科学探究：浮力的大小(阿基米德原理)

浮力产生的原因
1. 阿基米德原理。

阿基米德原理是描述浮力产生的基本原理，它是由古希腊数学家阿基米德在公
元前3世纪提出的。

阿基米德原理指出，当物体浸入液体或气体中时，它所受到的浮力等于所排开的液体或气体的重量。

这是因为液体或气体对物体表面施加的压力不均匀，下面受到的压力大于上面，从而产生了向上的浮力。

2. 密度差异。

浮力的产生与物体的密度有关，当物体的密度大于液体或气体的密度时，它会
下沉；当物体的密度小于液体或气体的密度时，它会浮起。

这是因为密度差异导致了液体或气体对物体的支持力不同，从而产生了浮力。

3. 压力差。

液体或气体对物体表面施加的压力不均匀，下面受到的压力大于上面，从而产
生了向上的浮力。

这是由于液体或气体的密度和重力的影响，使得下面受到的压力大于上面，从而产生了向上的浮力。

4. 形状设计。

物体的形状设计也会影响浮力的产生，例如船体的设计可以使得船在水中浮起，这是因为船体的形状设计使得水对船体的支持力大于船体的重力，从而产生了浮力。

总之，浮力的产生是由于液体或气体对物体表面施加的压力不均匀、物体的密
度和形状设计等因素共同作用的结果。

浮力的产生不仅是物理学的基本原理，也是工程设计和生活中的重要应用，对于理解浮力的产生原理有助于我们更好地应用和利用浮力。

物体的浮力阿基米德原理的推导与应用物体的浮力-阿基米德原理的推导与应用物体的浮力是指物体在液体中受到的向上的浮力，它是由希腊学者阿基米德在古代提出的一个原理来解释的。

本文将对浮力的原理进行推导，并探讨其在实际应用中的意义和重要性。

一、浮力的原理据阿基米德原理，物体在液体中受到的浮力大小与排在其下方的液体的体积相等。

这个原理可以通过以下推导得到。

假设一个物体完全或部分浸没在液体中，我们需要考虑液体对物体上下表面的压强差。

设物体上表面积为A，下表面积为A'，液体的密度为ρ，那么液体对物体上表面的压强为P1，对下表面的压强为P2。

根据液体的静力学原理，压强与深度成正比，即P1 = P2 + ρgh，其中h为物体下沉的深度，g为重力加速度。

物体受到的来自上表面的压力F1可以通过F1 = P1A，来计算。

同理，物体受到的来自下表面的压力F2可以通过F2 = -P2A' 计算，因为F2的方向与F1相反。

由于液体中的液压力对物体的垂直分量是支持力，即浮力Fb，那么我们可以得到：F1 + F2 = FbP1A - P2A' = FbP1A - (P1 - ρgh)A' = FbρghA' = FbFb = ρgV浮力Fb的大小与物体排开液体的体积V成正比。

二、浮力的应用1. 物体浮沉问题利用阿基米德原理，我们可以判断一个物体在液体中的浮沉情况。

当物体的密度小于液体的密度时，物体将漂浮在液体表面；当物体的密度等于液体的密度时，物体将部分浸没在液体中；当物体的密度大于液体的密度时，物体将下沉至液体底部。

这个原理可以广泛地应用在生活中，例如判别一个船舶的稳定性，设计潜艇和潜水器等。

2. 浮力的利用浮力不仅仅是个物理学原理，它在生活中还有着广泛的应用价值。

空气中的浮力使得气球可以在高空中浮行，人们可以利用气球进行空中观测、摄影等活动。

同样地，热气球也是基于浮力原理工作的。

借助浮力，人们还设计制造了潜水艇、水上飞机等交通工具，它们能够在水中或者水面上运行。

关于浮力的知识点
浮力是物体浸没在液体或气体中时受到的向上的力，它是由于物体与周围介质的位移引起的。

根据阿基米德原理，浮力的大小等于被排开的液体或气体的重量，方向与重力相反。

浮力是一个非常重要的物理现象，它在我们日常生活中有着广泛的应用和意义。

浮力的大小与物体的体积有关。

根据阿基米德原理，浮力的大小与物体在液体或气体中排开的体积成正比。

这就是为什么一个密度较大的物体在液体中会下沉，而一个密度较小的物体会浮起来的原因。

例如，一个装满空气的气球会浮在水面上，因为它的密度比水小，而一个铅球会下沉到水底，因为它的密度比水大。

浮力还可以解释为为什么一些船只和潜水艇能够浮在水面上。

船只和潜水艇的设计都考虑了浮力的作用，通过控制船体或潜水艇的形状和体积，使得浮力能够支撑船只或潜水艇的重量，使其能够浮在水面上或在水下航行。

这也是为什么潜水艇可以潜入水下而不会下沉到水底的原因。

浮力还可以解释为为什么在游泳时可以浮在水面上。

游泳时，人体在水中受到的浮力可以支撑起人体的重量，使得人体能够浮在水面上。

这也是为什么在学习游泳时要掌握正确的浮力控制和呼吸技巧，以保持平衡和稳定，避免下沉到水底。

总的来说，浮力是一个非常重要的物理现象，它在我们日常生活中
有着广泛的应用和意义。

通过了解浮力的原理和作用，我们可以更好地理解一些日常现象和物体的运动规律，同时也可以更好地利用浮力来设计和制造一些工程设备和器材。

希望通过本文的介绍，读者对浮力有更深入的了解和认识。

1.浮力浮力是指在液体或气体中的物体受到液体或气体竖直向上的托力，物理学上把这个托起的力叫做浮力。

其施力物体是液体或气体，方向总是竖直向上。

（1）浮力产生的原因：因为液体和气体内部存在压强，当物体的任何一个部分或全部浸入液体或气体中时，都要受到它们的作用。

因为在同一深度，液体或气体的压强总是相等的，所以无论物体的形状如何，平行于水面的各个方向的压力总是相互抵消；而竖直方向上的压力总是不能相互抵消，且向上的压力始终大于向下的压力，这两力的压力差就是物体受到的浮力。

（2）浮力的测量方法：先用细绳将物体挂在弹簧秤下，读出物体在液面外的读数G；再让物体浸没在液体中，读出弹簧秤的读数F，弹簧秤的读数减小了，浮力等于弹簧秤前后的两次读数的差F浮=G-F。

（3）浮体：漂浮在液面上的物体叫浮体。

此时物体受到的浮力与物体受到的重力二力平衡，即F浮=G物。

2.阿基米德原理物体浸在或部分浸在液体里受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受到的重力。

这个原理是直接由实验结果归纳出来的。

（1）阿基米德原理的数学表达式：F浮=G排液=ρ液gV排（2）阿基米德原理不仅适用于液体，还适用于气体。

（3）阿基米德原理表明：浮力的大小只和液体的密度和排开液体的体积有关，与物体的密度、物体的体积和物体所受的重力没有必然的关系。

（4）当物体浸没在液体中时，浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。

3.物体的浮沉条件（1）从物体受力的情况判断：当F浮＞G物时，物体上浮；当F浮=G物时，物体悬浮在液体内任何深度处；当F浮＜G物时，物体下沉。

（2）实心物体从密度角度判断：ρ物＜ρ液时，物体上浮；ρ物=ρ液时，物体悬浮；当ρ物＞ρ液时，物体下沉。

对于空心物体，可计算出平均密度再与液体密度ρ液比较。

（3）有时必须先判断物体的浮沉，再确定计算浮力的方法。

4.阿基米德原理的应用（1）轮船①原理：利用物体漂浮时，F浮=G船。

②排水量：指轮船满载时排开水的质量。

实验报告学校：学科：实验：教师：探究浮力的大小压扁的牙膏壳下沉，空心的牙膏壳浮，两种情况排开的水的多少是否一样，哪个更多？打开空心牙膏壳的盖，让水进入其内，下沉，排开的水的多少有怎样的变化？然后让学生阅读课本上的“曹冲称象”的故事。

通过以上的教学，使学生有初步印象并作出科学假设：浮力的大小可能跟物体排开水的多少有关。

阿基米德原理在“浮力”教学中的重要地位，我们在教学中可以把这部分的教学改成科学探究的形式，以初中物理中的阿基米德原理教学，介绍探究式实验教学研究的具体操作，让学生经历探究阿基米德原理的实验过程，通过阿基米德原理的探究活动，体会科学探究的乐趣；通过运用阿基米德解决实际问题，意识到物理与生活的密切联系。

【实验目的】研究浮力的大小跟物体排开液体重力的关系【实验原理】利用物体浸入液体时，有液体被排开并外溢，用收集桶收集外溢的水。

根据数据分析F浮和G排的关系。

【实验器材】弹簧测力计、烧杯、钩码、溢水杯、小水桶、水、食盐、水槽、细线。

【实验内容】一、实验步骤，计入表中1、用弹簧测力计测出钩码重力G和空桶重力G桶2、将钩码浸没在装满水的烧杯中，让溢出的水流入小桶，并读出，记入表中。

弹簧测力计的示数F拉3、用弹簧测力计测出小桶和溢出水的总重力G，记入表中总4、增加钩码，重复以上步骤。

5、完成表各项数据，讨论归纳实验结论。

二、实验装置和过程图解【记录数据】【分析与论证】经过以上数据分析可以得出实验结果：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于被物体排开的液体的重力，公式表示为F浮=G排。

这就是阿基米德原理【实验反思】一、不足之处：1、此实验需要测量空桶的重力大小以及计算，使实验操作步骤繁琐。

对于初中生来说，较为抽象，直观性不强。

2、反复多次更换弹簧测力计的位置以及读数，会造成不必要的偶然误差。

二、实验改进方案实验创新点及意义：这个实验的优点操作步骤简单，具有连续性，可以直接测出G排可以直接得出F浮=G排。

浮力、阿基米德原理一切浸入（部分浸入或完全浸没）液体或气体中的物体，受到液体(或气体)向上托的力叫浮力。

浮力的方向是竖直向上的。

阿基米德研究得出了：浸在液体里的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力，这就是阿基米德原理的内容。

表达式：F浮=G排进一步推导可以得到：★求浮力大小的四种方法：①弹簧秤法：先用弹簧测力计测出在空气中物体重力G，再用弹簧测力计测出在液体中物体受到的拉力T，则弹簧测力计两次示数的差就是浸没在液体中的物体受到的浮力大小。

即：F浮=G-T②产生原因法：液体对浸在其中的物体上下表面的压力差=浮力，即：F浮=F向上- F向下③阿基米德原理：F浮=G排④力的平衡法：当物体在液体内处于平衡状态时（静止或匀速直线运动），可以根据力的平衡条件来求浮力，例如下图中物体的浮力大小分别为：【例题解析】例1：下列关于浮力说法正确的是（）A．木块浮在水上，铁块沉在水底，木块受到的浮力一定大B．物体下沉到水底后，浮力就消失C．气球悬浮在空中，所受空气浮力刚好等于气球总重力D．木块浮到水面上，所受重力将减小例2：在下列判断中，正确的是：（）A．体积相同的铁块和铝块浸入水中，铝块受到的浮力大B．质量相同的铁块和铝块浸入水中，铝块受到的浮力大C．同一木块全部浸入水中至其浮在水面上过程中浮力不变D．同一木块浮在酒精面上比浮在水面上受的浮力小例3：一个正方体铁块，在水下某深度时，上底面受到15N压力，下底面受到20N压力，则此时铁块受到浮力是________N；当铁块下沉到某位置时，上底受到压力增大至20N 时，下底受到压力是_______N．例4：弹簧测力计下吊着一重为1.47N的石块，当石块全部浸入水中时，弹簧测力计的示数为0.98N。

求：（1）石块受到的浮力；（2）石块的体积；（3）石块的密度。

例5：考古工作者要打捞沉在河底的一块古代石碑，他们先潜入水下清理石碑周围的淤泥，然后在石碑上绑一条绳子，拉动绳子提起石碑。

了解浮力和阿基米德原理浮力和阿基米德原理是物理学中的基本概念，它们描述了物体在液体或气体中所受到的浮力作用和原理。

浮力是指物体在液体或气体中受到的向上的力，而阿基米德原理则给出了浮力的具体原理和计算方法。

在本文中，我们将深入了解浮力和阿基米德原理的概念、原理以及一些实际应用。

1. 浮力的概念和原理浮力是指物体浸没在液体或气体中时，由于周围介质对物体施加的向上的力。

浮力的大小等于排开的液体或气体的重量，方向垂直向上。

阿基米德原理给出了浮力的具体计算方法，即浮力等于排开的液体或气体的重量。

其数学表达式为：浮力 = 体积 ×密度 ×重力加速度。

这个原理是由古希腊的数学家阿基米德在公元前3世纪发现的，他通过浸泡在浴缸中的物体，观察到溢出水的体积与物体浸泡部分的体积相等，从而得出了这个原理。

2. 浮力和物体的浸没与浮起根据阿基米德原理，当物体的密度小于周围液体（气体）的密度时，它会浮在液体（气体）的表面上；当物体的密度大于周围液体（气体）的密度时，它会沉没在液体（气体）中。

例如，当我们把一个铁块放入水中时，铁块的密度大于水的密度，所以它会沉入水中。

而当我们放入一个泡沫塑料球时，泡沫塑料球的密度小于水的密度，它会漂浮在水面上。

3. 浮力与物体浮起的条件除了物体的密度决定了它在液体（气体）中的浮沉情况外，还有一些其他的条件也会影响物体的浮沉。

（1）物体的形状：形状影响物体受到的浮力大小和方向。

例如，一个中空的球比一个实心的球受到的浮力更大，因为中空的球的体积更大。

（2）物体的体积：根据阿基米德原理，浮力与物体的体积成正比。

所以，当两个物体的密度相同时，体积较大的物体受到的浮力更大。

（3）液体（气体）的密度：液体（气体）的密度越大，物体受到的浮力越大。

4. 浮力的应用浮力在许多日常生活和工程应用中发挥着重要作用。

（1）船只和潜艇：船只和潜艇利用浮力原理，在水中浮起或下潜。

通过控制船只或潜艇的体积和密度，可以实现它们在各个水深中的浮沉。