人教版：《102阿基米德原理》

1、第二节：第二节： 阿基米德原理阿基米德原理 1.1.液体和气体对浸在其中的物体有液体和气体对浸在其中的物体有_（填方向）的托力，（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做物理学中把这个托力叫做 。竖直向上竖直向上复习复习2.2.一切浸入液体中的物体都受到浮一切浸入液体中的物体都受到浮力的作用。力的作用。F F浮浮=G-F=G-F拉拉（称重法）（称重法）浮力浮力 阿基米德（阿基米德（Archimedes，前前287前前212）是古希腊伟大的）是古希腊伟大的科学家。他在物理学方面的贡科学家。他在物理学方面的贡献主要有两项：其一是关于浮献主要有两项：其一是关于浮力问题；其二是关于杠杆平衡力问题；其二是

2、关于杠杆平衡问题。问题。 4 古希腊国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令古希腊国王艾希罗交给金匠一块纯金，命令他制出一顶非常精巧、华丽的王冠王冠制成后，他制出一顶非常精巧、华丽的王冠王冠制成后，国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻。他叫来金匠国王拿在手里掂了掂，觉得有点轻。他叫来金匠问是否掺了假金匠以脑袋担保，并当面用秤来问是否掺了假金匠以脑袋担保，并当面用秤来称，与原来金块的重量一两不差可是，掺上别称，与原来金块的重量一两不差可是，掺上别的东西也是可以凑足重量的国王既不能肯定有的东西也是可以凑足重量的国王既不能肯定有假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来，假，又不相信金匠的誓言，於是把阿基米德找来

3、，要他解此难题要他解此难题 一连几天，阿基米德闭门谢客，一连几天，阿基米德闭门谢客，反复琢磨，因为实心的金块与镂空的反复琢磨，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，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否掺了假他绞尽脑汁也百思不得其解。解。有一天有一天 阿基米德由澡盆溢水联想到阿基米德由澡盆溢水联想到 读了这一故事读了这一故事, ,对你对你有什么启示有什么启示? ? 阿基米德的启示阿基米德的启示冥思苦想了很久都没有结果。冥思苦想了很久都没有结果。一天，他跨进盛满水的浴缸洗一天，他跨进盛满

4、水的浴缸洗澡时，看见浴缸里的水向外溢澡时，看见浴缸里的水向外溢，他忽然想到：，他忽然想到：物体浸在液体物体浸在液体中的体积，不就是物体排开液中的体积，不就是物体排开液体的体积吗？体的体积吗？ 传说澡盆的水溢出给了阿传说澡盆的水溢出给了阿基米德启发，由此他鉴别出了基米德启发，由此他鉴别出了国王的王冠是否纯金所制。国王的王冠是否纯金所制。阿基米德有句名言：阿基米德有句名言：“给我一个给我一个支点，我可以撬动地球支点，我可以撬动地球”。7轮船从江河航行到轮船从江河航行到大海，吃水的深度大海，吃水的深度变化了变化了把鸡蛋放入清水中，然后加盐，改变液把鸡蛋放入清水中，然后加盐，改变液体的密度，结果会怎么

5、样呢？体的密度，结果会怎么样呢？鸡蛋浮出了水面鸡蛋浮出了水面浮力可浮力可能与液能与液体的密体的密度有关度有关浮力的大小还可浮力的大小还可能与什么有关呢能与什么有关呢猜想猜想实验探究实验探究探究浮力的大小探究浮力的大小 浮力的大小与液体的浮力的大小与液体的密度密度和物体和物体排开液体体积排开液体体积的大小有的大小有什么样的关系呢？什么样的关系呢？ 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的体积=做做想想做做想想将易拉罐按入装满水的烧杯将易拉罐按入装满水的烧杯中，感受浮力与排开的液体中，感受浮力与排开的液体的关系。的关系。回顾：回顾：浮力大小与哪些因素有关？浮力大小与哪些因素

6、有关？浮力大小，浮力大小，跟它跟它浸在液体中的体积浸在液体中的体积和和液体的密度液体的密度有有关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮力就越大。力就越大。10同一个物体同一个物体浸在水中的浸在水中的体积不同时，体积不同时，弹簧测力计弹簧测力计的示数会怎的示数会怎样变化呢样变化呢? ?示示数数变变小小探究影响浮力大小的因素探究影响浮力大小的因素11同一个物体，同一个物体，浸没在液体中浸没在液体中的深度不同时，的深度不同时，弹簧测力计的弹簧测力计的示数会不会变示数会不会变呢？呢？示数没有示数没有变哦变哦12物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的物体在

7、液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度密度有有关，还与物体排开液体的关，还与物体排开液体的体积体积有关，而与浸没在液体有关，而与浸没在液体中的深度无关。中的深度无关。和你的结论一样吗和你的结论一样吗13浮力的大小与物体排开液体的重力有怎样的关系呢？浮力的大小与物体排开液体的重力有怎样的关系呢？变小变小 变小变小变小变小F浮F浮F浮浮上来的皮球，从它刚露出水浮上来的皮球，从它刚露出水面到最后漂在水面上不动的过面到最后漂在水面上不动的过程，它受到的浮力怎样变化？程，它受到的浮力怎样变化？（ ）浸没在水里的体积）浸没在水里的体积怎样变化？怎样变化？( )( )它排开水它排开水的重力怎样变化的重力怎样变

8、化?( ) ?( ) 我们来猜一猜：我们来猜一猜：浮力与物体排开液体重力的关系浮力与物体排开液体重力的关系图图2图图3图图4图图1测量数据填入记录表；测量数据填入记录表；用不同物体、不同液体做几次实验。用不同物体、不同液体做几次实验。探究实验探究实验猜想: 浮力的大小可能跟物体浸入液体 后排开的液体的重力有关.小组讨论：怎样来设计实验、如何利用手边的器材设计实验 ？F浮=G-FG排=G2-G1比较F浮和G排的大小实验设计方案实验设计方案: :GFG1G2收集实验数据：收集实验数据：研究对象物重G/N 空杯重 G杯/N 物体浸没水中时弹簧测力计 示数F/N杯、水总重 G总/N浮力的大小 F浮/N

9、排开水的重量G排/N石块0.45铝块0.45铁块0.451.150.700.900.450.450.540.340.200.200.650.780.680.100.550.10 比较比较浮力的大小浮力的大小和和物体排开水的重量物体排开水的重量，你发，你发现了什么？现了什么？三、阿基米德原理：三、阿基米德原理： 浸在液体中的物体所受浮力的大小浸在液体中的物体所受浮力的大小_（填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小于小于”）被物体排开的液体所受的）被物体排开的液体所受的_。等于等于重力重力2.2.公式：公式：F F浮浮=G=G排排=m=m排排g=g=液液gVgV排排小结:物体在液体中所受到浮力的

10、大小物体在液体中所受到浮力的大小与与液体的密度液体的密度有关，有关，浮力浮力随液体密随液体密度增大而增大，度增大而增大，与物体与物体排开的液体排开的液体的体积的体积有关，有关，浮力浮力随物体浸在水中随物体浸在水中的体积增大而增大的体积增大而增大。而与物体浸没而与物体浸没在液体中的在液体中的深度、物体的密度、物深度、物体的密度、物体形状无关体形状无关 。1内容：内容：浸在液体中的物体所受的浮力，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。大小等于它排开液体的重力。2数学表达式：数学表达式：F浮浮=G排排4适用范围：适用范围：液体和气体液体和气体3用于计算的导出式：用于计算的导出式：

11、F浮浮= G排排= m排排g= 液液 gV排排一、阿基米德原理F F浮浮液液 g V V排排浮力计算公式浮力计算公式一定是一定是液体的液体的密度密度 物体物体排开液排开液体的体体的体积积1、浮力的大小与液体的密度大小、排开液体浮力的大小与液体的密度大小、排开液体的体积大小有关，即：的体积大小有关，即：F浮浮与与液液、V排排有关有关F浮浮与与h深度深度无关无关其中其中F浮浮表示物体所受的表示物体所受的浮力浮力、 液液表示液体表示液体的的密度密度、 V排排表示物体表示物体排开液体排开液体 的体积的体积。对阿基米德原理的理解对阿基米德原理的理解2、浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力、浮力的大小

12、等于被物体排开的液体受到的重力。浸没时，浸没时，V排排=V浸浸=V物物，此时物体，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮浮=G液液=液液gV排排=液液gV浸浸=液液gV物物部分浸入时，部分浸入时， V排排=V浸浸V物物F浮浮=液液gV排排=液液gV浸浸液液gV物物V排=V浸=V物V排=V浸V物V浸浸没浸没部分浸入部分浸入 2、物体、物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全部浸全部浸入（即浸没）入（即浸没）”和和“部分浸入部分浸入”两种情两种情况。况。二、对原理的理解二、对原理的理解（1）物体）物体“浸在液体里浸在液体里”包括包括“全部浸入（即浸没）全部浸入

13、（即浸没）”和和“部分部分浸入浸入”两种情况。两种情况。不论物体是浸没还是部分浸入在液体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，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，到的浮力小，而且浸入的体积越小，所受的浮力也越小。所受的浮力也越小。浸没浸没部分浸入部分浸入3、同一物体浸没在不同的液体中时，由于液、同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同体的密度不同，所受的浮力也不同.根据公式根据公式 F浮浮=液液g V排排，浸没时浸没时， V排排 = V物物，当当液液不

14、同时，浮力也随之变化不同时，浮力也随之变化。阿基米德定律公式中阿基米德定律公式中 F浮浮=G排排= 液液V排排 V V排排不一定等于不一定等于V V物物, ,只有在物体完全只有在物体完全浸没时浸没时V V排排才等于才等于V V物物. .液液指的是液体的密度指的是液体的密度；4、注意：、注意：浮力的大小只与浮力的大小只与液液、V V排排有关（有关（即物体即物体排开的液体受到的重力有关排开的液体受到的重力有关） 当物体跟盛液体当物体跟盛液体的的容器底部紧密接触时，则容器底部紧密接触时，则于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向于物体下部没有液体，因而就不受到液体对它向上的压力，也就是物体没有受到

15、浮力的作用。上的压力，也就是物体没有受到浮力的作用。（5）阿基米德原理同样适用于气体。）阿基米德原理同样适用于气体。F F浮浮液液 V V排排 g g公式中注意单位代入：公式中注意单位代入：NKg/m3 m3三、悬浮和漂浮的相同点和区别：三、悬浮和漂浮的相同点和区别：相同点：相同点： 都是静止在液体中，都只受重力和浮力作都是静止在液体中，都只受重力和浮力作用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即：用，根据二力平衡条件，重力和浮力相等，即： F浮浮 =GF浮浮GF浮浮G悬浮悬浮漂浮漂浮不同点：不同点：（1）悬浮时，物体停留在液体内部）悬浮时，物体停留在液体内部的任何地方，它必定全部浸没在液体的任

16、何地方，它必定全部浸没在液体中；而漂浮，物体是静止在液面上，中；而漂浮，物体是静止在液面上，它必定在一部分露在液面之上。它必定在一部分露在液面之上。（2）悬浮时，物体浸没在液体中，）悬浮时，物体浸没在液体中，所以所以V排排 =V物物，而漂浮时，物体只有，而漂浮时，物体只有一部分浸入液体中，所以一部分浸入液体中，所以V排排 V物物。V排排 =V物物V排排 V物物悬浮悬浮漂浮漂浮小结：小结： 浸在液体中的物体所受浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。这便是的液体所受的重力。这便是著名的著名的阿基米德原理阿基米德原理。 总结本节课总结本节课求浮力的方法

17、？求浮力的方法？ 1、称重法、称重法 2、压力差法、压力差法 3、阿基米德原理、阿基米德原理浮力的大小与什么因素有关？浮力的大小与什么因素有关？ 液液 V排排只与只与（取决于）（取决于）或或G排排F F浮浮=F=F1 1-F-F2 2F F浮浮=F=F向上向上-F-F向下向下例例1浸在液体中的物体浸在液体中的物体, ,受到的浮力大小取决于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

18、、浸入液体的深度及形物体的质量、体积、浸入液体的深度及形状等因素状等因素C三、例题分析三、例题分析例例1一个体积为一个体积为300 cm3 的物体浮在水面上，的物体浮在水面上，它的它的2/3体积露出水面，它受的浮力是多大体积露出水面，它受的浮力是多大 N。（。（g取取10 N/kg）1根据阿基米德原理：根据阿基米德原理： F浮浮G排液排液液液gV排排据题意据题意V排排V/3 F浮浮液液gV排排 1.0103 kg/m310 N/kg10-4 m3=1 N例例2把两个物重相同的实心铁球和铝球，浸没在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（水中，它们受到的浮力（ ）。）。 A相

19、等相等 B铝球的比铁球大铝球的比铁球大 C铝球的比铁球小铝球的比铁球小 D浮力都等于重力浮力都等于重力【解析解析】 铁球和铝球的重力相等，则质量相等铁球和铝球的重力相等，则质量相等BmV 根据根据 ，铁铁 铝铝 ，则，则V铁铁V铝铝，根据根据F浮浮=液液gV排排， F铝浮铝浮 F铁浮铁浮。 A铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深度最大度最大 B铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大铅球受到的浮力最大，因为它的密度最大 C铅球、铁球、铝球受的浮力一样大铅球、铁球、铝球受的浮力一样大 D因素太多，无法判断因素太多，无法判断 【解析解析】根据根据 F浮浮=水水g

20、 V排排 ，浸没，浸没，V 相同，相同， V排排相同，相同， F浮浮相同。相同。 提示：提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。例例3如图所示如图所示, ,体积相同体积相同, ,密度不同的铅球、铁球、密度不同的铅球、铁球、铝球浸没在水中不同深度的地方，则铝球浸没在水中不同深度的地方，则( ) ( ) C练习：练习：1. 液体和气体对浸在其中的物体有液体和气体对浸在其中的物体有_（填方向）的托力，物（填方向）的托力，物理学中把这个托力叫做浮力。理学中把这个托力叫做浮力。 竖直向上竖直向上2.浸在液体中的物体所受浮力的大小浸在液体中的物体所受浮力的大小_（填（填“等于等于”、“大于大于”或或“小小于于”）被物体排开的液体所受的）被物体排开的液体所受的_。这便是著名的阿基米德原理。这便是著名的阿基米德原理。等于等于重力重力练习：练习：3.下面几种关于浮力的说法中，正确的下面几种关于浮力的说法中，正确的是是（ ） A、只要液体密度大，对浸在其中的物体、只要液体密度大，对浸在其中的物体的浮力就一定大；的浮力就一定大； B、只要物体的体积大，所受的浮力一定、只要物体的体积大，所受的浮力一定大；大； C、物体所受的浮力的大小等于被物体排、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，与液体的形状及浸开的液