【学习课件】第十章第2节阿基米德原理

阿基米德原理
1．内容：浸在液体中的物体所受的浮力， 大小等于它排开液体的重力。
2．数学表达式：F浮=G排=m排g=ρ液gV排 3．适用范围：液体和气体
学以致用
展现自我
1.鱼缸中装满水，在水中轻轻放入一只小船，小船漂 浮在水面上，从鱼缸中溢出5×10-4m3的水，则小船 受到的浮力是 N，小船所受的重力与浮力的关系 是 (g＝1O N/kg)。 2、将金属块浸入水中，排开0.6Kg的水，金属块 的浮力是____N。(g＝1O N/kg)
G排= G总-G桶
4.物体浸在液体中包含哪两种情况？
浸没 部分浸入
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系
思路引导 1.怎样测浮力？ 称重法： F G F 浮 拉 2.怎样收集排开的液体？ 将小桶放在溢水口 3.怎样测出排开液体的重力？
小组交流并设 计出实验方案 吧！
G排= G总-G桶
物体部分浸入
实验环节
物体浸没
部分浸入
G物
G桶 实验步骤
物体浸没
F拉
G总
数据记录
小桶的 物体在 小桶和 重力／ 物体的 液体中 浮力 排开液体 浸入状态 排液的 N 重力/N 测力计 /N 的重力/N 总重/N 示数/N 部分浸入 （1） 部分浸入 （2 ）
浸没（1） 浸没（2）
分析数据得出结论
浮力的大小等于物体排 开液体的重力
3、有一个重为7N的铁球，(1)铁球的体积是多少？
（2）当它浸没在水中时受到多大的浮力（g=10N/Kg）
解： (1) m铁=
G 铁 g
m铁 V铁= ρ铁
= 7N =0.7kg 10N/kg 0.7kg = 3 =8.9×10-5m3 3 7.9×10 kg/m

D、阿基米德原理只适合液体
2、公式：F浮= G排 ※1、对于浸没的物体V排=V物
2、阿基米德原理也适用于气体
单击实验
[例题1] 如图甲，边长为L的一个立方体铜块，浸没在密度为ρ的液体内，受到的 浮力是多少？
已知：立方体的边长L，液体的密度ρ。 求：浮力F浮。 解：铜块排开液体的体积V排，即铜块的体积V铜
V排= V铜=L3 排开液体的质量m排
1、什么叫浮力？ 2、浮力的方向？ 3、浮力产生的原因呢? 4、影响浮力大小的因素?
推陈出新 1、什么叫浮力？浮力的方向？浮力产生的原因呢?
浮力： 浸在液体或气体 里
的物体受到液体 或气体向上托的力 浮力的方向：竖直向上
单击
历史回顾
阿基米德其人：
阿基米德（前287～前212）是古希腊 伟大的科学家。他大物理学方面的贡献主要 有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于 杠杆问题。
一连几天，阿基米德闭门谢客，反覆琢磨，因为实心的金块与 镂空的王冠外形不同，不砸碎王冠铸成金块，便无法求算其体积， 也就无法验证是否掺了假．他绞尽脑汁也百思不得其解．
有一天，他洗澡时意外地发现……
如果给你一个弹簧测力计和一杯水，你 能用实验判断浸入水中金属块是否受到浮 力的作用吗？
受到浮力 作用吗？
浮力是 0.9
N。
3、一个体积是20m3的气球，在地面附近受到的空气对它 的浮力是 258 N。（地面附近的空气密度是 1.29kg/m3，g取10N/kg）
4、体积为500cm3的物体，有2/5的体积浸没在水中,它
受到的浮力为 2 N;若把它全部浸没在煤油中,受到
的浮力为 1.6 10N/kg）
N。（ρ煤油=0.8×103kg/m3 g取

实验数据记录表
浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
（4）实验结论 浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小 相等。
1.注入溢水杯中的水的液面必须至溢水口 。 2.和教材实验的顺序不同的是，该实验中先测空桶质量，再测小 桶和水的总重力，这样避免了因桶内水有残留而造成的误差 。 3.换用质量不同的物块多次测量，使结论更具有普遍性 。
知识点 浮力的大小
实验探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
（1）提出问题 物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力有什么定量关系？ （2）猜想与假设
（3）进行实验 ①测出空桶的重力。
②测出物块的重力。
③将溢水杯装满水，把物块缓缓放入杯中， 读出此时弹簧测力计的读数，并用小桶收 集溢出的水。 ④测出小桶和排开水的总重力，比较浮力 和排开水的重力的关系。 ⑤换用不同质量的物块，重复以上步骤， 记录实验数据。
4.如图所示，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4 N、
体积为100 cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到 小数空为桶__中__3，__桶__中__水N。重(为ρ水__=_1_.10_×__1_0_3_kNg，/m石3，块g静=1止0 时N/，kg测) 力计示
解=ρ析水g：V石排块=1浸.0×没1在03水k中g/m，3V×排1=0VN=/1k0g0×c1m×3=110-×4m130=-14Nm；3，根石据块阿受基到米的德浮原力理F知浮， 桶中水重(排开水的重)为G排=F浮=1 N，石块静止时，测力计示数F=G-F浮 =4 N-1N=3N。
10.2 阿基米德原理
1.通过实验探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，会操 作、记录、分析、论证并能总结实验结论； 2.掌握阿基米德原理并会书写其数学表达式； 3.能应用公式F浮=G排和F浮= ρ液gV排计算简单的浮力问题。

阿基米德原理：F浮=G排 或 F浮 =ρ液V排· g
例2. 把密度为7.8× 103 kg/m3、体积为500cm3的铁 块浸没在密度为0.8×103 kg/m3的煤油中，受到的浮 力为多少牛？(g取10N/kg)
解：∵铁块完全浸没在煤油中 ∴ V排= V物=500cm3=500×10-6m3=5×10-4m3 ∴F浮= ρ液V排g = 0.8×103 kg/m3×5×10-4m3×10N/kg = 4N 答：铁块浸没在煤油中受到的浮力是4N。
G
8、一物体浸没在水中时，受到的浮力是10N,若把它浸没在酒 精中时，那么它受到的浮力又是多少N？ (水的密度是1.0×103kg/m3 ,酒精的密度是0.8×103kg/m3)
解 ： 由 阿 基 米 德 原 理 F浮 = 液 g V 排 得
V排 =
F浮
水 g
=
10 N 1 .0 1 0 k g m 1 0 N k g
思考：阿基米德原理公式F浮= ρ液 g V排中的“V排” 可以写成“V物”吗？为什么？ NhomakorabeaV浸
部分浸入时： V排=V浸<V物
浸没时： V排=V浸=V物
总结求浮力的方法
1、两次称重法（测重法）： F浮=G－F示 2、压力差法： F浮=F向上－F向下 3、阿基米德原理：
F浮=G排=ρ液V排· g
阿基米德原理：F浮=G排 或 F浮 =ρ液V排· g
阿基米德的启示
两千多年以前，希腊学 者阿基米德为了鉴定金王冠 是否是纯金的，要测量王冠 的体积，冥思苦想了很久都 － 没有结果。一天，他跨进盛 满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽 然想到：物体浸在液体中的体积，不就是物体排开 液体的体积吗？
阿基米德的猜想

问题2：实验中是先测出桶和溢出水的重力，再将水倒出 后测量空桶的重力，测量结果会如何？
如果倒出水后再测空桶的重力，桶内的水不能全部倒 净，内壁会附有少量的水，使测得的桶的重力偏大，G 排偏小，测得的结果不准确。故实验中应先测小桶的 重力。
问题3：如果溢水杯中的水没有加满，会造成什么影响？
如果溢水杯中的水没有加满，当物体浸没在水中时，溢水杯 中的水面升至满杯时才会有水溢出，从而使溢出的水的体积 小于物体排开的水的体积，使测得物体排开水所受重力偏小， 故要求溢水杯中的水一定要加满。
（3）物体的密度ρ物。
1.F浮=G排= ρ液gV排； 2.阿基米德原理的理解： （1）“浸在液体中”包含的两种状态：①物体一部分浸入液体里，另一部分露在 液面以上。②物体全部浸入液体，即物体浸没在液体里。 （2）阿基米德原理也适用于气体，F浮=ρ气gV排。 3.推导公式F浮=G排=m排g=ρ液gV排的应用：
解： （1）物体浸没在水中，则V排=V= 1.5 m3 物体受到的浮力： F浮=ρ水gV排= 1.0×103 kg/m3×10 N/kg× 1.5 m3 =1.5×104 N；
5.某工程队在一次水下施工作业中，用吊车将浸没在河底的实心物 体从深水中匀速吊起（未露出水面）。物体的密度为2.6×103 kg/m3，体积是1.5 m3，不计水的阻力（g=10 N/kg）。求： （2）吊车的拉力。
活动：阅读课本P53页内容，根据阿基米德的灵感和“想想做 做”我们可以得出猜想“浮力的大小跟排开液体所受的重力密切 相关。那么物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力有什 么定量关系呢？
问题1：根据课本P54、55页实验步骤 分小组进行实验，记录实验数据在表格 中，分析记录的实验数据得出结论。
实验结果表明，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。这就是著名的阿基米德原理。 用公式表示就是F浮=G排。

三、计算浮力的几种方法：
1、称重法：F浮=G-F拉 2、压力差法：F浮=F向上-F向下 3、阿基米德原理：
F浮=G排= m排g=ρ液gV排 4、状态法：物体处于漂浮或悬浮时：
F浮=G物
例：有一物体在水中排开水的质量是100g， 物体受到水的浮力是多少？
有一个体积为0.3m3的铝块，当它浸没在 水中时受到的浮力是多少？（g=10N/kg）
解（1）物体在水中排开水的质量m=100g=0.1kg
G排=mg=0.1kgx10N/kg=1N 物体所受的浮力等于它排开水的重力 即F浮=G排=1N ( 2 )铝块浸没在水中时V排=V物=0.3m3 F浮= ρ液V排g=1.0x103kg/m3x0.3m3x10N/kg
=3x103N
抢答题：
（1）同样重的两个铜块甲和乙，甲浸没 在水中，乙浸没在煤油中，哪个受到的 浮力大？ （甲）
2.体积为280cm3的铝块浸没在水中, 受到
的浮力是2._8_N____。
F 浮 水 g V 排 1 3 K g 0 /m 3 1 N /K 0 g 2 1 8 - 6 m 3 0 0 2 .8 N
3.一个木块漂浮在水面上，它浸入水中的体积为 自身体积的四分之三，排开水的体积为15mL，则 它受到的浮力是_0_.1_5_ N，它的体积为多少2_0_cm3.
v露 1 v浸 9
6.轮船由河驶入大海里时，轮船受到的 浮力 不变 ，排开水的体积 变小 。
（填“变大”“变小”“不变”）
轮船浮在海面上，F浮海 = G ；
它驶入河里也浮在河面上：F浮河= G 。 ∵ G 不变，∴ F浮不变：
F浮海 = F浮河
ρ海水 g V排海= ρ水 g V排河 ∵ ρ海水> ρ河水 ， ∴ V排河 >V排海

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第十章 浮力 第2节 阿基米德原理
导入新知
相传叙拉古国国王让工匠替他做了一顶纯 金王冠。做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了 假，国王请阿基米德来检验，又不能破坏王冠。 最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一 天他去澡堂洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到 身体被轻轻拖起。他兴奋地跳出澡盆，奔向街头，大声喊着“尤 里卡!尤里卡(我知道了)!”。
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。
（5）另一实验小组在步骤C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____能_____（选填“能”或“不
能”）得到与（3）相同的结论。
巩固练习
连接中考
例2（2019•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（ D ） A．铝球受到的浮力最大 B．木块受到的浮力最大 C．铜块受到的浮力最大 D．它们受到的浮力一样大
换言之，物体排开液 体的体积越大、液体 的密度越大，它受到 的浮力就越大。
浮力大小可能与排开液体的体积×液体的密度有关。
浮力大小可能与排开液体的重力有关。
探究新知
知识点 2 浮力的大小
探究：浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
【实验器材】石块、铝块、铁块、0.45N溢水杯、杯、测力计、水。1.15N
力，其中石块的重力大
小为____3_.8___N。
巩固练习
连接中考
（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 ____1_.4___N。石块排开的水所受的重力可由___A__D__（填字母代 号）两个步骤测出。 （3）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 于_____排__开__液__体__的__重__力__________。

1．区分：浸没、浸入、浸在、没入； 2. F浮＝r液 gV排
r液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积；
3. F有关，
浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中
的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。
三、例题分析
例 1 浸在液体中的物体 , 受到的浮力大小取决于 ( C )。 A. 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 × C. 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
运用浮力知识解决问题
例5
甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密
度分别为5×103 kg/m3和10×103 kg/m3，甲球挂在甲
弹簧测力计下，乙球挂在乙弹簧测力计下，并且让
金属球全部没入水中，这时（ ）。
A．甲、乙两球所受到的浮力之比为2:1
B．甲、乙两球所受到的浮力之比为1:2 C．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为8:9 D．甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11:12
例2 一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上， 它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大 1 N。（g取10 N/kg） 【解析】 根据阿基米德原理： F浮＝G排液＝ρ液gV排 据题意V排＝V/3
F浮＝ρ液gV排
＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-4 m3=1 N
例3 把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在 水中，它们受到的浮力（ B ）。 A．相等 B．铝球的比铁球大 C．铝球的比铁球小 D．浮力都等于重力 【解析】 铁球和铝球的重力相等，则质量相等
4
分析数据得出结论 1．浸在液体中的物体受到向上的浮力 2．浮力的大小等于物体排开液体的重力

将扎在气球上的气针 头插入篮球的气门内， 在气球逐渐膨胀的过 程中，气球端逐渐向 上翘起，说明什么？
实验案例1
阿基米德原理
浮力与物体排开液体重力的关系
G物
F拉 G水+桶
G桶
图1
图2
图3
图4
实验案例1
阿基米德原理
浮力与物体排开液体重力的关系
G物
F拉 G水+桶
G桶
B
C
D
A
三、学以致用
1、浸在 液体中 的物体, 受到的 浮力大 小取决 于 ( C )。 A. × 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 C. 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
2、如图所示：A为木块，B为铝片， C为铁球，而且VA=VB=VC，把它们 都浸没在水中，则它们受到的浮力 FA、FB、FC之间的关系是： FA FB FC (填“<”、“>”或 “=”)
3、质量为0.3kg的物体全部浸 没在盛满水的容器中,溢出的水 是100g,那么物体所受到的浮力 是______N.(g=10N/Kg)
做做想想
将易拉罐按入装满水的 烧杯中
物体浸在液体中的 = 排开液体的 体积 体积
二、关于阿基米德原理的认识
r液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积； 浮力大小只和 r液、V排有关， 浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中的深
度及物体在液体中是否运动等因素无关。
气球在 气体中 。
适用范围：
液体和气体
阿基米德的启示 两千多年以前，希腊学 者阿基米德为了鉴定金王冠 是否是纯金的，要测量王冠 的体积，冥思苦想了很久都 没有结果。一天，他跨进盛 满水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽 然想到：

度及物体在液体中是否运动等因素无关。
讲授新课
对原理的理解
①物体“浸在液体里”包括“全部浸入 （即浸没）”和“部分浸入”两种情况。
浸没
不论物体是浸没还是部分浸入在液体里 都受到浮力。对于同一物体而言，浸没时受 到的浮力大，部分浸入时受到的浮力小，而 且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。
部分浸入
讲授新课
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猜想 浮力大小，跟它排开液体的体积和液体的密度
有关。排开液体的体积越大、液体的密度越大，浮 力就越大。
思考 浮力与排开的液体有什么关系？ 可以怎样表述浮力的大小？
讲授新课
推理
排开液体的体积 × 液体的密度 = 排开液体的质量
排开液体的体积越大 液体的密度越大
排开液体的质量越大
浮力越大
排开液体的重力越大
G排/N
1 2.15
1.35
0.80 1.10
0.3 0.80
2 2.15
1.60
0.55 0.85
0.3 0.55
3 2.15
1.80
0.35 0.65
0.3 0.35
4
分析数据得出结论：
浮力的大小等于物体排开液体的重力
讲授新课
二 阿基米德原理
1.内容：浸在液体中的物体所受的浮力， 大小等于它排开液体的重力。
2.数学表达式：F浮=G排
3.用于计算的导出式： F浮= G排= m排g= r液 gV排
4.适用范围：液体和气体
公式法
讲授新课
关于阿基米德原理的讨论
1.区分：浸没、浸入、浸在、没入； 2.F浮＝r液 gV排 r液——液体的密度；
V排——物体排开的液体的体积； 3.F浮＝ r液 gV排