第2节 阿基米德原理 教材任务驱动 任务一 探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 探究过程 【制订计划与设计实验】 1.实验器材的组装和选取 2.制订实验方案 (1)利用 称重法 测量物体浸在液体中受到的浮力。 (2)利用 溢水杯 和测力计测出物体排开液体所受的重力。 (3)比较物体受到的浮力和排开液体所受重力的关系。 【进行实验与收集证据】 (1)如图甲所示,用测力计测量空桶所受的重力G桶。 (2)如图乙所示,用测力计测出物体所受的重力G物。 (3)如图丙所示,把物体浸没在装满水的溢水杯中,读出测力计的示数F,同时用小桶盛接物体排开的水。 (4)如图丁所示,用测力计测出小桶和物体排开的水所受的总重力G总。 次 数 物体 所受 的重 力G物 /N 物体在水 中时弹簧 测力计的 读数F/N 浮力 F浮/N 小桶所 受的重 力 G桶/N 小桶和 排开水 所受的 总重力 G总/N 排开 水所 受的 重力 G排/N 1 4.0 2.0 2.0 1.0 3.0 2.0 2 3.2 0.8 2.4 1.0 3.4 2.4 3 2.4 1.2 1.2 1.0 2.2 1.2 【分析与论证】 分析表中数据,可以得出结论: 浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力 。用公式表示就是 F浮=G排 。 【交流与评估】 (1)如果溢水杯中的水没有加满,会造成什么影响 答:排开水所受的重力偏小。 (2)实验中,若先测桶和溢出水的重力,再将水倒出后测量空桶的重力,测量结果会怎样 答:G排偏小。 (3)实验中,需换用不同的物体进行多次实验的目的是什么 答:避免实验偶然性,从而得到普遍规律。 温馨提示→操作注意事项 1.溢水杯中要装满水。 2.测排开水所受重力时,要先测空桶的重力,再测桶和溢出水的总重力。 任务二 知道阿基米德原理 1.内容:浸在液体中的物体受到 向上 的浮力,浮力的大小等于 它排开的液体所受的重力 。 2.公式:F浮= G排 = m排g = ρ液gV排 。 3.适用范围:适用于 液体 和 气体 。 典题疑难突破 考点一探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系 【典题1】【一题多设问】小天利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。 【实验设计】 (1)如图所示的四个实验步骤,最佳且合理的实验顺序是 B (选填“A”或“B”); A.乙、甲、丙、丁 B.丁、乙、甲、丙 【进行实验】 (2)如图甲,把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 2 N,测出排开水的重力为 2 N。由此可初步得出浸在液体中的物体所受浮力的大小与它排开液体所受重力的关系; 【实验延伸】 (3)若在甲步骤中石块未浸没水中,则 仍能 (选填“仍能”或“不能”)得出以上关系; (4)如果溢水杯未装满水就进行实验,则所测数据F浮 > G排。(选填“>”“<”或“=”) (5)若另一小组同学实验数据显示浮力小于排开液体的重力,可能是下列 C 实验操作造成的错误结论。 A.测拉力时石块碰到溢水杯底部了 B.先测桶和排开水的总重力,再测桶的重力 C.先将空桶放在溢水口下面,再向溢水杯中注入水进行实验 【创新实践】 (6)(装置创新)在完成以上实验后,小天想到了一个如图所示的改进方法,实验步骤如下: ①如图A所示,将一个干燥的小桶与待测石块用棉线(质量忽略不计)连起来,一起挂在弹簧测力计下,读出示数为F1; ②如图B所示,将石块缓慢地放入装满水的溢水杯中,同时用另一个杯子接取溢出的全部水,石块完全浸没后,弹簧测力计的示数为F2; ③如图C所示,将溢出的水全部倒入小桶中,此时弹簧测力计示数为F3; ④若等式F1= F3 成立,则石块受到的浮力等于它排开液体受到的重力。 【生活实践·动手做一做】 (7)如图①所示,将一个盛水的烧杯放在电子秤上,读出电子秤的示数m1,弹簧测力计下挂着一个物体读出测力计示数F1,将物体浸没在水中如图②所示,读出电子秤的示数m2,读出此时测力计示数F2,物体的浮力 ... ...
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