不需要”)以物體全部浸入液體為前提條件。不需要

=

解析根據(jù)F浮=G-F示可知,彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變化量ΔFA即

物體所受的浮力,彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)變化量ΔFB為物體排開(kāi)

的液體的重力,若ΔFA=ΔFB,則驗(yàn)證了阿基米德原理,說(shuō)明阿基

米德原理的成立不需要以物體全部浸入液體為前提條件。階段3

交流與討論6.如果在測(cè)量時(shí),金屬塊觸碰容器底,會(huì)得到F浮______(選填

“>”“=”或“<”)G排的錯(cuò)誤結(jié)論。

>

解析如果在測(cè)量時(shí),金屬塊觸碰容器底,容器底會(huì)對(duì)金屬塊

施加一個(gè)豎直向上的支持力,則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小,根據(jù)F

浮=G-F示可知,會(huì)造成F浮>G排。階段4

實(shí)驗(yàn)拓展7.小明又進(jìn)行了深入探究:將溢水杯中注滿水放在電子秤上。

如圖丙所示,其示數(shù)為m1,將鐵球用細(xì)線懸掛并輕輕放入水中

使其浸沒(méi),待杯中水停止外溢時(shí),如圖丁所示,其示數(shù)為m2,則m1

_______(選填“>”“=”或“<”)m2。

=

解析鐵球浸沒(méi)在水中,鐵球受到的浮力F浮=G排,物體間力的

作用是相互的,鐵球給水的壓力F=F浮,當(dāng)鐵球浸沒(méi)在盛滿水的

溢水杯中,排開(kāi)水的重力為G排,故電子秤所受壓力增加了F浮,又

減少了G排,因?yàn)镕浮=G排,故電子秤受到的壓力不變,則有m1=m2。第九章浮力第三節(jié)阿基米德原理第2課時(shí)阿基米德原理的應(yīng)用

阿基米德原理基礎(chǔ)夯實(shí)1.【新特色·中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化】(2024河南中考)宋朝的懷丙

利用浮船打撈鐵牛,展現(xiàn)了我國(guó)古人的智慧。圖為打撈過(guò)程

示意圖,先將陷在河底的鐵牛和裝滿泥沙的船用繩索系在一

起,再把船上的泥沙鏟走,鐵牛就被拉起,然后把船劃到岸邊,解

開(kāi)繩索卸下鐵牛,就可將鐵牛拖上岸。船在圖中甲、乙、丙

三個(gè)位置所受浮力為F甲、F乙、F丙,下列判斷正確的是

()

BA.F甲=F乙=F丙B.F甲>F乙>F丙C.F甲=F乙>F丙D.F甲<F乙<F丙

解析由題圖知,船在圖中甲、乙、丙三個(gè)位置時(shí)排開(kāi)水的

體積V甲>V乙>V丙,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,船所受的浮力F甲>F乙>F丙,故選B。2.【跨學(xué)科·工程實(shí)踐】(2024山東棗莊中考)我國(guó)“奮斗者”

號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝萬(wàn)米深處多次成功坐底,標(biāo)志

著我國(guó)在載人深潛領(lǐng)域達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。“奮斗者”號(hào)

在水面以下下潛過(guò)程中,受到

()A.壓強(qiáng)增大,浮力增大B.壓強(qiáng)不變,浮力增大C.壓強(qiáng)增大,浮力不變D.壓強(qiáng)不變,浮力不變

C

解析“奮斗者”號(hào)在水面以下下潛過(guò)程中,海水的密度不

變,深度逐漸增大,由p=ρgh可知,“奮斗者”號(hào)受到的壓強(qiáng)逐

漸增大;“奮斗者”號(hào)排開(kāi)海水的體積不變,由F浮=ρ液V排g可

知,“奮斗者”號(hào)受到的浮力不變,故C符合題意。3.(2024廣東廣州中考,★☆☆)潛水艇從海水高密度區(qū)駛?cè)氲?/p>

密度區(qū),急劇下降的過(guò)程稱為“掉深”。如圖,某潛水艇從a處

駛?cè)氲兔芏群Ｋ畢^(qū),“掉深”到b處。與a處相比,潛水艇在b處

()

A

能力提升A.受到浮力大小變小B.受到浮力大小變大C.排開(kāi)液體重力不變D.排開(kāi)液體重力變大解析潛水艇從海水高密度區(qū)駛?cè)氲兔芏葏^(qū),排開(kāi)水的體積

不變,根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,潛水艇受到的浮力變小,因此與a處

相比,潛水艇在b處受到的浮力變小,A符合題意,B不符合題

意。根據(jù)阿基米德原理可知,物體浸在液體中時(shí)受到的浮力

與其排開(kāi)液體受到的重力大小相等,潛水艇受到的浮力變小,

則潛水艇排開(kāi)液體的重力也變小,即與a處相比,潛水艇在b處

排開(kāi)液體的重力變小,C、D不符合題意。4.【新課標(biāo)·科學(xué)思維】(2024青海中考)“飛天”興趣小組在

模擬搭建月球科研基地時(shí),選取了某種磚塊作為建筑材料,鉆

取了一塊圓柱體樣品(樣品不吸水)。已知g=10N/kg,ρ水=1×10

3kg/m3,求:(1)如圖甲所示,利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得樣品重力為4.2N,則該樣

品的質(zhì)量m;(2)如圖乙所示,該樣品浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮;素養(yǎng)提優(yōu)(3)該樣品的密度ρ;(4)當(dāng)該樣品上表面距水面4cm處時(shí),樣品上表面所受水的壓強(qiáng)p;(5)請(qǐng)你為月球基地命名并簡(jiǎn)單介紹其寓意。解析

(1)由題可知,該樣品受到的重力G=4.2N,該樣品的質(zhì)

量m=

=

=0.42kg。(2)由題圖乙可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.2N。根據(jù)稱重法,該

樣品浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F浮=G-F拉=4.2N