《阿基米德原理》课件 (公开课获奖)2022年人教版.ppt
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1、教育部教育部“精英杯精英杯”公开课大赛简介公开课大赛简介 2021年6月,由教育学会牵头,教材编审委员会具体组织实施,在全国8个城市,设置了12个分会场,范围从“小学至高中”全系列部编新教材进行了统一的培训和指导。每次指導,都輔以精彩的優秀示範課。在這些示範課中,不乏全國名師和各省名師中的佼佼者。他们的课程,无论是在内容和形式上,都是经过认真研判,把各学科的核心素养作为教学主线。既涵盖城市中小学、又包括乡村大部分学校的教学模式。適合全國大部分教學大區。本課件就是從全國一等獎作品中,优选出的具有代表性的作品。示范性强,有很大的推广价值。复习回顾 1、液体压强的产生原因?2、浮力产生原因?3、浮力
2、的大小与什么有关?4、什么是密度?如何求液体密度?液体受重力液体受重力液体对物体向上和向下的压力差液体对物体向上和向下的压力差液体的密度、物体浸入液体的体积液体的密度、物体浸入液体的体积物体质量和体积之比叫密度物体质量和体积之比叫密度先求液体质量和液体体积,然后将液体先求液体质量和液体体积,然后将液体质量除以液体体积得到液体密度。质量除以液体体积得到液体密度。一个小木块和一个大石块同时浸没在水中后,小木块上浮,大石块下沉。想一想,此时哪个受到的浮力大?上浮下沉小木块大石块观察与思考观察与思考 观察物体上观察物体上浮的两个过程,浮的两个过程,物体受到的浮力物体受到的浮力是否变化吗?为是否变化吗?
3、为什么?什么?观察与思考观察与思考过程一:上浮但未露出水面过程一:上浮但未露出水面过程二:露出水面的过程中过程二:露出水面的过程中学习目标 1、你知道2000多年前希腊学者阿基米德发现的著名的阿基米德原理吗?2、你能通过实验来探究并体验阿基米德原理的实验过程吗?3、通过合作学习,你能理解阿基米德原理的内容吗?4、通过学习,你能运用阿基米德原理解决有关浮力的简单问题吗?叙拉古国王艾希罗命金匠做一顶新的纯金王冠。王冠制成后,交到国王手里,但有人举报金匠在皇冠中掺了银。国王叫来金匠询问,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
4、,又不相信金匠的誓言,於是把阿基米德找来,要他解此难题,但不允许将王冠破坏。物体浸入液体的体积物体浸入液体的体积=物体排开液体的体积物体排开液体的体积 物体浸入液体的体积越多,则排开的液体体积越大。二者大小是相等的,由此,浮力的两个决定因素又可以归纳成什么?阿基米德日思夜想。一天,他去洗澡时,当他慢慢坐进澡盆时,水从盆边溢了出来,他望着溢出来的水,突然大叫起来:“我知道了!我知道了!”竟然一丝不挂跑了出来。原来他想出办法了。阿基米德的故事寻根究底我们知道:(1)浮力浮力产生的直接原因是物体上、下表面所受液体的压力差压力差,即物体下表面所受液体压强液体压强比上表面大的缘故;(2)而液体压强液体压
5、强产生的根本原因是液体受到重重力力作用。所以归根到底,物体受到浮力的原因是液体受重力作用。那么浮力浮力的大小与液体所受重力重力之间有何关系呢?浮力浮力大小大小排开液体排开液体所受重力所受重力液体密度排开液体的体积排开液体的质量浮力大小与排开液体所受的重力有何关系?浮力大小与排开液体所受的重力有何关系?分析与推导分析与推导质量=密度体积重力=质量g3、设计实验、设计实验2、猜想、猜想1、提出问题、提出问题浮力跟排开的液体的重力有什么关系?浮力浮力等于等于排开的液体的重力排开的液体的重力1、设法测出物体所受的浮力2、设法测出物体排开的液体所受的重力3、比较物体所受的浮力与排开液体所受重力的大小探究
6、物体所受浮力与排开液体的重力的关系1、如何测出物体所受的浮力?2、如何测出物体排开的液体所受的重力?用弹簧测力计先测出石块的重力 G G。再用弹簧测力计测出空杯子的重力G G杯杯。实验步骤实验步骤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 FF。用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重 G G总总。F F浮浮 =G-F=G-FG G排排 =G=G总总 G G杯杯 用石块、铝块和小铁块分别进行以上实验,记录数用石块、铝块和小铁块分别进行以上实验,记录数据并分析结果。据并分析结果。实验数据实验数据研究对象物重G/N物体浸没水中时弹簧测力计示数F/N 浮力的大
7、小F浮/N杯、水总重G总/N空杯重G杯/N排开水所受重力G排/N石块0.45铝块0.45铁块0.45 比较各物体所受比较各物体所受浮力大小浮力大小和物体和物体排开水排开水所受重力所受重力,你发现了什么?,你发现了什么?阿基米德原理 浸在液体中的物体所受的浮力,大小浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开的液体所受的重力。等于它排开的液体所受的重力。F F浮浮 =G=G排排该原理同样适用于气体气体 上一节我们知道上一节我们知道浸入液体中物体浸入液体中物体所受浮力的大小只与所受浮力的大小只与液体密度液体密度及物及物体体排开液体的体积排开液体的体积有关,此规律在有关,此规律在公式中是否得到体现。公
8、式中是否得到体现。推导:F浮=G排=m排g=液V排g例例1:如图,边长为如图,边长为L的立方体铜块,浸没在的立方体铜块,浸没在密度为密度为的液体内,受到的浮力是多少?的液体内,受到的浮力是多少?已知:已知:立方体边长为立方体边长为L L,液体密度为液体密度为求:求:F浮浮解:解:由题义知由题义知 V排排=V铜铜 =L3排开液体的质量排开液体的质量m排排=V排排=L3 排开液体的重力排开液体的重力G排排=m排排g =L3g据阿基米德原理据阿基米德原理F浮浮=G排排 =L3g答:答:物体受到的浮力为物体受到的浮力为L3gL 例2:有一重的实心铁球,当它浸没在水中时受到的浮力是多大?(铁103kg/
9、m3)解:解:已知球受重力已知球受重力 G球球球的质量球的质量m球球=G球球/g=球的体积球的体积F浮浮=水V排g=10310=1N由于求完全浸没,所以球的体积与排开液由于求完全浸没,所以球的体积与排开液体的体积相等,即体的体积相等,即 V排排=m3根据阿基米德原理,浮力为根据阿基米德原理,浮力为V球球=m球球/铁=m3答:答:物体受到的浮力为物体受到的浮力为1N2.2.甲、乙、丙是三个甲、乙、丙是三个体积相同体积相同而而材料不材料不同同的小球,它们在水中静止时的情况如的小球,它们在水中静止时的情况如图所示,其中所受浮力最小的是图所示,其中所受浮力最小的是:A.A.甲甲 B.B.乙乙 C.C.
10、丙丙 D.D.一样大一样大乙乙丙丙甲甲答案:(答案:()1.1.同样重的铁块甲和乙,甲浸没在水同样重的铁块甲和乙,甲浸没在水中,乙浸没在煤油中,它们所受的浮中,乙浸没在煤油中,它们所受的浮力力:A.A.同样大同样大 B.B.甲大甲大 C.C.乙大乙大 D.D.无法确定无法确定 答案:(答案:()上浮的皮球,从它刚露出水面到最后漂在水面上不动的过程中:它受到的重力怎样变化?浮力怎样变化?为什么?不变不变变小变小 因为浮力的大因为浮力的大小和物体浸入液体小和物体浸入液体的体积有关,皮球的体积有关,皮球浸入的体积越来越浸入的体积越来越小,所受浮力也越小,所受浮力也越来越小。来越小。3.将一质量为将一
11、质量为54kg的铝块浸没在水中,求铝块受到水的的铝块浸没在水中,求铝块受到水的浮力是多少?浮力是多少?(g=10N/kg,铝铝=2.7g/cm3)解:解:V V排排 =V=V铝铝=0.02m=0.02m3 3F F浮浮=G=G排排=水水gVgV排排=1.0=1.010103 3kg/mkg/m3 310N/kg10N/kg 0.02m 0.02m3 3=200N=200N 答:铝块受到水的浮力是答:铝块受到水的浮力是200N200N。铝铝m33kg/m107.254kg 一个乒乓球先放到淡水中然后又放到盐水中,问:(1)哪次排开的液体体积更多?(2)两次所受浮力有何关系?淡水盐水 质质 量量
12、我们的讲台、课桌是由什么构成的?讲台和课桌哪我们的讲台、课桌是由什么构成的?讲台和课桌哪个含有的木材多?铁锤、铁钉呢?个含有的木材多?铁锤、铁钉呢?想想议议想想议议铁锤铁锤铁钉铁钉讲台讲台课桌课桌 一、质量一、质量 讲台、课桌、铁锤、铁钉物理学中称为物体,组成讲台、课桌、铁锤、铁钉物理学中称为物体,组成这些物体的木材、铁叫做这些物体的木材、铁叫做“物质物质”。由上面的观察得出:讲台、课桌含有木材的多少不由上面的观察得出:讲台、课桌含有木材的多少不同;铁锤、铁钉含铁的多少也不同。同;铁锤、铁钉含铁的多少也不同。1.定义定义 物体含物质的多少叫做质量。符号物体含物质的多少叫做质量。符号 m。1.一
13、个牙膏皮一个牙膏皮 将它卷起来,形状变了,它的质量变不变?将它从将它卷起来,形状变了,它的质量变不变?将它从深圳带到北京,位置变了,它的质量变不变?深圳带到北京,位置变了,它的质量变不变?2.装有冰块的带盖玻璃杯装有冰块的带盖玻璃杯 容器内的冰全部融化成水,形态变了,它的质量变容器内的冰全部融化成水,形态变了,它的质量变不变?不变?想想做做想想做做 2.质量是物体的固有属性质量是物体的固有属性 只要物体中含有物质的多少不变,它的质量就不变,只要物体中含有物质的多少不变,它的质量就不变,可见物体的质量不随物体的形状、位置、状态的改变而可见物体的质量不随物体的形状、位置、状态的改变而改变。改变。3
14、.质量的单位质量的单位国际单位:千克,符号是国际单位:千克,符号是 kg。最初,最初,4 时,时,1 000 cm3 蒸馏水的质量为蒸馏水的质量为 1 千克;千克;1878 年,用铂铱合金制成年,用铂铱合金制成“国际国际千克原器千克原器”(圆柱体,高、直径都圆柱体,高、直径都为为 39 mm),现保存在法国巴黎,现保存在法国巴黎国际计量局内,各国都有副件。国际计量局内,各国都有副件。国际千克原器国际千克原器小资料小资料 常用的质量单位:吨常用的质量单位:吨(t)、克、克(g)、毫克、毫克(mg)、公斤、斤、公斤、斤、两等。、两等。换算关系:换算关系:1 t=103 kg 1 g=10-3 kg
15、 1 mg=10-3 g=10-6 kg1 kg=1 公斤公斤=2 斤斤 1 斤斤=0.5 kg=500 g 1 斤斤=10 两两 1 两两=50 g4.质量的测量质量的测量 测量质量的工具测量质量的工具二、天平二、天平1.天平的结构天平的结构托盘天平托盘天平学生天平学生天平分度盘分度盘 横梁横梁 指针指针 平衡螺母平衡螺母 游码游码 标尺标尺 游码游码 标尺标尺 平衡螺母平衡螺母 横梁横梁指针指针 重重垂垂线线底板底板 分度盘分度盘 (1)天平标尺的零刻线、称量、感量。天平标尺的零刻线、称量、感量。2.天平的使用天平的使用 读数时以游码左侧所对的刻线为准。读数时以游码左侧所对的刻线为准。称量
16、称量(能测的最大质量能测的最大质量)=砝码盒内砝码的总质量砝码盒内砝码的总质量+游游码最大的读数。码最大的读数。感量感量(最小分度值最小分度值)就是标尺上每一小格表示的质量数。就是标尺上每一小格表示的质量数。(2)天平的调节。天平的调节。天平水平放置,游码先归零,再调节平衡螺母天平水平放置,游码先归零,再调节平衡螺母:左左偏右调。偏右调。(3)天平的测量。天平的测量。左物右码:物体放在左盘,砝码放在右盘;左物右码:物体放在左盘,砝码放在右盘;向天平盘加砝码要由大到小逐步替换;向天平盘加砝码要由大到小逐步替换;物体质量物体质量=砝码质量砝码质量+游码示数;游码示数;砝码放回砝码盒,游码移回零刻线
17、。砝码放回砝码盒,游码移回零刻线。1.用天平称一个塑料瓶的质量,然后将其剪碎再用天平称一个塑料瓶的质量,然后将其剪碎再放到天平上称,比较这个物体在形状变化前后的质量。放到天平上称,比较这个物体在形状变化前后的质量。2.称量一小杯水与一小匙白糖的总质量,然后把称量一小杯水与一小匙白糖的总质量,然后把白糖溶于水,再称糖水的质量。比较两次称量的结果。白糖溶于水,再称糖水的质量。比较两次称量的结果。通过以上两个实验,你能得出什么结论?通过以上两个实验,你能得出什么结论?想想做做想想做做 结论:物体的质量不随物体的形状、位置、状结论:物体的质量不随物体的形状、位置、状态的变化而改变。态的变化而改变。动手
18、动脑学物理动手动脑学物理1.在下列情况中,物体质量发生改变的是在下列情况中,物体质量发生改变的是()()A.冰融化成水冰融化成水 B.宇航员登上月球宇航员登上月球 C.将铁块压成铁片将铁块压成铁片 D.削铅笔削铅笔D 解析:质量不随物体的位置、形状、状态的变化而解析:质量不随物体的位置、形状、状态的变化而变化。变化。A 选项物质的状态发生了改变,选项物质的状态发生了改变,B 选项是物体的选项是物体的位置发生了改变,位置发生了改变,C 选项是物体的形状发生了改变,以选项是物体的形状发生了改变,以上三种变化都不能改变物体的质量。上三种变化都不能改变物体的质量。D 选项中削短的铅选项中削短的铅笔所含
19、的物质减少了,所以质量也减少了。笔所含的物质减少了,所以质量也减少了。2.用调节好的天平测量某物体的质量。在增、减砝用调节好的天平测量某物体的质量。在增、减砝码后指针仍偏在分度盘中线左边一点,这时应该码后指针仍偏在分度盘中线左边一点,这时应该()()A.向右盘中加砝码向右盘中加砝码 B.从右盘中减砝码从右盘中减砝码 C.向右移动游码向右移动游码 D.向左调节平衡螺母向左调节平衡螺母C 3.如图所示为小明测一金属块质量时天平平衡后所如图所示为小明测一金属块质量时天平平衡后所用砝码和游码的情况,则此金属块的质量为用砝码和游码的情况,则此金属块的质量为_。85.4 g 50201054.为测量为测量
20、 1 瓶酒精的质量,小红采用了如下步骤:瓶酒精的质量,小红采用了如下步骤:A.将天平及其他器材整理好;将天平及其他器材整理好;B.空瓶放到左盘,称得瓶的质量;空瓶放到左盘,称得瓶的质量;C.瓶内倒入酒精后,称得瓶和酒精的质量;瓶内倒入酒精后,称得瓶和酒精的质量;D.将天平置于水平桌面上;将天平置于水平桌面上;E.将游码置于标尺左端零刻线位置;将游码置于标尺左端零刻线位置;F.移动平衡螺母使横梁平衡;移动平衡螺母使横梁平衡;G._用瓶和酒精的质量减去瓶的质量,得出酒精的质量。用瓶和酒精的质量减去瓶的质量,得出酒精的质量。(1)请你将小红遗漏的步骤补充完整。请你将小红遗漏的步骤补充完整。(2)将正
21、确步骤按顺序排列将正确步骤按顺序排列:_。D E F B C G A 5.小王到商场购买苹果,看到商场售货员用台秤称小王到商场购买苹果,看到商场售货员用台秤称出苹果的质量。出苹果的质量。(1)如果在测量过程中使用了如果在测量过程中使用了 2 kg 的槽码,游码所的槽码,游码所对应的示数如图乙所示,则这些苹果的质量为对应的示数如图乙所示,则这些苹果的质量为_kg。游码游码 秤杆秤杆 槽码槽码 支支点点 秤盘秤盘 平衡平衡螺母螺母 砝码盘砝码盘 乙乙甲甲 (2)如果在使用过程中,槽码被碰掉了一小块碴,如果在使用过程中,槽码被碰掉了一小块碴,这时用它称出苹果的质量将比其实际质量这时用它称出苹果的质量
22、将比其实际质量_。(选选填填“偏大偏大”“偏小偏小”或或“不变不变”)偏大偏大游码游码 秤杆秤杆 槽码槽码 支支点点 秤盘秤盘 平衡平衡螺母螺母 砝码盘砝码盘 乙乙甲甲 6.如何用天平称出一枚大头针的质量?说出你的称如何用天平称出一枚大头针的质量?说出你的称量方法。量方法。解析:用天平称出解析:用天平称出 100 枚大头针的质量枚大头针的质量 m总总,则每,则每枚大头针的质量枚大头针的质量 m0=m总总/100。练 习 例1为了表示下列各物体合理的质量值,请在下面的横线上填上确切的单位;(1)一个鸡蛋的质量约为50_(2)一个中学生质量约为510-2_(3)一头大象的质量约为5.8103_ 点
23、拨:此类题目在填写单位时要联系实际,不能盲目填写。例2利用天平测物体质量时,若所用的砝码已经磨损,那么物体的实际质量比所测得的质量()A、偏小 B、偏大 C、不变 D、无法确定 点拨:已磨损的砝码它的实际质量小于砝码上所标的质量值。例3用调节好的天平测物体质量时,发现指针偏向分度盘的左侧,为使天平平衡,下列调节方法正确的是()A、将两侧的平衡螺母均向左调。B、增加右盘中的砝码或移动游码 C、只能增加右盘中的砝码,不能移动游码 D、只能移动游码,不能增加砝码 点拨:审清题意,本题为称物体质量时横梁调平。例4使用托盘天平测物体质量时,有如下操作步骤 A、把游码移动标尺左端“零”点上 B、将被测物体
24、放入左盘中,在右盘中由小到大减砝码和移动游码,使天平平衡。C、把天平放在水平的工作台上 D、调节天平横梁两端的平衡螺母,使横梁平衡。E、用右盘中砝码总质量加上游码对应的刻度值作为被测物体的质量记录下来。(1)上述步骤中,_步骤有错误,错误是_,应改为_。(2)把上述步骤的代号按照实验的合理顺序排列应是_.点拨:利用天平测质量时操作必须规范。例7一个鸡蛋的质量大约是()A、0.06t B、6kg C、60g D、60mg 例8对于托盘天平,在调节天平横梁平衡的过程中指针右偏,应_才能使横梁平衡;若在称量时,指针左偏,若再加上最小质量的砝码,指针却又向左偏,应_才能使天平横梁再次平衡。例9下列是测
25、量一杯水的质量的实验步骤,请将正确的序号填写在横线上:_,_,_,_,_.A、整理器材,把物体放回原处;B、测出杯子和水的总质量m;C、算出杯中水的质量m-m0;D、测出空杯子的质量m0;E、调节天平。初 显 身 手 1、完成下列单位换算。(1)310-5t=_kg=_mg.(2)4.2106g=_kg=_t.2、质量最接近50g的物体可能是()A、一粒砂子 B、一只鸡蛋 C、一支钢笔 D、一只母鸡 3、在调节托盘天平时,首先应将天平放在_;然后将游码移至_,再调节_,使指针指在_。4、使用天平时,砝码要用_夹取,不要用手拿,被测物体的质量不能大于_。5、用天平测量物体质量时,移动标尺上的游码
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