初二物理人教版知識導(dǎo)學(xué)阿基米德原理(提高)知識講解

1、阿基米德原理（提高）撰稿：史會娜 審稿：雒文麗 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系；2.理解阿基米德原理；3.能利用阿基米德原理求浮力、體積、密度?！疽c梳理】要點一、浮力的大小探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系（1）實驗器材：溢水杯、彈簧測力計、金屬塊、水、小桶（2）實驗步驟：如圖甲所示，用測力計測出金屬塊的重力；如圖乙所示，把被測物體浸沒在盛滿水的溢水杯中，讀出這時測力計的示數(shù)。同時，用小桶收集物體排開的水；如圖丙所示，測出小桶和物體排開的水所受的總重力；如圖丁所示，測量出小桶所受的重力；把測量的實驗數(shù)據(jù)記錄在下面的表格中：次數(shù)物體所受的重力/N物體在水中時測力計的

2、讀數(shù)/N浮力/N小桶和排開的水所受的總重力/N小桶所受的重力/N排開水所受的重力/N123（3）結(jié)論：金屬塊所受的浮力跟它排開的水所受重力相等。要點二、阿基米德原理【高清課堂：浮力四、浮力的大小】1.內(nèi)容：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。2.公式：要點詮釋：“浸在”包含兩種情況：一是物體有一部分浸在液體中，此時；二是物體全部沒入液體中，此時?！案×Φ拇笮〉扔谖矬w排開液體所受的重力”，這里要注意浮力本身是力，只能和力相等，很多同學(xué)常把這句話說成“浮力大小等于物體排開液體的體積”。力和體積不是同一物理量，不具有可比性；這里所受的重力，不是物體所受的重力，而是被

3、排開液體所受的重力。由，可以看出，浮力的大小只跟液體的密度和物體排開液體的體積兩個因素有關(guān)，而跟物體本身的體積、密度、形狀，與在液體中是否運動，液體的多少等因素?zé)o關(guān)。阿基米德原理也適用于氣體。浸沒在氣體里的物體受到浮力的大小，等于它排開的氣體所受的重力。即。【典型例題】類型一、浮力的大小1.如圖所示，同一個金屬球，分別浸在容器a、b、c的液體中，其中a、c為純水，b為濃鹽水，金屬球所受的浮力分別為Fa、Fb、Fc，則三種情況下金屬球所受的浮力大小關(guān)系（已知鹽水水）（）AFa=Fb=Fc BFbFcFa CFbFaFc DFcFbFa【思路點撥】（1）利用公式比較出金屬球在a、b液體中所受浮力大

4、小；由即可得出結(jié)論；（2）利用公式比較出金屬球在a、c中的浮力大小，由即可得出結(jié)論?！敬鸢浮緾【解析】（1）金屬球在a、b液體中所受浮力大小，由可得；（2）金屬球在a、c中的浮力大小，都是在純水中，即液體密度相等，由可得。【總結(jié)升華】根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體，受到的浮力只與物體排開液體的體積，和排開液體的密度有關(guān)。根據(jù)控制變量法，相同時，比較的大小，相同時，比較的大小。舉一反三：【變式】一塊石頭和玩具氣球連在一起，投入水中后下沉，當(dāng)氣球完全浸沒后，在繼續(xù)下沉過程中石塊和氣球所受的總浮力將（）A.越來越大 B.越來越小 C.保持不變 D.以上結(jié)果都有可能【答案】B2.把物體掛在彈簧秤上

5、時，示數(shù)為1.5牛，當(dāng)物體沒入水中的面積是總體積的3/4時，彈簧秤示數(shù)為零，求：（1）物體體積多大？（2）物體沒入水中一半時，彈簧秤的示數(shù)是多少？【答案】210-4m3；0.5N【解析】（1）由題知，物體的體積：（2）物體沒入水中一半時，；彈簧測力計的示數(shù)：?！究偨Y(jié)升華】本題考查了學(xué)生對阿基米德原理的掌握和運用，本題關(guān)鍵：一是確定兩種情況下物體排開水的體積，二是利用好稱重法。舉一反三：【變式】一木塊體積為80cm3，放入容器中后靜止時，有一半體積浸入密度為0.8103kg/m3的酒精中,木塊所受浮力多大?木塊密度是多少?【答案】0.32N，類型二、綜合應(yīng)用3.有一個實心圓柱形物體，用彈簧測力計

6、在空氣中稱重時，測力計的讀數(shù)為10N；當(dāng)把物體一半體積浸入水中時，測力計的讀數(shù)為4N（g=10N/kg）求：（1）物體的體積；（2）物體的密度。【思路點撥】（1）先利用稱重法求物體浸入一半時受到的浮力，再利用阿基米德原理，求排開水的體積（總體積的一半），從而得出物體的體積；（2）知道物體的重力求物體的質(zhì)量，利用密度公式求物體的密度，和水的密度比較，確定物體存在的狀態(tài)，利用物體的浮沉條件求此時物體受到的浮力?！敬鸢浮?.210-3m3；0.8103kg/m3【解析】（1）由題知，物體的體積：；（2），。【總結(jié)升華】本題考查了密度、重力的計算，利用稱重法測浮力、阿基米德原理，計算浮力和體積，題目的

7、綜合性較強。舉一反三：【變式】（2012 樂山）如圖所示，彈簧測力計每小格為0.5N，將一金屬塊掛在彈簧測力計上靜止時如圖甲所示；然后將金屬塊浸沒于水中靜止時如圖乙所示。（g取10N/kg），則金屬塊的密度金為（）A.1.0103kg/m3 B.4.0103kg/m3 C.2.0103kg/m3 D.4kg/m3【答案】B4.如圖甲所示，將一金屬圓柱體掛在彈簧測力計下緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處深度h和彈簧測力計相應(yīng)的示數(shù)F，圖乙是根據(jù)記錄數(shù)據(jù)作出的F和h關(guān)系的圖象（g取10N/kg）。由圖象可知（）A.該金屬圓柱體的高度是12cm B.該金屬圓柱

8、體的橫截面積是60cm2C.該金屬圓柱體的體積是210-4m3 D.該金屬圓柱體的密度是4103kg/m3【答案】B【解析】由圖知，圓柱體剛浸沒時下表面所處的深度：h=10cm=0.1m，即圓柱體的高度為0.1m，故A錯誤；由圖可知，圓柱體重G=8N；當(dāng)圓柱體全浸入時，彈簧測力計的示數(shù)，圓柱體受到的最大浮力（全浸入時）：；圓柱體全浸入水中時，圓柱體的體積：,故C錯誤；圓柱體的橫截面積：，故B正確；圓柱體的質(zhì)量：，圓柱體的密度，故D錯誤?！究偨Y(jié)升華】本題考查知識點比較多，密度的計算、重力的計算、浮力的計算及其公式變形，會識圖并從中得出相關(guān)信息是解題的關(guān)鍵，屬于難題。舉一反三：【變式1】考古工作者

9、要打撈沉在河底的一塊古代石碑，他們先潛入水下清理石碑周圍的淤泥，然后在石碑上綁一條繩子，拉動繩子提起石碑。如果石碑的質(zhì)量為80kg，在水中勻速提起時所需拉力為480N，求石碑在水中受到的浮力和石碑的密度。（設(shè)河水的密度為1.0103kg/m3,g=10N/kg）【答案與解析】 【變式2】【高清課堂：浮力例4】有兩個圓柱形容器，分別盛有深度相同的水和某種未知液體?，F(xiàn)用彈簧測力計掛著一個圓柱體，先后將圓柱體逐漸豎直浸入水和未知液體中。圖甲、乙所示分別為彈簧測力計的示數(shù)隨著圓柱體下表面在水中深度和在未知液體中深度的變化圖像，以下結(jié)果正確的是（ ）A圓柱體的底面積是2.4103cm2 B圓柱體的密度是

10、1.2103kg/m3 C未知液體的密度是1.25103kg/m3 D未放入圓柱體前，未知液體對容器底產(chǎn)生的壓強是6103Pa 【答案】B類型三、實驗探究5.在探究“浮力大小等于什么”的實驗中，小明同學(xué)的一次操作過程如圖所示。（1）測出鐵塊所受到的重力G鐵；（2）將水倒入溢水杯中；（3）把鐵塊浸入溢水杯中，讀出測力計示數(shù)F；（4）測出小桶和被排開水的總重G；（5）記錄分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)實驗結(jié)論，整理器材分析評估小明的實驗，指出存在的問題并修正?！敬鸢浮浚?）沒有測空小桶的重力，所以也就不能測量出排開水的重力；（2）溢水杯的水量不足，這樣小桶中所接的水小于鐵塊的排水量；改正：（1）測空小桶的重力G桶；（2）將溢水杯中的水加至溢水口處。【解析】浸在液體中的物體受到的浮力大小等于它排開的液體受到的重力。那么我們在探究“浮力大小等于什么”的實驗中，就需要測出鐵塊受