《阿基米德原理》课件-(省一等奖)2022年人教版物理-(22).ppt

1、 一连几天，阿基米德闭门谢客，反覆琢磨，因为实心的金块与镂空的王冠外形不同，不砸碎王冠铸成金块，便无法求算其体积，也就无法验证是否掺了假他绞尽脑汁也百思不得其解 叙拉古国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出一顶非常精巧、华美的王冠王冠制成後，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻他叫来金匠问是否掺了假。金匠以脑袋担保，并当面用秤来称，与原来金块的重量一两不差。可是，掺上别的东西也是可以凑足重量的。国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来，要他解此难题，但不允许将王冠砸碎。有一天有一天 阿基米德日思夜想。一天，他去澡堂洗澡，当他慢慢坐进澡堂时，水从盆边溢了出来，他望着溢出来的水，突然大

2、叫一声：“我知道了！竟然一丝不挂地跑回家中。原来他想出方法了。阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢出来了。他取了王冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较，发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验，他算出银子的重量。当他宣布他的发现时，金匠目瞪口呆。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一条原理：即物体在液体中减轻的重量，等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。阿基米德阿基米德(Archimedes，约公元前，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学家，静力学是古希腊

3、物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。和流体静力学的奠基人。复习复习浮力测量的方法：复习浮力测量的方法：1.称重法：称重法：F浮浮=G-F2.压力差法：压力差法：F浮浮=F向上向上-F向下向下3.漂浮法：漂浮法：F浮浮=G实验探究1：浮力大小与哪些因素有关记录实验数据浓盐水浓盐水物块物块2物块物块1物块物块2物块物块3酒精酒精浓盐水浓盐水重力重力G/N拉力拉力F/N浮力浮力F浮浮/N观察物体慢慢浸入水中不同局部时的情况？排开水的体积一定等于物体体积吗？排开水的体积一定等于物体体积吗？物体浸入局部越多，排开的水物体浸入局部越多，排开的水 ，拉力，拉力 。体积越大体积越大越小越小浮力的大小

4、与哪些因素有关1.1.浮力的大小与物体的密度无关浮力的大小与物体的密度无关2.2.浮力随浮力随液体密度增液体密度增大而增大大而增大3.3.浮力随浮力随物体浸在水中的体积物体浸在水中的体积增大而增大。增大而增大。液体密度液体密度物体浸在水中的体积物体浸在水中的体积=？物体受到的浮力的大小与物体受到的浮力的大小与物体排开物体排开液体的体积液体的体积和和液体的密度液体的密度有关有关.物体所受的浮力可能与排开液体所物体所受的浮力可能与排开液体所受的重力有关受的重力有关V排排mG我的猜测排开水越多，排开的水的质量越大，重力也越大，排开水越多，排开的水的质量越大，重力也越大，浮力越大。那么浮力与物体的重力

5、能建立怎样的直浮力越大。那么浮力与物体的重力能建立怎样的直接的数量关系？接的数量关系？把水桶放入水盆中把水桶放入水盆中,在水桶中装满水在水桶中装满水,用用手把空的饮料瓶按入水中手把空的饮料瓶按入水中,体会体会手的感觉和手的感觉和饮料瓶所受浮力变化饮料瓶所受浮力变化,同时同时观察水溢出的多观察水溢出的多少少?体验：体验：手上受到的力越来越大手上受到的力越来越大现象现象：水桶中的水位越来越高水桶中的水位越来越高结论：结论：饮料罐浸入水中的体积越多，它所受的浮力越大饮料罐浸入水中的体积越多，它所受的浮力越大三、浮力的大小三、浮力的大小猜测猜测:浮力的大小可能跟物体浸入液体浮力的大小可能跟物体浸入液体

6、 后排开的液体的重力有关后排开的液体的重力有关.小组讨论：小组讨论：怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验？F浮浮=G-FG排排=G2-G1比较比较F浮和浮和G排的大小排的大小实验设计方案:GFG1G2探究：浮力与排开的液体的重力有何关系？探究：浮力与排开的液体的重力有何关系？组别物体的重量G/N物体浸在水中时弹簧秤示数F/N物体所受浮力F浮/N空桶重G1/N排出水和桶总重G2/N物体排开水重量G排/N123通过数据分析我们可以得到？通过数据分析我们可以得到？F浮 G排排=阿基米德原理：阿基米德原理：浸入液体里的物体受到竖直向上的浮浸入液体里的物体

7、受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。到的重力。公式：公式：F浮浮=G排排 G排排=m排排 F浮浮=G排排=液液V排排m排排=液液V排排对阿基米德原理的理解对阿基米德原理的理解1、物体、物体“浸在液体里包括浸在液体里包括“全部全部浸入即浸没和浸入即浸没和“局部浸入局部浸入两种情况。两种情况。不管物体是浸没还是局部浸入在液体不管物体是浸没还是局部浸入在液体里都受到浮力。对于同一物体而言，里都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受到的浮力大，局部浸入时受浸没时受到的浮力大，局部浸入时受到的浮力小，而且浸入的体积越小，到的浮力小，而且浸入的体积越小，

8、所受的浮力也越小。所受的浮力也越小。浸没浸没局部浸入局部浸入2、浮力的大小等于被物体排开的、浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。液体受到的重力。浸没时，浸没时，V排排=V浸浸=V物物，此时物体，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物局部浸入时，局部浸入时，V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排排=V浸浸=V物物V排排=V浸浸V物物V浸浸3、同一物体浸没在不同的液体中时，由于液、同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同体的密度不同，所受的浮力也

9、不同.根据公式根据公式 F浮浮=液液g V排排，浸没时浸没时，V排排=V物物，当当液液不同时，浮力也随之变化不同时，浮力也随之变化。F F浮浮液液 V V排排 g公式中注意单位代入：公式中注意单位代入：NKg/m3 m3阿基米德原理的数学表达式：F浮=G排=m排排g=液V排g 说明：1.物体排开液体体积相等时，液体密度越大，浮力越大。2.液体密度相等时，物体排开液体体积越大，浮力越大 3.阿基米德原来适用于气体。体积相同的铜、铁、铝浸没水中铁铁F F浮铝浮铝 F F浮铁浮铁 F F浮铜浮铜 铜铜铝铝 如下图，A、B两个物体的体积相等，哪个受到的浮力大？ABF F浮浮A A 铝铝)把密度为把密度

10、为 103 kg/m3、体积为、体积为500cm3的的铁块浸没在密度为铁块浸没在密度为0.8103 kg/m3的煤油中，受的煤油中，受到的浮力为多少牛？到的浮力为多少牛？提示提示：铁块完全浸没在煤油中，V排=V物F浮=液V排g=0.8103 kg/m3500 10-6m3 例例5 把重力为10牛，体积为110-3米3的金属球全部浸入盛满水的容器内，求：溢出的水的重力为多少牛？浮力和重力的合力为多少牛？其方向如何？例例6反响练习 浴缸里放满水，人坐进去后，排开浴缸里放满水，人坐进去后，排开400牛的水，牛的水，那么人受到的浮力为那么人受到的浮力为 牛。牛。在水中游泳的人要上岸从深水处向浅水处行走

11、的过程中()A.人所受的重力逐渐变小 .B.人所受的重力逐渐变大 C.人所受到的浮力减小 D.人所受到的浮力增大能力提升 某物体重0.5N,把它放入盛有水的烧杯中,溢出重为0.3N的水,那么它受到的浮力为()A.一定为0.3N.B.可能为0.2N.C.一定为0.5N.D.可能为0.4N.练习二练习二1、如图，甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动，那么、如图，甲乙两球体积相同在浸没水中静止不动，那么 甲乙A、两球受到的浮力一样大、两球受到的浮力一样大 B、乙球受到的浮力大、乙球受到的浮力大 C、甲球受到的浮力大、甲球受到的浮力大 D、条件缺乏，无法确定、条件缺乏，无法确定2、下面关于浮力的说法中，

12、正确的选项是、下面关于浮力的说法中，正确的选项是 A、只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大、只要液体密度大，对浸没在其中的物体的浮力就一定大 B、只要物体的体积大，所受的浮力一定大、只要物体的体积大，所受的浮力一定大 C、物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，、物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力，与物体的形状及浸没液体中的深度无关与物体的形状及浸没液体中的深度无关 D、阿基米德原理只适合液体、阿基米德原理只适合液体CC例例3 将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，将重力相等的实心铜球、铁球、铝球浸没在水中，它们受的浮力它们受的浮力 知识点知识点

13、考查对阿基米德原理的理解考查对阿基米德原理的理解闯关点拨闯关点拨 因为因为液相等，关键是比较液相等，关键是比较V排的大小排的大小解解 铜、铁、铝三物质中，铝的密度最小铜、铁、铝三物质中，铝的密度最小.现在三现在三个球重力相等，那么铝球体积最大个球重力相等，那么铝球体积最大.浸没在水中后，浸没在水中后，铝球排开水的体积最大，即排开的水最重，它所铝球排开水的体积最大，即排开的水最重，它所受的浮力也最大受的浮力也最大.正确答案为正确答案为C.答答 选选C知识点知识点 浮力的计算闯关点拨闯关点拨 要求出石块的密度，关键得先求出它的体积.石块浸没在水中时，它的体积等于被它排开的水的体积，即V石=V排.解

14、解 浮力F浮=GF=5N2N=3N 石块的体积 V石=V排=石块的密度题型三题型三 会利用阿基米德原理进行有关的计算会利用阿基米德原理进行有关的计算 智智 能能 归归 例例例：例：在空气中用弹簧测力计测得某石块重在空气中用弹簧测力计测得某石块重5N；浸没在水中称量，；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为弹簧测力计的示数为2N，求该石块是密度取，求该石块是密度取g=10N/kg 343310310103mmgF水浮3334/1033.1/103105mkgmkggVGm石石石 说明说明 此题为我们提供了一种测量密度大于水的密度的固体物质密度的方法此题为我们提供了一种测量密度大于水的密度的固体物质密

15、度的方法.利利用阿基米德原理还能计算液体的密度请看下面一题用阿基米德原理还能计算液体的密度请看下面一题.变形题变形题 在空气中用弹簧测力计测某石块重为5N；浸没在水中称量，弹簧测力计的示数为2N；浸没在另一种液体中称量，弹簧测力计的示数为，求这种液体的密度.3433103101025mmgFGgFV水水水浮水排水3334/102.1/103106.3mkgmkggVF排液浮液液找出这个隐含条件是此题的关键.解解 F浮液=GF液因为浸没，所以V排液排液=V石石=V排水排水=3104m3作业作业同步导学同步导学阿基米德原理阿基米德原理第九章第九章 压强压强 阿基米德原理阿基米德原理F小孩小孩垂直垂

16、直压在地面上的力压在地面上的力阿基米德原理阿基米德原理F阿基米德原理阿基米德原理F阿基米德原理阿基米德原理FFF一、压力的概念：一、压力的概念：小孩小孩垂直垂直压在地面上的力压在地面上的力图钉图钉垂直垂直压在墙面上的力压在墙面上的力木块木块垂直垂直压在斜面上的力压在斜面上的力阿基米德原理阿基米德原理FFF作用点：作用点：受力物体外表受力物体外表方向方向：垂直物体的受力面并指向垂直物体的受力面并指向受力物体内部受力物体内部阿基米德原理阿基米德原理 画出木块对支持面的压力和木块受画出木块对支持面的压力和木块受到的重力的示意图到的重力的示意图FGFGFGFF=GF GF 与与 G无关无关只有当物体放

17、在水平面上且在竖直方向上只受只有当物体放在水平面上且在竖直方向上只受重力和支持力时，物体对支持面的压力大小才重力和支持力时，物体对支持面的压力大小才等于物体所受的重力的大小。等于物体所受的重力的大小。阿基米德原理阿基米德原理压力与重力的区别压力与重力的区别 大大 小小 方方 向向 作用点作用点重力重力压力压力G=mgG=mg由具体情况由具体情况而定而定竖直向下竖直向下垂直受力面并指向垂直受力面并指向受力物体内部受力物体内部物体的重心物体的重心 受力物体外表受力物体外表阿基米德原理阿基米德原理 与手掌接触的那局部气球的形变较小，与手掌接触的那局部气球的形变较小，而手指顶着的那局部形变明显；用力越

18、而手指顶着的那局部形变明显；用力越大，形变越明显。大，形变越明显。阿基米德原理阿基米德原理 手指受压的感觉有什么不同手指受压的感觉有什么不同?用力后这种用力后这种感觉有何变化感觉有何变化?阿基米德原理阿基米德原理压力的作用效果可能与压力的作用效果可能与压力大小和受力压力大小和受力面积有关？面积有关？B.B.实验中如何反映压力的作用效果？实验中如何反映压力的作用效果？C.C.选择什么器材，如何具体实施？选择什么器材，如何具体实施？凹限深度凹限深度二、探究影响压力作用效果的因素二、探究影响压力作用效果的因素A.A.实验应采取什么研究方法？实验应采取什么研究方法？控制变量法控制变量法阿基米德原理阿基

19、米德原理压力的作用效果与压力的作用效果与压力大小有关？压力大小有关？当受力面积一定时，压力越大，效果越明显。当受力面积一定时，压力越大，效果越明显。应控制应控制_不变，改变不变，改变_看压力作用看压力作用效果是否发生变化。效果是否发生变化。二、探究影响压力作用效果的因素二、探究影响压力作用效果的因素实验次数实验次数压力压力（填大或（填大或小）小）受力面积受力面积（填大或小）（填大或小）压力作用效果压力作用效果(填明显或不明填明显或不明显显)阿基米德原理阿基米德原理应控制应控制_不变，改变不变，改变_看压力作用看压力作用效果是否发生变化。效果是否发生变化。二、探究影响压力作用效果的因素二、探究影

20、响压力作用效果的因素实验次数实验次数压力压力（填大或（填大或小）小）受力面积受力面积（填大或小）（填大或小）压力作用效果压力作用效果(填明显或不明填明显或不明显显)压力的作用效果与受力面积压力的作用效果与受力面积大小有关？大小有关？当压力一定时，受力面积越小，效果越明显。当压力一定时，受力面积越小，效果越明显。阿基米德原理阿基米德原理A物体对地面的压物体对地面的压力是力是10N，与地面，与地面的接触面积是的接触面积是5m2B物体对地面的压物体对地面的压力是力是5N，与地面的，与地面的接触面积是接触面积是5m2AB阿基米德原理阿基米德原理A物体对地面的压物体对地面的压力是力是10N，与地面，与地

21、面的接触面积是的接触面积是5m2B物体对地面的压物体对地面的压力是力是9N，与地面的，与地面的接触面积是接触面积是3m2AB阿基米德原理阿基米德原理1.压力的作用效果与压力的大小和受力面积压力的作用效果与压力的大小和受力面积有关。有关。压力的作压力的作用效果用效果相同受力面积，相同受力面积，比较压力大小比较压力大小相同压力，比较相同压力，比较受力面积大小受力面积大小比较比较求比值求比值 压力压力_ _ 受力面积受力面积定义定义压强压强阿基米德原理阿基米德原理1.物理意义：表示物理意义：表示压力作用效果压力作用效果的物理量的物理量2.定义：物体所受压力大小与受力面积之比定义：物体所受压力大小与受

22、力面积之比3.计算：计算：压强压强=压力压力受力面积受力面积P=FS4.单位：单位：帕斯卡帕斯卡 简称帕简称帕 1 Pa =1 N/m21帕含义帕含义:1米米2的面积上受到的压力是的面积上受到的压力是1牛。牛。压强压强阿基米德原理阿基米德原理 布莱士布莱士帕斯卡帕斯卡16231662，是法国著名的，是法国著名的数学家、物理学家、哲学家和散文家。在物理学数学家、物理学家、哲学家和散文家。在物理学方面作出的突出奉献是，于方面作出的突出奉献是，于1653年首次提出了年首次提出了著名的帕斯卡定律，为此写成了著名的帕斯卡定律，为此写成了?液体平衡的论述液体平衡的论述?的著名论的著名论文，纤细论述了液体压

23、强的文，纤细论述了液体压强的传递问题。应用这个定律制传递问题。应用这个定律制造的各式各样的液压机械，造的各式各样的液压机械，为人类创造了无数的奇迹。为人类创造了无数的奇迹。阿基米德原理阿基米德原理小数据：小数据：一张报纸平放时对桌面的压强约一张报纸平放时对桌面的压强约0.5Pa 一颗西瓜子平放在桌面上，对桌一颗西瓜子平放在桌面上，对桌 面的压强约面的压强约20Pa 成年人站立时对地面的压强约为成年人站立时对地面的压强约为1.51.510104 4 Pa阿基米德原理阿基米德原理例例1、质量为、质量为45kg的某同学站在水平地面上，的某同学站在水平地面上，两脚与地面的总接触面积为两脚与地面的总接触

24、面积为300cm2，那么他，那么他对地面的压强是多少？对地面的压强是多少？g取取10N/kg解：解：G=mg=45kg10N/kg=450N2PamNSFP42105.103.0450变式：假设他走路时对地面的压强为变式：假设他走路时对地面的压强为P1，那么那么P1 P(填填“大于大于“等于或等于或“小小于于)PamNSFP42111103015.0450大于大于阿基米德原理阿基米德原理宽大的书包带宽大的书包带房屋的地基房屋的地基重型卡车装有很多车轮重型卡车装有很多车轮螺丝下的垫圈螺丝下的垫圈 四、增大和减小压强的应用四、增大和减小压强的应用1、减小压强的方法：减小压力或者增大受力面积、减小压

25、强的方法：减小压力或者增大受力面积阿基米德原理阿基米德原理使用菜刀切菜时，我们又使用菜刀切菜时，我们又用了什么方法增大刀对菜用了什么方法增大刀对菜的压强的？的压强的？类似的事例你还知道哪些？类似的事例你还知道哪些？2增大压强的方法：增大压力或者减小受力面积。增大压强的方法：增大压力或者减小受力面积。注射针尖注射针尖破窗锤破窗锤冰刀冰刀阿基米德原理阿基米德原理练一练：练一练：为什么我们会觉得坐软沙发比坐硬板凳要舒服呢？为什么我们会觉得坐软沙发比坐硬板凳要舒服呢？那是因为沙发受力形变后，与人体的接触面积大；那是因为沙发受力形变后，与人体的接触面积大；板凳不怎么形变，与人体的接触面积小。根据压强板凳

26、不怎么形变，与人体的接触面积小。根据压强的知识可知，沙发对人体的压强较小，所以人感觉的知识可知，沙发对人体的压强较小，所以人感觉舒服。舒服。四、增大和减小压强的应用四、增大和减小压强的应用阿基米德原理阿基米德原理 四、增大和减小压强的应用四、增大和减小压强的应用“胸口碎大石胸口碎大石阿基米德原理阿基米德原理讨论交流讨论交流:如何如何自救？自救？一小孩在冰面一小孩在冰面上行走时，突然上行走时，突然发现冰面将要破发现冰面将要破裂，这时他应该裂，这时他应该如何自救呢？请如何自救呢？请你们一起帮他想你们一起帮他想想方法。想方法。四、增大和减小压强的应用四、增大和减小压强的应用阿基米德原理阿基米德原理在海滩发案现场留下了犯罪嫌疑在海滩发案现场留下了犯罪嫌疑人清晰的站立脚印，公安人员立人清晰的站立脚印，公安人员立即用蜡浇注了如下图的鞋模，测即用蜡浇注了如下图的鞋模，测量鞋模的平均厚度为量鞋模的平均厚度为3cm，质量，质量为为675g；又经测试到达脚印同样；又经测试到达脚印同样深度压强为深度压强为1.5X104Pa，那么犯，那么犯罪嫌疑人的体重为罪嫌疑人的体重为 N?(蜡蜡=0.9X103kg/m3)750开拓思维