7新初三：浮力产生的原因及阿基米德原理

源于名校，成就所托PAGEPAGE7创新三维学习法让您全面发展初中物理备课组教师廖阳林班级初三学生日期2013-7-上课时间:主课题：浮力产生的原因及阿基米德原理教学目标：1、理解浮力产生的原因；2、掌握阿基米德原理的内容；3、能根据阿基米德原理进行浮力计算。教学内容浮力的故事：叙古拉国王艾希罗交给金匠一块黄金，让他做一顶王冠。王冠做成后，国王拿在手里觉得有点轻。他怀疑金匠掺了假，可是金匠以脑袋担保说没有，并当面拿秤来称，结果与原来的金块一样重。国王还是有些怀疑，可他又拿不出证据，于是把阿基米德叫来，要他来解决这个难题。

回家后，阿基米德闭门谢客，冥思苦想，但百思不得其解。

一天，他的夫人逼他洗澡。当他跳入池中时，水从池中溢了出来。阿基米德听到那哗哗哗的流水声，灵感一下子冒了出来。他从池中跳出来，连衣服都没穿，就冲到街上，高喊着："优勒加！优勒加！（意为发现了）"。夫人这回可真着急了，嘴里嘟囔着"真疯了，真疯了"，便随后追了出去。街上的人不知发生了什么事，也都跟在后面追着看。

原来，阿基米德由澡盆溢水找到了解决王冠问题的办法：相同质量的相同物质泡在水里，溢出的水的体积应该相同。如果把王冠放到水了，溢出的水的体积应该与相同质量的金块的体积相同，否则王冠里肯定掺有假。

阿基为德跑到王宫后立即找来一盆水，又找来同样重量的一块黄金，一块白银，分两次泡进盆里，白银溢出的水比黄金溢出的几乎要多一倍，然后他又把王冠和金块分别泡进水盆里，王冠溢出的水比金块多，显然王冠的质量不等于金块的质量，王冠里肯定掺了假。在铁的事实面前，金匠不得不低头承认，王冠里确实掺了白银。烦人的王冠之谜终于解开了。产生浮力的原因分析：⑴浮力：浸在液体（或气体）里的物体受到液体（或气体）对物体向上的托力叫做浮力。⑵浮力的方向是竖直向上的。⑶浮力产生的原因。浸在液体（或气体）里的物体受到的压力差就是液体（或气体）对物体的浮力。假设浸没物体的边长是a的立方体，立方体的各个侧面受到液体的压力相互抵消，但其上下底面所受到压力大小不同，上表面受到液体对其向下压力的大小为：F下=ρ液gh1a2下表面受到液体对其向上压力的大小为：F上=ρ液gh2a2两者之差就是浮力大小：F浮=F上―F下=ρ液gh2a2―ρ液gh1a2=ρ液g(h2―h1)a2=正确理解阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体的重力，这就是阿基米德原理，它的数学表达式是：F浮=ρ液gV排=G排液对阿基米德原理及其公式，应注意理解以下几点：⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用在浸在液体（或气体）的物体上，其方向是竖直向上的，其大小等于物体所排开的液体（或气体）受到的重力，即F浮=G排液⑵“浸在”的含义既包括物体全部体积都没入液体里，也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况，“浸没”指全部体积都在液体里，阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。⑶“排开液体的体积”即V排和物体的体积为V物，它们在数值上不一定相等，当物体浸没在液体里时，V排=V物，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。如果物体只有一部分体积浸在液体里，则V排＜V物，这时V物=V排+V露。当液体的密度ρ一定时，根据F液=ρ液gV排，物体排开液体的体积小，物体受到的浮力就小，物体排开液体的体积大，物体受到的浮力就大，物体受到的浮力跟它排开液体的体积成正比。由此看出浮力的大小跟物体的体积的大小无关，物体的体积再大，浸在液体里的体积很小，它也不会受到多大的浮力。⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排，当物体排开液体的体积V排一定时，浮力的大小跟液体的密度成正比。即浮力的大小跟液体的密度ρ液、物体排开液体的体积V排有关，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。如图所示：体积相同的铝球、铁板、木块浸没水中的深度不同，虽然它们本身的密度、形状、重力，在水中的深度各不相同，但它们受到的浮力却是相同的，这就是因为浮力的大小只是由ρ液、V排决定的。⑸阿基米德原理也适用于气体：F浮=ρ气gV排，浸在大气里的物体，V排=V物。例1、一艘小船在河中静止时，排开水的体积为2米3。求：小船受到的浮力F浮例2、将体积为3×10-4米3的金属球浸没在水中，求金属球受到的浮力大小F浮例3、体积为1×10-3米3的金属块浸没在酒精中，求：金属块所受到的浮力F浮。（ρ酒精=0.8×103千克课堂练习:1.浮在液面上的物体叫做_________，它所受的浮力跟它所受的________力大小相等、方向相反。2.阿基米德原理的内容是：当物体部分或全部浸没在液体中时，它会受到向上的浮力，浮力的大小等于它______________。3.当物体全部或部分浸没在液体中时，它会受到____________的浮力，浮力的大小不仅与液体的有关，而且还跟物体排开液体的_________有关。4.如图所示，小鱼和大鱼在“争论”，观察可知，图中________(选填“大”或“小”)鱼说得对，原因是，两条鱼浸没在同种液体中，它们所受浮力的大小与__________有关。（小鱼：“我受到的浮力小，是因为我的体积小。”大鱼：“我在深处受到的浮力比在浅处时大。”）5.在游泳时，人感到水对他有一个向上托起的力，这个力、就是_______。人的身体浸入水中部分的体积越多，受到的浮力越____________。人潜入水中后，随着潜入水中的深度变化，浮力将_______。6.浮力的方向__________(选填“一定”或“不一定”)是竖直向上的。7．如图所示，小球浸没在水中，静止于容器底部。如果再往容器中倒入适量的水，则小球所受的浮力__________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。8．如图所示，阿基米德在解皇冠之谜时提出了一个重要的假设：如果金冠是纯金的，那么质量相同的金块和金冠应有相同的_________。但难的是，无法用几何的方法测出金冠的体积。在洗澡时他顿悟：物体浸没在水中排开的水，只取决于物体的_________大小，而与物体的_______无关。9．铁块浸在煤油中受到的浮力是______对_________的作用，它的方向是_________的。10．当将一个铁球的一半浸入水中时，它排开的水所受的重力为0．8牛，则这个铁球受到的浮力为__________牛。当将这个铁球全部浸入水中时，它受到的浮力为__________牛。11．将2000牛的金属块全部浸入盛满酒精的容器中，测得溢出的酒精所受的重力为300牛，则该金属块受到的浮力是___________牛。12．如图所示，在水中的鱼雷受到浮力和______力的作用，浮力的施力物体是______。若这个鱼雷再下潜2米，则它受到的浮力将___________(选填“增大”、“不变”、或“变小”)。13．一金属块所受重力为26．5牛，用弹簧测力计吊着将该金属块浸没在水中，这时弹簧测力计的示数为16．7牛，则该金属块受到的浮力为__________牛。14．如图所示，重为300000牛的飞艇静止在空中，飞艇受到的浮力大小为_______牛，方向____________。15．一弹簧测力计下挂一石块，下列情况中弹簧测力计的示数最小的是()(A)石块在空气中(B)石块在水中·(C)石块在酒精中(D)石块在盐水中16．如图所示，甲、乙两个完全相同的长方体以不同的方式浸没在水中，则()。(A)甲受到的浮力大(B)乙受到的浮力大(C)甲、乙受到的浮力一样大(D)无法判断17.一弹簧测力计下吊着重为14．7牛的金属块，当将金属浸没在水中时，弹簧测力计的示数为9·8牛，则水对该金属块的浮力为_________牛，该金属块排开水的体积为______立方米。18．一物体在水中受到的浮力为9．8牛，此物体排开的水所受的重力为________牛，该物体浸在水中的体积为_________立方米。19．一个重为15牛、体积为0.001立方米的小球，挂在弹簧测力计下浸没在水中后，小球受到的浮力大小为________牛，弹簧测力计的示数为_________牛。20．甲：乙两全属球体积相同，甲球浸没在盐水中，乙球浸没在纯水水中，则它们所受到的浮()(A)甲球受到的浮力大(C)两球受到的浮力一样大(B)、乙球受到的浮力大(D)无法确定提高：1、质量相同的甲乙两球，它们的密度比是，若将甲球浸没在液体A中，乙球浸没在液体B中，已知，则甲、乙两球所受浮力比是。2、使体积为的长方形金属块全部没入水中，当它受到向上的压力是20N时，它受到水向下的压力是N，若此金属块投入水中的深度增加，它受到水向上的压力为30N，则金属块受到的浮力为____________N。3、一木块的体积为0.1米3，当它漂浮在水面上时，有1/5的体积露出水面，则木块受到的重力为牛，当把它全部浸没在水中时，木块受到的浮力为牛，当它漂浮在硫酸铜溶液的液面上时，木块受到的浮力为牛。4、一物体体积为，重29.4N。把它放入水中，则它浸入水的体积是，它受到的浮力是。为使质量为270g的铝球悬浮于水中，它的体积应为m3，球的空心部分体积为____________m3（）5、把质量相等的铝块和铜球都浸没在煤油中，则它们受到的浮力是（）A.铝块大B.铜球大C.一样大D.不能确定6、实心的铜球和铝球，它们的体积相同，如果把它们投入水银里，静止不动，则它们所受到的浮力（）A、铜球比铝球大B、铜球比铝球小C、两球的浮力一样大D、无法判断7、木块下面用细线吊一块铁块悬浮在水中，如图所示，若细线断了，待木块静止后，水对容器底的压力将（）A.变大B.变小C.不变D.先变大，后变小8、在密度为的海水中漂浮着一座冰山，冰的密度为，测得冰山露出海面的体积为V，则这座山的体积是（）A.B.C.D.9、有甲、乙、丙、丁四个相同的容器，分别盛有水、盐水、酒精和水银四种液体，且液面高度相同。如果把四块质量相同，外形不同的冰块分别放入四个容器中，当冰块熔化后，液面将（）A.水面高度不变，其它液面都升高B.酒精液面降低，水面高度不变，盐水和水银面升高C.洒精和水面都升高，盐水和水银液面下降D.无法判断10、甲、乙两球的体积之比是，放在同种液体里，甲在液面下的深度是乙在液面下深度的3倍，则甲、乙二球受浮力之比是（）A. B.C. D.11、把质量相等的甲、乙两球置于煤油中静止时甲漂浮，乙悬浮，下面说法正确的是（）A.甲、乙所受浮力相等，甲密度小于乙密度B.甲受的浮力小于乙，甲密度小于乙C.甲受浮力小于乙，甲密度大于乙D.甲、乙浮力相等，密度相同12、下列情况中，物体所受到的浮力增大的是（）A、大河中的木筏漂浮入海B、大江中的石块被冲入大海C、海面下的潜水艇正在上升D、停泊在海港内的油轮正在向岸上输原油13、有一金属球，在空气中称时，弹簧秤示数为14.7N，浸没在水中称时，弹簧秤示数为4.9N，已知该金属的密度为，这个金属球是空心的还是实心的？作业：1、弹簧测力计的下端吊着一个金属球，当系统静止时，弹簧测力计的示数是4N；若将金属球慢慢浸入水中，弹簧测力计的读数将逐渐________（选填“变大”、“变小”），金属球受到的浮力将逐渐_______（选填“变大”、“变小”）；当金属球的一半浸在水中时，弹簧测力计的示数是2.4N，这时金属球受到的浮力是________N；当金属球全部浸没在水中后，弹簧测力计的示数是____________N。

2、将两个物体分别挂在弹簧测力计上，然后都浸没在水中，发现两支弹簧测力计的示数都减少了2N，那么这两个物体一定有相同的（）

A．密度B．体积