阿基米德折弦定理的四种常见证法
Justin ● 深圳 平面几何内容在整个初中数学知识中占有很重要第位,无论是中考还是平时阶段检测,往往会在几何题目的设置上体现选拔性。更有人说:“初中数学学得好不好,关键看几何好不好”。这些虽然仅仅是一些说法而已,但也不无它的道理。平面几何的确是考察学生的一个很重要的方面,几何学习的关键主要是掌握作辅助线的技巧。而这些技巧也并非一朝一夕就能掌握的,需要长时间的积累,总结,并应用才能较好掌握。在整个初中范围内,圆作为一个独立的章节更显现它的重要,并以综合难度大,辅助线的作法较多着称。下面就以“阿基米德折弦定理”的证明为例来浅谈本人对圆的学习心得。
问题:已知M 为 的中点,B 为 上任意一点,且BC MD ⊥于D .求证:DC BD AB =+
证法一:(补短法)
如图:延长DB 至F ,使BF=BA ∵M 为 的中点 ∴AM=MC,
∴∠MAC=∠MCA---① 又∵, ∴MC=MA ∴∠MBC=∠MAC---② 又∵∠MBC+∠MBF=180---③ 由M,B,A,C 四点共圆 ∴∠MCA+∠MBA=180---④ 由①②③④可得:∠MBA=∠MBF
在△MBF 与△MBA 中:
??
???=∠=∠=MB MB MBF MBA BA BF ∴△MBF ?△MBA(SAS) ∴MF=MA, 又∵MC=MA ∴MF=MC 又∵MD ⊥CF ∴DF=DC ∴FB+BD=DC 又∵BF=BA
∴AB+BD=DC (证毕)
证法二:(截长法)
如图:在CD 上截取DB=DG ∵MD ⊥BG ∴MB=MG ∴∠MBG=∠MGB---①
又∵,∴∠MBG=∠MAC 又∵∠MAC=∠MCA (已证),
∴∠MBG=∠MCA---② 由①②可得∠MGB=∠MCA=∠BCA+∠MCG
而∠MGB=∠GMC+∠MCG ∴∠GMC=∠BCA 又∵,∴∠BMA=∠BCA
∴∠BMA=∠GMC, 在△MBA 与△MGC 中??
???=∠=∠=MC MA GMC BMA MG MB ∴△BMA ?△GMC (SAS)
∴AB=GC, ∴AB+BD=GC+BD=GC+DG=DC(证毕)
证法三:(翻折)
如图:连接MB,MC,MA,AC, 将△BAM 沿BM 翻折,使点A 落至点E ,连接ME,BE ∵△MBA 与△MBE 关于BM 对称,所以△MBE ≌MBA ∴MA=ME, ∠MBA=∠MBE-① 又∵MA=MC, ∴ME=MC , 又∵M, B, A, C 四点共圆,
∴∠MBA+∠MCA=180---② 又∵MA=MC(已证) ∴∠MAC=∠MCA 又∵,∴∠MBC=∠MAC ∴∠MBC=∠MCA- --③
由①②③得:∠MBC+∠MBE=180 ∴E,B,C 三点共线。 又∵ME=MC,MD ⊥CE ∴DE=DC ,∴EB+BD=DC ,又∵△MBE ≌MBA ∴AB=EB
∴ AB+BD=DC(证毕)
证法四:如图,连接MB,MA,MC,AC, 延长AB,过点M 作MH ⊥AB 于点H,
∵M 为的中点 ∴AM=MC, 又∵,∴∠HAM=∠DCM
又∵∠MHA=∠MDC=90 ∴在△MHA 与△MDC 中??
???=∠=∠∠=∠MA MC DCM HAM MDC MHA
∴△MHA ≌△MDC (AAS) ∴CD=AH---① MD=MH 在RT △MHB 与RT △MDB 中
?
??==MB MB MD MH ∴△MDB ≌△MHB (HL) ∴BD=BH 又∵AH=AB+BH, ∴AH=AB+BD-② 由①②可得DC=AB+BD (证毕)
反思:在平时数学教学活动中,尤其是几何学的教学,它可以让觉得数学课枯燥无味的学生顿时感兴趣,更是师生互动的一个很好的媒体。老师与学生一起想办法,也是一种数学情感的体现。在圆这一章节,很多学生反映难学,难在辅助线多,方法多,同一个问题灵活多变,不同的出发点会得到不同的解题方法。本题就是一个很好的例子。对于一个着名的平面几何定理,我们的证明也仅仅是使用了非常常见的“截长补短”,“对称变换”等方法。在以后的几何教学过程中多总结出一些通用,常见的解题方法这会让学生受益匪浅的,万变不离其宗,才是数学的特点。
第十章第2节:阿基米德原理 说明:此页用来搜集实验数据 实验1:测量物体的浮力 测量浮力的方法:称重法 实验准备: 勾码,弹簧测力计,烧杯,水 实验步骤: 1.用弹簧测力计测出物体的重G=______N 2.将勾码浸没在水中,记录此时弹簧测力计的读F=________N 3.示数变_______(大/小),示数差_______N 4.F浮=_______N 实验2:阿基米德原理 实验准备: 勾码,弹簧测力计,上端开口的烧杯1,烧杯2,水 实验步骤: 步骤一:用弹簧测力计测出勾码的重力F1=_____N,测出空烧杯2的重力G杯2=_____N; 步骤二:将水倒入烧杯中至开口处; 步骤三:将勾码浸没在水中,排出水,并测出此时测力计的示数F2=_____N,求出勾码所受到的浮力F 浮 = F1- F2=_____N 步骤四:用弹簧测力计测量出G 水+G 杯2 =____N; 步骤五:计算出水的重力G 水 =______N; 步骤六:比较G 水与F 浮 的大小。 G水______F浮
课堂练习 1、一个盛有盐水的容器中悬浮着一个鸡蛋,容器放在斜面上, 如图所示.图上画出了几个力的方向,你认为鸡蛋所受浮力的方向应 是( ) A.F l B.F2C.F3 D.F4 2、体积相等,形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深 度处,则( ) A.铁板受到的浮力大 B.铝块受到的浮力大 C.铅球受到的浮力大 D.它们受到的浮力一样大 3、弹簧测力计的下端吊着一个金属球,当静止时,弹簧测力计的示数是4 N;若将金属球慢慢浸入水中,弹簧测力计的读数将逐渐(变大/变小),金属球受到的浮力将逐渐_______ (变大/变小);当金属球的一半浸在水中时,弹簧测力计的示数是2.4 N,这时金属球受到的浮力是N;当金属球全部浸没在水中后,这时金属球受到的浮力是N,弹簧测力计的示数是N. 4、如图所示,用弹簧测力计悬挂重l0N的金属块浸入水中,弹簧测力计的示数为7N,此时金属块所受浮力的大小和方向是( ) A.7N,竖直向上 B.10N,竖直向下 C.3N,竖直向下 D.3N,竖直向上 5、所受重力相等的铜球、铁球和铝球分别用细线悬挂而浸没在水 中,则() A.悬挂铜球的细线所受的拉力最大 B.悬挂铁球的细线所受的拉力最大 C.悬挂铝球的细线所受的拉力最大 D.三根细线所受拉力一样大 6、在打捞过程中潜水员多次下潜勘查,当潜水员浸没海水后继续下潜的过程中,其所受浮力的大小,压强的大小。(选填“增大”、“减小”或“不变”) 7、质量相同的实心铜球,铁球,铝球分别投入水中静止时,它们受到的浮力(). A.铝球最大B.铁球最大C.铜球最大D.三个球一样大 8芳芳在家探究鸡蛋受到的浮力大小与哪些因素有关,如图6所示。请仔细观察图示并回答下列问题: (1)从A、B两图可知,鸡蛋在水中受到的浮力大小是 ___N。 (2)根据B、C两实验,她就得出鸡蛋受到的浮力大小 与液体的密度有关,你认为对吗?________,理由是 ________。
初中物理阿基米德定律 典型例题 例1如图所示,在盛水容器中,有4个体积完全相同的物体:A是一浮于水面的正方体木块;B是用线吊着浸没在水中的长方体铁块;C是悬浮在水中的空心钢球;D是圆台形石蜡块,它沉于容器底面并与容器底无缝隙紧密结合,试比较分析A、B、C、D所受浮力的情况. 例 2 有一木块,放入水中静止后,有的体积露在水面上,若将它放入另一种液体 中时,有的体积浸入液体中,求液体的密度.
例3 如图,现有一正方体的物体悬浮于密度为的液体中,其边长为L,上表面距液 面的深度为h,那么下表面距液面的深度即为.请根据浮力产生的原因推导阿基米德原理. 习题精选 一、选择题 1.根据阿基米德原理,物体受到的浮力大小跟下面的哪些因素有关外?(). A.物体的体积B.物体的密度C.液体的密度D.物体所在的深度 E.物体的形状F.物体排汗液体的体积G.物体的重力 2.如图所示是同一长方体放在液体中的情况.长方体在图()中受到的浮力最大,在图()中受到的浮力最小. 3.选择正确答案(). A.密度大的液体对物体的浮力一定大 B.潜水员在水面下50米比在水面下10米受到的浮力大 C.将体积不同的两个物体浸入水中,体积大的物体受到的浮力一定大 D.体积相同的铁球和木球浸没在水中,它们受到的浮力一定相等 4.将挂在弹簧秤下的物体放入酒精中,弹簧秤的示数等于(). A.物体受到的重力B.物体受到的浮力
C.物体受到的重力减去它受到的浮力 D.物体受到的浮力减去它受到的重力 5.如图所示,A为木块,B为铝片,C为铁球,且,把它们都浸没在水中则(). A.由于铁的密度大,所以铁球受的浮力最大 B.由于铝片面积大,水对它向上的压力也大,因此铝片受到的浮力最大 C.由于木块要上浮,所以木块受的浮力最大 D.三个物体所受浮力一样大 6.如图所示,若A物压在B物上,A物露出水面体积为,若将物A用细绳挂在B下,B 物露出水面体积,则() A.B. C.D.无法比较大小 7.把一个密度为10.2×103kg/m3的实心合金块投入水银中,这时合金块浸入水银中的体积和总体积之比为()(已知水银的密度为13.6×103kg/m3) 8.一木块浮在水面上时,总体积的1/5露出水面,把它放在另一种液体中,总体积的1/3露出液面,则水与这种液体的密度之比为() A.5∶6 B.15∶8 C.6∶5 D.3∶5 9.在盛水的烧杯中漂浮着一块冰,待冰全部熔化后将发现杯中水面() A.升高___________N,弹簧秤的示数为_________N;若将铁块全部浸没在密度为0.8×103kg/m3的液体中,则铁块受到的浮力为________N. 10.把一块圆柱体的金属块挂在弹簧秤上,把金属块的3/5浸没在水中时弹簧秤的示数和把金属块全部没入某液体中时弹簧秤的示数相等,那么两次金属块受到的浮力之比是_____,液体的密度之比是______. 11.将重是2.5N的物体A放进水中,它有一半体积露出水面,如图甲,在A上面再放一个体积与A相同的物体B,恰好A、B两物体全部浸入水中,且B上表面与水面相平,如图乙,求B物体的物重是多少____________N.
著名数学定理 15定理15-定理是由约翰·何顿·康威(John Horton Conway ,1937-)和W.A.Schneeberger 于1993年证明的定理,内容为:如果一个二次多项式可以通过变量取整数值而表示出1~15的值(更严格的结论是只要表示出1,2,3,5,6,7,10,14,15)的话(例如a 2+b 2+c 2+d 2),该二次多项式可以通过变量取整数值而表示出所有正整数. 6714(黑洞数)定理 黑洞数又称陷阱数,是类具有奇特转换特性的整数.任何一个数字不全相同整数,经有限“重排求差”操作,总会得某一个或一些数,这些数即为黑洞数.“重排求差”操作即把组成该数的数字重排后得到的最大数减去重排后得到的最小数.或者是冰雹原理中的“1”黑洞数.举个例子,三位数的黑洞数为495.简易推导过程:随便找个数,如297,三个位上的数从小到大和从大到小各排一次,为972和279,相减,得693.按上面做法再做一次,得到594,再做一次,得到495.之后反复都得到495.再如,四位数的黑洞数有6174. 阿贝尔-鲁菲尼定理 定理定义:阿贝尔-鲁菲尼定理并不是说明五次或更高次的多项式方程没有解.事实上代数基本定理说明任意非常数的多项式在复数域中都有根.然而代数基本定理并没有说明根的具体形式.通过数值方法可以计算多项式的根的近似值,但数学家也关心根的精确值,以及它们能否通过简单的方式用多项式的系数来表示.例如, 任意给定二次方程ax 2 +bx+c=0(a ≠0),它的两个解可以用方程的系数来表示:a ac b b r 2422,1-±-=. 这是一个仅用有理数和方程的系数,通过有限次四则运算和开平方得到的解的表达式,称为其代数解.三次方程,四次方程的根也可以使用类似的方式来表示.阿贝尔-鲁菲尼定理的结论是:任意给定一个五次或以上的多项式方程:()0,500111≠≥=++???++--n n n n n a n a x a x a x a ,那么不存在一个通用的公式(求根公式),使用 n a a a ,,,10??? 和有理数通过有限次四则运算和开根号得到它的解.或者说,当n 大于等于5时,存在n 次多项式,它的根无法用自己的系数和有理数通过有限次四则运算和开根号得到.换一个角度说,存在这样的实数或复数,它满足某个五次或更高次的多项式方程,但不能写成任何由方程系数和有理数构成的代数式.这并不是说每一个五次或以上的多项式方程,都 无法求得代数解.比如025=-x 的解就是52.具体区分哪些多项式方程可以有代数解而哪些不能的方法由伽罗瓦 给出,因此相关理论也被称为伽罗瓦理论.简单来说,某多项式方程有代数解,等价于说它对应的域扩张上的伽罗瓦群是一个可解群.对于一般的二次,三次和四次方程,它们对应的伽罗瓦群是二次,三次和四次对称群: 432,,σσσ ,它们都是可解群.但一般的五次方程对应的是五次对称群5σ,这是一个不可解群.当次数n 大于等于5时,情况也是如此. 阿贝尔二项式定理 二项式定理可以用以下公式表示:()∑=-=+n r r r n r n n b a C b a 0.其中,()!!!r n r n C r n -= ,又有 ??? ? ??r n 等记法,称为二项式系数,即取的组合数目.此系数亦可表示为杨辉三角形.它们之间是互通的关系. 艾森斯坦因判别法 艾森斯坦判别法是说:给出下面的整系数多项式 ()011a x a x a x f n n n n +++=-- 如果存在素数p ,使得p 不整除a n ,但整除其他a i (i=0, 1,...,n -1);p2 不整除a 0 ,那么f (x )在有理数域上是不可约的. 奥尔定理 离散数学中图论的一个定理)如果一个总点数至少为3的简单图G 满足:G 的 任意两个点u 和v 度数之和至少为n ,即deg (u )+deg (v )≥n ,那么G 必然有哈密顿回路 . 阿基米德折弦定理
《阿基米德原理》教学设计 一、教材分析: 阿基米德原理是初中物理教学的重要内容,在力学知识的学习过程中起着承上启下的作用。浮力是前面所学的力学知识的延伸扩展,是初中力学部分的又一个重点;浮力是本章的关键,为以后研究物体浮沉条件奠定基础;浮力知识对人们的日常生活、生产技术、科学研究有着广泛的现实意义。由于这部分内容有一定的难度,学生学起来总有种望而生畏的感觉。因此,教学过程中我注重学生对知识的理解,通过实验、推理等方法,努力激发使这一部分教学不枯燥,争取调动全体学生学习兴趣提高学生成绩。 二、学生情况分析: “浮力”对于学生来说,既熟悉又陌生。说熟悉,是因为在日常生活的积累中和在小学自然常识课的学习中已有了一定的感性认识;说陌生,是因为要把有关浮力的认识从感性提高到理性,需要综合运用各方面的知识,如力的测量、重力、二力平衡、二力的合成等重要知识,还需要对这些知识进行科学的分析、推理、归纳等。在第一节浮力的教学过程中,已经学习了称重法求浮力的方法,学习了影响浮力的相关因素,为进一步学习《阿基米德原理》做好了铺垫和准备。如何调动他们的学习兴趣是一个关键问题。 三、教学目标 知识与技能 1、能用溢水杯等器材探究浮力的大小。 2、会利用阿基米德原理解释简单的现象和计算。 过程与方法 1.经历科学探究,培养探究意识,发展科学探究能力。 2.培养学生的观察能力和分析概括能力,发展学生收集、处理、交流信息的能力。 情感、态度与价值观 1.增加对物理学的亲近感,保持对物理和生活的兴趣。 2.增进交流与合作的意识。 3.保持对科学的求知欲望,勇于、乐于参与科学探究。 四、教学重点、难点 (1)重点:阿基米德原理。 (2)难点:①探索阿基米德原理的实验设计及操作过程;②对阿基米德原理的理解。 五、教法的选择 1、将被动观察改为主动探究,将演示实验改为学生探索实验。 2、探究模式采用与物理研究方法相同的模式,猜想——设计——验证——分析归纳——评估。 六、学法的指导 在课堂上着力开发学生的三个空间 1、学生的活动空间。将演示实验改为学生的分组试验,全体学生参与,使每个学生都能体验探究过程,得到发展。 2、学生的思维空间。创设问题情景,让学生自己体验、感知知识的发生、发展过程,通过思维碰撞,培养思维能力。 3、学生的表现空间。通过把自己的想法、结果展示给大家,学习交流与合作,体验成功的愉悦。 七、教学准备 空易拉罐(自备,每组1个)、盘子每组1个、弹簧秤每组1只、小石块每组1块、溢水杯每组1套、细线、烧杯、水等 八、课堂主线设计: 知识线索:(隐线)探究阿基米德原理的实验设计及操作过程。 情景线索:(明线)阿基米德鉴定王冠是否掺假 逻辑线索:(思维线索)在不损坏王冠的情况下,怎样才能测出王冠的体积,进而求出王冠的密度。 九、教学过程
切割线定理割线定理相交弦定理等及几何题解 南江石 2018年4月7日星期六 圆的切线,与圆(圆弧)只有一个公共交点的直线叫做圆的切线。 圆的割线,与圆(圆弧)有两个公共点的直线叫做圆的割线。 圆的弦,圆(圆弧)上两点的连接线段叫做圆(圆弧)的弦。 弦是割线的部分线段。 公共弦线:两圆相交,两交点的连线为公共弦线——共弦线,共割线。 公共切线:两圆相切,过两圆切点的公切线为公共切线——共切线。 几何原理 几何原理 共弦线垂直于连心线共切线垂直于连心线共割线平分公切线 共切线平分公切线 4切线长度相等—— 4切点共圆,圆心在两线交点 3切线长度相等——3切点共圆,圆心在两线交点 共割线上任意一点到圆的 4个切线的长度相等,4切点共圆 共切线上任意一点到圆的3个切线的长度相等,3切点共圆 圆幂定理 是平面几何中的一个定理,是相交弦定理、切割线定理及割线定理(切割线定理推论)的统一。 圆幂定理及相交弦定理、切割线定理和割线定理的实质是相似三角形。 点对圆的幂 P 点对圆O 的幂定义为 2 2 R OP F B 性质
点P 对圆O 的幂的值,和点P 与圆O 的位置关系有下述关系: 点P 在圆O 内→P 对圆O 的幂为负数; 点P 在圆O 外→P 对圆O 的幂为正数; 点P 在圆O 上→P 对圆O 的幂为0。 切割线定理 从圆外一点引圆的切线和割线,切线长是这点到割线与圆交点的两条线段长的比例中项。 PB PT PT PA = PB PA PT ?=2 222Am Pm PT -= 割线定理(切割线定理的推论) 从圆外一点引圆的两条割线,这一点到每条割线与圆交点的距离的积相等。 PD PC PB PA ?=? 2222Cn Pn Am Pm -=- 相交弦定理 圆内的两条相交弦,被交点分成的两条线段长的积相等,或经过圆内一点引两条弦,各弦被这点所分成的两线段的积相等。 PD PC PB PA ?=? 2222A Pn Cn Pm m -=- 垂径定理(相交弦定理推论) 如果弦与直径垂直相交,那么弦的一半是它所分直径所成的两条线段的比例中项。 垂直于弦的直径平分弦且平分这条弦所对的两条弧。 PB PC PC PA = PB PA PC ?=2 222OP R PC -= P 点在圆外,切割线定理、割线定理 2222222Cn Pn Am Pm R OP PD PC PB PA PT -=-=-=?=?= P 点在圆内,相交弦定理、垂径定理 222222Pn Cn Pm Am OP R PD PC PB PA -=-=-=?=? 222OP R PB PA PC -=?=
【中考数学二轮核心考点讲解】 第15讲非常规思维问题 一、轴对称/翻折的性质 1. 关于某条直线对称的两个图形是全等形; 2. 如果两个图形关于某条直线对称,那么对称轴是任意一对对应点连线段的垂直平分线; 3. 对称轴上的任意一点与每一对对应点所连线段相等; 4. 若对应线段或对应线段的延长线相交,则交点一定在对称轴上. 二、梯形常见辅助线的作法 三、圆幂定理
四、正弦定理与余弦定理 五、阿基米德折弦定理
【例题1】(1)如图1,四边形ABCD是菱形,∠BAD=∠BCD=60°,当AC=12时,则△BCD的周长=______. (2)如图2,若四边形ABCD不是菱形,∠BAD=2∠ACB=2∠ACD=60°,AC=12,判断△BCD的周长是否发生变化,并说明理由。 (3)如图2,在四边形ABCD中,∠BAD=∠ACB=∠ACD=45°,AC=12,求△BCD的周长。
【归纳,本题重点巧用作轴对称/翻折的方法进行解题】 【变式1】已知:如图(1)在Rt△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E分别为线段BC上两动点,若∠DAE=45°. (1)探究线段BD、DE、EC三条线段之间的数量关系; (2)已知:如图(2),等边三角形ABC中,点D、E在边AB上,且∠DCE=30°,请你找出一个条件,使线段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形,并求出此时等腰三角形顶角的度数. 图(1) 图(2) 【解析】(1)DE2=BD2+EC2; (2)当AD=BE时,线段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形. 如图,与(2)类似,以CE为一边,作∠ECF=∠ECB,在CF上截取CF=CB, 可得△CFE≌△CBE,△DCF≌△DCA. ∴AD=DF,EF=BE.∴∠DFE=∠1+∠2=∠A+∠B=120°. 若使△DFE为等腰三角形,只需DF=EF,即AD=BE, ∴当AD=BE时,线段DE、AD、EB能构成一个等腰三角形,且顶角∠DFE为120°.
浮力阿基米德原理计算题 1、把体积为4×10- 3m3的小球浸没在酒精中,问:小球受到的浮力是多少?(ρ酒精=0.8×103 kg/m3)(g取10N/kg) 2、重力为54N的实心铝球浸没在水中时,铝球受的浮力是多大?(g取10N/kg)(ρ =2.7×103kg/m3) 铝 3、有一金属块,在空气中称得重3.8N,将它浸没在盛满水的溢水杯中时,有50mL 的水从溢水杯中流入量筒,求:(1)金属块的体积;(2)金属块在水中受到的浮力;(3)金属块在水中时弹簧秤的读数;(4)金属的密度是多少?(g取10N/kg) 4、如图13所示,在空气中用弹簧测力计测得物体重为2.7N,将其一半浸入水中,此时弹簧测力计的示数变为2.2N,求:(g取10N/kg) (1)物体浸没时所受的浮力大小(2)物体的体积是多少 (2)物体的密度为多少。 5、如图所示,在水中有形状不同,体积都是100厘米3的A、B、C、D四个物块,A的体积有2/5露出水面,D的底面与容器底紧密贴合,求各个物块所受的浮力。
6、一个实心石块,在空气中用弹簧测力计测得示数是10N,当把石块完全浸没在水中时,弹簧测力计测得示数是6N,求:石块密度。(取g=10N/kg). =7.9×103kg/m3)挂在弹簧测力计上,若将铁7、一个体积为1000cm3的铁球(ρ 铁 球浸没在水中,则弹簧测力计的示数是它在空气中称时的4/5,求铁球受到的浮力和重力?(g取10N/kg) 8、将一个挂在弹簧测力计上的物体完全浸没盛满水的容器中(未碰到容器底及侧壁),溢出了0.24kg的水,此时弹簧测力计示数是1.2N, 求:(1)该物体在水中受到的浮力(2)该物体的体积(3)该物体的密度 9、如图所示,烧杯内盛有某种液体,把一体积为1×104m3的铝块用细线系在弹 簧测力计下浸没在液体中,静止时弹簧测力计的示数为1.5N,已知铝的密度为2.7×l03kg/m3。 求(1)铝块在液体中受到的浮力 (2)液体的密度
验证阿基米德定律 【目的和要求】 学习验证阿基米德定律的方法;加深对阿基米德定律的理解。 【仪器和器材】 1.测力计(J2104型,钩码(J2106型,乒乓球,量筒,杯子,水。 2.定滑轮,薄壁小铁桶,塑料小桶,足量的细沙,水,小石子。 【实验方法】 方法一 1.在量筒内盛入适量的水,记下水面到达的刻度V1。 2.将钩码与乒乓球用细线拴在一起,挂在测力计下,读出测力计上示数G1。 3.再将钩码与乒乓球全部浸没水中,记下水面升高后的刻度V2,读出此时测力计上的示数G2。则V=V2-V1为钩码和乒乓球的总体积。F=G1-G2。为钩码与乒乓球浸没水中所受的浮力。 4.由求出钩码和乒乓球共同排开的水所受的重力。 5.将钩码和乒乓球所受的浮力跟它们排开的水所受的重力比较,看两者是否相等。从而可得到什么结论(钩码与乒乓球浸没水中所受的浮力等于它们共同排开的水所受到的重力。 将实验所得数据和结果填入表1.21-1中:
方法二 1.把细线穿过定滑轮,两端分别系上小铁桶和塑料小桶,在塑料小桶中装入适量的沙、调节沙的多少,使系统平衡,见图1.21-l。 2.在小铁桶中装满水,在塑料小桶中加小石子,使两边重新平衡。此时石子重等于水重。 3.将盛水容器放在小铁桶之下,使水面和小铁桶底刚好接触,再从塑料小桶中一个一个地取出石子,将会看见小铁桶慢慢浸入水中,当小石子全部取出后,小铁桶全部浸入水中,见图1.21-2。
上述实验证明小铁桶受到的浮力大小和从塑料小桶取出的石子重相等,而石子重又等于小铁桶中的水重。所以得出结论:铁桶所受的向上浮力大小等于它所排开的那部分水重,从而验证了阿基米德定律。 【注意事项】 1.方法一中将钩码与乒乓球拴在一起,是为了提高实验的效果。如果只用钩码,所受的浮力较小,测力计上示数变化不明显,实验数据误差较大。 2.每次实验,不要使钩码和乒乓球与容器侧壁或底部接触。提起或落下的时候,应缓慢进行,等指针静止后再读示数。