阿基米德比重與浮力(五)

1、阿基米德比重與浮力（五）,教學(xué)目的 通過對物理學(xué)家成才史的學(xué)習(xí)，使學(xué)生認(rèn)識到物理學(xué)的許多重大發(fā)現(xiàn)，來源于平時(shí)的日常生活和敏銳的觀察力。重點(diǎn) 培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。難點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)方法歸納。德育教育 結(jié)合物理教學(xué)對學(xué)生進(jìn)行辯證唯物主義教育、愛國主義教育和品德教育,古希臘世界最偉大的科學(xué)家阿基米德大約出生于公元前 287 年，他的國 家是位于南意大利西西里島的敘拉古。他的父親是一位

2、天文學(xué)家，與敘拉古 國王亥尼洛二世有親戚關(guān)系。阿基米德在 11 歲時(shí)，就到埃及的文化中心亞歷山大城去學(xué)習(xí)，進(jìn)入了歐 幾里德創(chuàng)辦的數(shù)學(xué)學(xué)校，在那里他學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、天文學(xué)、物理學(xué)等有關(guān)方面 的知識。阿基米德在亞歷山大城學(xué)習(xí)一段時(shí)間后，頓生思鄉(xiāng)之情，,便回到了自己 的祖國——西西里島的敘拉古。敘拉古城國王見他在國外留學(xué)多年，也不問 其學(xué)識深淺，一見面就給他出了個(gè)難題。原來一年一度的盛大祭神節(jié)就要來 臨了，亥尼洛國王交給金匠一塊純金，命令他制造

3、出一頂精巧、華麗的王冠。 王冠制成之后，國王拿在手里掂了掂，感覺有點(diǎn)輕。他叫來金匠問是否摻了 假。金匠以腦袋擔(dān)保，并當(dāng)面用秤來稱，王冠與原來金塊的重量一兩不差。,但是，如果摻上別的東西也是可湊足重量的。國王既不能肯定有假，又不相 信金匠的誓言，于是把阿基米德找來，要他解此難題。一連幾天，阿基米德閉門謝客，冥思苦想，由于實(shí)心的金塊與鏤空的王 冠外形不一樣，不把王冠砸碎鑄成金塊，便無法求算其體積，也就無法驗(yàn)證 是否摻了假，他絞盡腦汁也沒有想

4、出一個(gè)好辦法。,這阿基米德有一個(gè)怪毛病，家里桌上有了灰塵，從不讓擦掉，他要在桌 上畫個(gè)半天，因?yàn)楫?dāng)時(shí)還沒有紙筆。更有甚者，他還常在自己身上涂畫。當(dāng) 時(shí)人們用一種特制的泥團(tuán)當(dāng)肥皂。這天，他準(zhǔn)備洗澡，可是剛脫了上衣，就 抓起一團(tuán)泥皂在肚子上、胸脯上涂畫起來，畫了三角又畫圓，邊畫邊思考那 頂惱人的王冠。這時(shí)他的妻子走進(jìn)來，一看就知道他又犯毛病了，二話沒說， 便一把將他推入浴池。,他一面掙扎，一面喊道：“不要弄濕了我的圖形！” 但是哪由分說，夫

5、人逼阿基米德洗澡，也是常事了。他話音還沒落，已“撲 通”一聲跌入浴池中，夫人掩門而去。誰知這一跌卻使他的思路從那些圖形 的死胡同里解脫出來，他注視著池沿，原來池水很滿，他身子往里一泡，那 水就順著池沿往外溢，地上的鞋子也淹在水里，他急忙探身去取。而他一起 身水又立即縮回池里，,這一下他連鞋也不取了，又泡到水里，就這樣一出一 人，水也一漲一落。夫人剛走出門外，正要去干別的事，忽聽那水池里啪啦 啦地響，水唰啦啦地在地上亂流。她停步返身，正要

6、喊：“連洗澡也不會(huì)了??！”忽然阿基米德光著身子，濕淋淋地沖出門來把她碰了一個(gè)趔趄，她忙 伸手去抓，滑溜溜地沒有抓住。這時(shí)，阿基米德已沖到街上，高喊著“優(yōu)勒 加！優(yōu)勒加！（意即找到了）”夫人這回可真著急了，,嘴里嘟囔著“真是瘋 了，”便隨后也追了出去。街上的人不知發(fā)生了什么事情，也都跟在后邊追 著看。阿基米德頭也不回地向王宮跑去。原來，阿基米德由澡盆溢水聯(lián)想到王冠也可以泡在水里，溢出水的體積 就是王冠的體積，而這體積與同等重的金塊的體積應(yīng)

7、該是相同的，否則王冠 里肯定有假。也就是說，同等重量的東西如果泡進(jìn)水里而溢出的水不一樣， 那肯定它們是不同的物質(zhì)。,每一種物質(zhì)和相同體積的水都有一個(gè)固定的重量 比，這就是比重。直到現(xiàn)在，物理實(shí)驗(yàn)室里還有一種求比重的儀器，名字就 叫“優(yōu)勒加”，以紀(jì)念這一不尋常的發(fā)現(xiàn)。阿基米德跑到王宮后立即找來一盆水，又找來同樣重量的一塊黃金，一 塊白銀，分兩次泡進(jìn)盆里。白銀溢出的水比黃金溢出的幾乎要多一倍（現(xiàn)在 我們已確切地知道，白銀的比重是 10.5，

8、黃金的比重是 19.3）。,把王冠和金 塊分別泡進(jìn)水盆里，證實(shí)王冠里確實(shí)是摻了白銀。通過這件事，國王對阿基 米德的學(xué)問佩服至極。煩人的王冠之謎總算解決了，阿基米德那愁鎖的眉頭剛剛舒展了一點(diǎn)， 可是心里又結(jié)上了另一個(gè)疙瘩，他的思維永不肯停息。原來，希臘是個(gè)沿海 國家，自古航海事業(yè)發(fā)達(dá)。阿基米德自從在澡盆里一泡，發(fā)現(xiàn)物體排出的水 等于其體積后，,，那眼睛就整天盯住海里各種來往的貨船，有時(shí)在海灘上一站 就是一天。那如癡如醉的樣子常引得運(yùn)貨的

9、商人和水手們在他的背后說三道 四。這天他和好友柯倫又到海邊散步，還沒有走多遠(yuǎn)就停在那里?？聜愔?他又有什么想法了，正要發(fā)問，阿基米德卻先提出一個(gè)問題：“你看，這些 船為什么會(huì)浮在海上？”“這很簡單，因?yàn)樗鼈兪悄绢^做的?！?“你是說，只有比水輕的東西才可以浮在水上嗎？”“當(dāng)然只能如此。” 可是你看那些人從船上背下來的箱子，那些金銀玉器，那些刀槍兵器，哪個(gè)不比水重，為什么它們裝在船上就不會(huì)沉到水里？” 柯倫一時(shí)答不上來。阿基米德又說：“我

10、要是把一艘船拆成一塊塊的木板，再把木板和那些貨物捆在一起，拋到海里，你說會(huì)不會(huì)沉入海底？” 柯倫驚得目瞪口呆。,“老朋友，你真的要拆一艘貨輪作試驗(yàn)嗎？”他知道阿基米德搞起實(shí)驗(yàn) 來是什么都想得出、干得出的。阿基米德淡淡一笑說：“不會(huì)，不會(huì)?！彼麖目聜惓泽@的眼神里知道自 己在別人眼里好像是瘋子。“我想，我們總會(huì)找到另外的實(shí)驗(yàn)辦法的?！睆拇撕?，海灘上就再也看不見這一對好友的身影了。原來，他們呆在家 里，圍著陶盆，要尋找“浮力”。阿基米德把一塊

11、木頭放在滿滿一盆水里，,陶盆排出的水量正好等于木頭的重量，他記了下來；又往木頭上放了幾塊石 子，再排出的水又正好等于石子加木頭的重量，他也記了下來；他把石頭放 到水里，用秤在水里稱石頭，比在空氣中稱輕了許多；這個(gè)輕重之差又正好 等于石頭排出的水的重量??。阿基米德將身邊能浸入水的物體都這樣一一 試驗(yàn)，終于拿起一根鵝毛筆在一張小羊皮上鄭重地寫下了這樣一句話：“物體在液體中所受到的浮力，等于它所排出同體積的液體重量。”,當(dāng)時(shí)沒有印刷出版，書