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课件网) 9.2 阿基米德原理 第九章 浮力 知识点 曹冲称象的启示 知1－讲 1 1. 曹冲称象的启示 曹冲称象的故事是大家比较熟悉的。由于大象很重，当时还没有可以直接为其称重的秤。曹冲的办法是：先把大象拉到船上，记下船的吃水深度；再用许多石块代替大象，使船达到相同的吃水深度；最后称出这些石块的总质量，就可知道大象的质量了。 知1－讲 大象或石块越重，船的吃水深度越大，被船排开的水越多。我们知道，载了大象或石块的船受到的重力与浮力是平衡的，由此，可以猜想：物体受到的浮力的大小与它排开水的多少有着密切的关系。 那么, 两者间究竟有什么关系呢？ 需要通过实验来探究。 知1－讲 2. 探究浮力大小与物体排开液体重力大小的关系 (1)问题：浮力大小与物体排开液体的重力有什么关系？ (2)设计实验 怎样测浮力 怎样测出排开液体的重力 称重法：F浮＝ G物－F′ G排=G杯′－G杯 知1－讲 (3)实验过程及结论 实 验 操 作 (1)用弹簧测力计先测出物体的重力G物 (2)用弹簧测力计再测出空杯子的重力G杯 (3)把物体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F′ (4)用弹簧测力计测出承接了水后杯子的总重力G杯′ (5)改变物体浸入水中的体积，或换用其他物体，重复上述实验； (6)换用其他种类的液体，重复上述实验。 知1－讲 续表 实验 现象 知1－讲 续表 现象 分析 结论 F浮=G排 研究 对象 物重 G物/N 空杯重 G杯/N 物体浸没 在水中时 弹簧测力 计的示数 F′/N 杯、水总重 G杯′/N 浮力的大小 F浮/N 排开水的重力 G排/N 石块 3 0.5 1 2.5 2 2 知1－讲 总结归纳：浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体的重力。 知1－讲 关联思考 实验过程中，假如没有溢水杯，如何进行实验操作？ 关联结果 在烧杯中装满水侧放，也能代替溢水杯。如图1 所示。 知1－讲 思想方法 等效替代法 “曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，其他条件保持不变，使两次效果(船体浸入水中的深度) 相同，于是得出大象的重力就等于石头的重力。人们把这种方法叫“等效替代法”。 知1－讲 指点实验 1. 注入溢水杯中的水，水面必须达到溢水口，只有这样，物体排开的水才会全部溢出，才能准确测出物体排开的水所受的重力。 2. 将物体浸入溢水杯中时，手不要晃动，应等水不再流出，弹簧测力计保持静止后再读数。为了使实验更加精确，可把弹簧测力计固定在铁架台上。 知1－讲 3. 必须先测量出空杯的重力，再测出水和杯子的总重力，以免产生误差。 4. 接水的杯子要干燥，不要有水。 5. 换用不同质量(或体积)的物体进行多次实验的目的是使实验结论更具普遍性。 知1－讲 2. 理论推导浮力大小与排开液体重力大小的关系 图示 推导 假设在液体中有一个长方体，其底面积为S，高为h,上表面距液面为h1，下表面距液面为h2，分析此长方体受到液体对其各个面的压力的合力：因为物体前后、左右四个面受到的压力相等、相互抵消， 所以 F 浮=F 向上-F 向下=ρ液gh2S-ρ液gh1S=ρ液g(h2-h1)S=ρ液ghS=ρ液gV物=ρ液gV排=m排g=G排 知1－讲 思想方法 理想模型法 假设在液体中有一个规则物体，分析其各个面受到的压力，利用浮力产生的原因是液体对物体向上和向下的压力差，推导出F 浮=G 排。 知1－练 例 1 [中考·包头]如图2 所示，兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材探究浮力与排开液体所受重力的大小关系。(细线的质量和体积均忽略不计) 知1－练 解题秘方：两个弹簧测力计示数的变化量分别代表的是浮力与排开液体重力的大小，因此本实验的关注点就在两个弹簧测力计上。 知1－练 (1)使用弹簧测力计 ... ...
