1、第十章第十章 浮力浮力第第2 2节节 阿基米德原理阿基米德原理 相传叙拉古相传叙拉古国国国国王王让工匠替他做了一顶让工匠替他做了一顶纯纯金王金王冠冠。做好后做好后，国王疑心工匠在金冠中掺国王疑心工匠在金冠中掺了了假假，国国王请阿基米德来检验王请阿基米德来检验，又不能破坏王冠。又不能破坏王冠。最初最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天他去澡堂洗澡天他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时当他坐进澡盆里时，看到水往外溢看到水往外溢，同时感到同时感到身体被轻轻拖起。他兴奋地跳出澡盆身体被轻轻拖起。他兴奋地跳出澡盆，奔向街头奔向街头，大声喊着大声喊着“尤尤里卡里卡!尤里卡尤
2、里卡(我知道了我知道了)!)!”。阿基米德想到了什么方法呢阿基米德想到了什么方法呢?1.知道验证知道验证阿基米德原理阿基米德原理实验的方法和结论实验的方法和结论；理解理解阿基米德原理的内容阿基米德原理的内容；能运用能运用F浮浮=G排排和和F浮浮=液液gV排排解答和计算有关浮力的简单问题。解答和计算有关浮力的简单问题。2.经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关经历探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验过程，做到会操作、会记录、会分析、系的实验过程，做到会操作、会记录、会分析、会论证会论证。知识点 1阿基米德的灵感阿基米德的灵感排开液体的体积排开液体的体积物体浸在液体中的体积物体浸在液体中
3、的体积=等质量的不同物质，由等质量的不同物质，由于密度不同，体积不等。于密度不同，体积不等。浸没水中，排开浸没水中，排开的水的体积不等。的水的体积不等。将易拉罐按入装满水的烧杯中，将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体的关系。感受浮力与排开的液体的关系。物体排开液体越多，所受浮力越大物体排开液体越多，所受浮力越大想想做做想想做做换言之，换言之，物体物体排开液排开液体的体积体的体积越大、液体越大、液体的密度越大，它受到的密度越大，它受到的浮力就越大。的浮力就越大。浮力大小可能与浮力大小可能与排开排开液体的体积液体的体积液体的密度液体的密度有关有关。实验表明：实验表明：物体物体浸在浸在液
4、体中的体积液体中的体积越大、越大、液体的密度越大，它液体的密度越大，它受到的浮力就越大。受到的浮力就越大。浮力大小可能与浮力大小可能与排开排开液体的重力液体的重力有关。有关。知识点 2浮力的大小浮力的大小探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系【实验器材实验器材】石块、铝块、铁块、石块、铝块、铁块、溢水杯、空杯、测力计、水溢水杯、空杯、测力计、水用弹簧测力计先测出石块用弹簧测力计先测出石块的重力的重力G。用弹簧测力计再测出空杯子用弹簧测力计再测出空杯子的重力的重力G杯杯。1.15N0.45N【实验步骤实验步骤】把石块浸没把石块浸没在盛满水的溢在盛满水的溢
5、水杯里，用空水杯里，用空杯承接从溢水杯承接从溢水杯里被排开的杯里被排开的水，读出此时水，读出此时弹簧测力计的弹簧测力计的示数示数 F。用弹簧测力用弹簧测力计测出承接了计测出承接了水后杯子的总水后杯子的总重重 G总总。0.70N0.90N【实验数据分析实验数据分析】研究研究对象对象物重物重G/N 空杯空杯重重 G杯杯/N 物体浸没水物体浸没水中时弹簧测中时弹簧测力计示数力计示数F/N杯、水杯、水总重总重 G总总/N浮力的大浮力的大小小F浮浮/N排开水排开水的重量的重量G排排/N石块石块0.45铝块铝块0.45铁块铁块0.451.150.700.900.450.450.540.340.200.20
6、0.650.780.680.100.550.10比较浮力的大小和物体排开水的重力，你发现了什么？比较浮力的大小和物体排开水的重力，你发现了什么？【实验结论实验结论】浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于被物体排开的浸在液体中的物体所受的浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。这便是著名的液体所受的重力。这便是著名的阿基米德原理阿基米德原理。公式：公式：F浮浮=G排排=液液g V排排【特别提醒特别提醒】阿基米德原理也适用于气体，在气体中受到阿基米德原理也适用于气体，在气体中受到的浮力的浮力F浮浮=气气gV排排。F浮浮=G排排=液液gV排排浸入液浸入液体中体中全部全部浸没浸没部分部分浸入浸入V排排
7、=V物物V排排V物物1.V排排是指排开的液体的体积，不一定等于物体的体积。是指排开的液体的体积，不一定等于物体的体积。2.由由F浮浮=液液gV排排可以看出，浮力的大小可以看出，浮力的大小只只跟跟液体的密度液体的密度和物体和物体排开排开液体的体积液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。在液体中的深度、在液体中是否运动、液体的多少等因素无关。例题例题 有一个重有一个重7N的铁球，当它浸没在水中时受到多大的铁球，当它浸没在水中时受到多大的浮力？的浮力？解析解析 根据阿基米德原理，
8、铁球受到的浮力等于它排开的水所受根据阿基米德原理，铁球受到的浮力等于它排开的水所受的重力，即的重力，即F浮浮=G排排。由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积。由于铁球浸没在水中，它排开的水的体积等于铁球的体积，而铁球的体积可以由体积、质量、密度的关等于铁球的体积，而铁球的体积可以由体积、质量、密度的关系式系式V=求出。求出。m解：解：铁球的质量：铁球的质量：铁球的体积：铁球的体积：铁球排开水的体积等于铁球的体积：铁球排开水的体积等于铁球的体积：V排排=V铁铁=8.910-5m3铁球排开的水所受的重力：铁球排开的水所受的重力：G排排=m排排g=水水V排排g=1103kg/m38.910-5m310
9、N/kg=0.89N根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水所受的重力根据阿基米德原理，铁球受到的浮力与它排开的水所受的重力相等，即相等，即F浮浮=G排排=0.89N.7N10N/kg0 7kgGmg铁铁.3-5330 7kg7.9 108kg/m9 10 mmV铁铁铁因此，例题中铁球所受浮力为：因此，例题中铁球所受浮力为：解题总结解题总结浸没浸没在液体中的在液体中的实心物体：实心物体：G物物=物物gV物物 F浮浮=液液gV排排可得：可得：，排液物物浮物gVgVFGV物物=V排排GF物物浮液浸没在液体中实心浸没在液体中实心物体，所受重力与物体，所受重力与浮力之比等于物体浮力之比等于物体与液
10、体的密度之比。与液体的密度之比。0.89NN79.71铁铁水浮GF即：即：（1）用弹簧测力计测量物体的重力）用弹簧测力计测量物体的重力G；（2）用弹簧测力计吊着物体，将物体浸没在水中时，记下弹）用弹簧测力计吊着物体，将物体浸没在水中时，记下弹簧测力计的示数簧测力计的示数F1；由由 ，则物体的密度：，则物体的密度：（3）用弹簧测力计吊着物体，将物体浸没在水中时，记下弹）用弹簧测力计吊着物体，将物体浸没在水中时，记下弹簧测力计的示数簧测力计的示数F2；由由 ，则液体的密度：，则液体的密度：1gVGGFGFgV物物物浮液液排1GGF物水21gVFGFFGFgV液浮液排液浮水水水排21GFGF液水用弹
11、簧测力计测量物用弹簧测力计测量物质的密质的密度度例例1（2018河南）某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯河南）某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力等器材，按照图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。的关系。（1）先用弹簧测力计分）先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大力，其中石块的重力大小为小为_N。3.8连 接 中 考连 接 中 考（2 2）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为）把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为_N。石块排开的水所受的重力可由
12、。石块排开的水所受的重力可由_（填字母代（填字母代号）两个步骤测出。号）两个步骤测出。（3 3）由以上步骤可初步得出结论：）由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等浸在水中的物体所受浮力的大小等于于_。1.4AD排开液体的重力排开液体的重力（2）由称重法知：由称重法知：F浮浮=G-F示示=3.8N-2.4N=1.4N；液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力，由图中液体与桶的总重力与桶的重力之差是物体排开液体的重力，由图中AD两个步两个步骤测出。骤测出。连 接 中 考连 接 中 考（4）为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的）为了得到更普遍的结论，下列继续
13、进行的操作中不合理的是是_。A用原来的方案和器材多次测量取平均值用原来的方案和器材多次测量取平均值 B用原来的方案将水换成酒精进行实验用原来的方案将水换成酒精进行实验 C用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验（5）另一实验小组在步骤）另一实验小组在步骤C的操作中，只将石块的一部分浸在的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则水中，其他步骤操作正确，则_（选填（选填“能能”或或“不不能能”）得到与（）得到与（3）相同的结论。）相同的结论。A能能连 接 中 考连 接 中 考例例2（2019江西）体积相同的铝球、铜块和木块，浸在
14、液体中的江西）体积相同的铝球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是（）情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是（）A铝球受到的浮力最大铝球受到的浮力最大 B木块受到的浮力最大木块受到的浮力最大 C铜块受到的浮力最大铜块受到的浮力最大 D它们它们受到的浮力一样大受到的浮力一样大 D连 接 中 考连 接 中 考1.把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中，小球浸没在杯把一个小球放入盛满某种液体的溢水杯中，小球浸没在杯底，从杯中溢出底，从杯中溢出100g液体。则小球所受浮力液体。则小球所受浮力(g=10N/kg)()()A.大于大于1 N B.小于小于1 NC.等
15、于等于1 N D.无法判断无法判断C基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题2.浸在液体中的物体，受到的浮力大小取决于浸在液体中的物体，受到的浮力大小取决于 ()()A.物体的体积和液体的密度物体的体积和液体的密度 B.物体的密度和物体浸入液体的深度物体的密度和物体浸入液体的深度 C.物体浸入液体的体积和液体的密度物体浸入液体的体积和液体的密度 D.物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素C基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题3.如图所示的实验中，水杯中装满了水，按如图所示的实验中，水杯中装满了水，按下饮料罐后水会溢出，越向下按饮料罐，桶下饮料罐后水
16、会溢出，越向下按饮料罐，桶中溢出的水也越多，饮料罐受到的浮力中溢出的水也越多，饮料罐受到的浮力_。如果溢出了。如果溢出了100cm3的水，那么的水，那么饮料罐所受到的浮力为饮料罐所受到的浮力为_N。(g=10 N/kg)越大越大1基 础 巩 固 题基 础 巩 固 题1.弹簧测力计下挂一长方体物体弹簧测力计下挂一长方体物体，将物体从盛有适量水的烧杯上将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中然后将其逐渐浸入水中，如图甲如图甲所示所示；图乙是弹簧测力计示数图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度与物体下降高度h变化关系的图象变化关系的图象，下列
17、说法中正确的是下列说法中正确的是()A.物体的体积是物体的体积是500 cm3B.物体受到的最大浮力是物体受到的最大浮力是5 NC.物体的密度是物体的密度是2.25103 kg/m3D.物体刚浸没时下表面受到水的压力是物体刚浸没时下表面受到水的压力是9 NC能 力 提 升 题能 力 提 升 题2.某教师在某教师在“阿基米德原理阿基米德原理”教学过程中教学过程中，做了如图所示的演示实验。做了如图所示的演示实验。(1)在弹簧下端挂上小桶和金属块在弹簧下端挂上小桶和金属块，记下弹簧伸长后指针的位置记下弹簧伸长后指针的位置O，如图甲所示。如图甲所示。(2)溢水杯中装满水溢水杯中装满水，把金属块全部浸入
18、溢水杯的水中把金属块全部浸入溢水杯的水中，用烧杯收集排开的水用烧杯收集排开的水，弹簧缩短弹簧缩短，如图乙所示。如图乙所示。(3)把烧杯中的水全倒入小桶中把烧杯中的水全倒入小桶中，弹簧指针弹簧指针又恢复到原来位置又恢复到原来位置O，如图丙所示。乙图如图丙所示。乙图的弹簧比甲图的弹簧缩短了的弹簧比甲图的弹簧缩短了，说明金属块说明金属块受到受到的作用的作用；丙图弹簧指针丙图弹簧指针又恢复到位置又恢复到位置O，说明说明_。物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力物体受到浮力的大小等于物体排开水所受的重力浮力浮力能 力 提 升 题能 力 提 升 题作业内容教材作业 完成课后完成课后“动手动脑学物理动手动脑学物理”练习练习自主安排配套练习册练习配套练习册练习
