阿基米德原理

1、10.2 阿基米德原理阿基米德原理 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：其一是献主要有两项：其一是关于浮关于浮力问题力问题；其二是关于；其二是关于杠杆平衡杠杆平衡问题问题。 阿基米德有句名言：阿基米德有句名言：“给我一个支点，我可以撬动地给我一个支点，我可以撬动地球球”。阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中，阿基米德把金王冠放进一个装满水的缸中，一些水溢出来了。他取了王冠，把水装满，再一些水溢出来了。他取了王冠，把水装满，再将一块同王冠一样重的金子放进水里，又有一将一块同

2、王冠一样重的金子放进水里，又有一些水溢出来。他把两次的水加以比较，发现第些水溢出来。他把两次的水加以比较，发现第一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中一次溢出的水多于第二次。于是他断定金冠中掺了银了。经过一翻试验，他算出银子的重量。掺了银了。经过一翻试验，他算出银子的重量。当他宣布他的发现时，金匠目瞪口呆。当他宣布他的发现时，金匠目瞪口呆。 这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王。阿基米德从中发现了一条原理：即物体在王。阿基米德从中发现了一条原理：即物体在液体中减轻的重量，等于他所排出液体的重量。液体中减轻的重量，等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基

3、米德的名字命名。这条原理后人以阿基米德的名字命名。 阿基米德阿基米德(Archimedes，约公元前，约公元前287212)是古希腊物理学家、数学家，静力学是古希腊物理学家、数学家，静力学和流体静力学的奠基人。和流体静力学的奠基人。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

4、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。猜猜 想想 浮力与排开的液体有什么关系？浮力与排开的液体有什么关系？浮力大小，跟它浮力大小，跟它排开液体的体积排开液体的体积和和液体的密度液体的密度有有关。关。排开液体的体积排开液体的体积越大、越大、液体的密度液体的密度越大，浮越大，浮力就越大。力就越大。浮力大小可能与浮力大小可能与排开液体的重力有关。排开液体的重力有关。一、阿基米德原理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1图图2图图3图图4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

5、几次实验。探究实验探究实验实验数据表格实验数据表格次次数数物体物体的重的重力力/N物体在液体物体在液体中测力计示中测力计示数数/N浮浮力力/N小桶和排小桶和排液的总重液的总重/N小桶的小桶的重力重力N排开液排开液体的重体的重力力/N1234一、阿基米德原理分析数据得出结论分析数据得出结论1浸在液体中的物体受到向上的浮力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浮力的大小等于物体排开液体的重力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

6、：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： F浮浮= G排排= m排排g= r r液液 gV排排一、阿基米德原理1区分：浸没、浸入；区分：浸没、浸入； 2. . F浮浮r r液液 gV排排 r r液液液体的密度；液体的密度； V排排物体排开的液体的体积；物体排开的液体的体积；3. . F浮浮 r r液液 gV排排 决定式决定式 表明浮力大小只和表明浮力大小只和 r r液液、V排排有关，有关， 浮力大小与物体的形状、密度，浸没在液体中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。的深度及物体在液体中是否运动等因素无关。二、关于阿基米德原理的讨论

7、二、关于阿基米德原理的讨论例例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、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2一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

8、 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3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BmVr r 根据根据 ，铁铁 铝铝 ，则，则V铁铁V铝铝，根据根

9、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 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4如图所示如图所示, ,体积相同体积相同, ,密度不同的铅球、铁

10、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例例5甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密甲、乙两个实心金属球，它们质量相同，其密度分别为度分别为5103 kg/m3和和10103 kg/m3，甲球挂在甲，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（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

11、之比为甲、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甲、乙两个弹簧测力计的示数之比为11: :12 运用浮力知识解决问题运用浮力知识解决问题AC运用浮力知识解决问题运用浮力知识解决问题【解析解析】m甲甲m乙乙, 甲甲: 乙乙1:2，V甲甲:V乙乙2:1； 根据根据 F浮浮水水g V排排，且，且V排排V物物 F浮甲浮甲: F浮乙浮乙2:1. 分析物体受力：分析物体受力： F浮甲浮甲 +F甲甲G甲甲 F浮乙浮乙 +F乙乙G乙乙 89FGFgVgVFGFgVgVr rr rr rr r 甲甲甲甲浮浮甲甲甲甲甲甲水水甲甲乙乙乙乙浮浮乙乙乙乙乙乙乙乙乙乙提示：提示：分析物

12、体受力分析物体受力A 选项正确选项正确C 选项正确选项正确G乙乙 F乙乙 F浮乙浮乙G甲甲 F甲甲 F浮甲浮甲 1阿基米德原理的探究实验阿基米德原理的探究实验2阿基米德原理的数学表达式阿基米德原理的数学表达式3阿基米德原理的公式讨论阿基米德原理的公式讨论4利用阿基米德原理的分析与计算利用阿基米德原理的分析与计算本课小结本课小结 练习练习2.将金属块的一半浸没水中，排开了将金属块的一半浸没水中，排开了0.6kg的水，的水，金属块受到的浮力是金属块受到的浮力是 N。1铁块的体积是铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开，全部浸入水中时，排开水的体积是水的体积是 cm3, ,排开的水重是排开

13、的水重是 N，受，受到的浮力是到的浮力是 N。如果将它全部浸入酒精中，。如果将它全部浸入酒精中，受到的浮力是受到的浮力是 N。（。（g取取10 Nkg）6AAAAA水水水盐水12345（1）若选用的操作是）若选用的操作是1、3、5或或1、4、5，可研究浮力的大小与可研究浮力的大小与 的关系。的关系。 3： 如图为小华同学如图为小华同学“研究影响浮力大研究影响浮力大小的因素小的因素”实验的若干操作，根据此图实验的若干操作，根据此图液体的密度液体的密度AAAAA水水水盐水12345（2）若研究浮力的大小与物体排开液体体积）若研究浮力的大小与物体排开液体体积的关系，可选用的操作是的关系，可选用的操作是 （填序号）。（填序号）。 如图为小华同学如图为小