10.2_阿基米德原理-已编辑

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排开液体的体积
回顾：浮力大小与哪些因素有关？ 浮力大小，跟它浸在液体中的体积和液体的密度有 关。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，浮 力就越大。
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。
浮力与排开的液体有什么关系？ 可以怎样表述浮力的大小？
一、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
二、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；
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
本课小结
1．阿基米德原理的探究实验 2．阿基米德原理的数学表达式 3．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
作 业
1．铁块的体积是100 cm3，全部浸入水中时，排开 水的体积是 100 cm3,排开的水重是 1 N，受 到的浮力是 1 N。如果将它全部浸入酒精中， 受到的浮力是 0.8 N。（g取10 N／kg）
2．弹簧测力计下挂一物体浸没在水中时，弹簧测 力计的示数是物体在空气中弹簧测力计示数的1/3， 这个物体的密度是（ D ） A. 1/3×103 kg/m3 B. 2/3×103 kg/m3 C. 3×103 kg/m3 D. 3/2×103 kg/m3
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
V排——物体排开的液体的体积；
3. F浮＝ r液 gV排 —— 决定式
表明浮力大小只和 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。
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
F甲 G甲 F浮甲
C 选项正确 提示：分析物体受力
G乙
练习：
1. 液体和气体对浸在其中的物体有 竖直向上 _____________（填方向）的托力， 物理学中把这个托力叫做浮力。
2.浸在液体中的物体所受浮力的大小 ______（填“等于”、“大于”或“ 等于 小于”）被物体排开的液体所受的 重力 _______。这便是著名的阿基米德原理 。
杯、水 总重 G 总/N
浮力的大小 F浮/N
排开水的重 量G排/N
石 块
铝 块 铁 块
1.15
0.45
0.7
0.9
0.45
0.45
0.54
0.78
0.45
0.45
0.34
0.68
0.65
0.55
0.2
0.1
0.2
0.1
比较浮力的大小和物体排开水的重量，得出什么结论？
结论：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力 的大小等于物体排开的液体所受的重力。
C
练习：
6.在大海中航行的轮船、空气中上升的 气球、太空中运行的宇宙飞船是否都受 到浮力？
答：轮船受到海水浮力，气球受空 气浮力，飞船没有受到浮力。
练习：
7.一物体浸入水中,排开了1000cm3 水，求受的浮力多大？
已知：ρ水=1.0×103kg/m3，g=9.8N/kg V排=1000cm3=10-3m3 求：F浮 解：F浮= ρ水gV排 =1.0×103kg/m3 ×9.8 N/kg×103m3 =9.8N 答：这物体受的浮力是9.8N。
练习：
3.下面几种关于浮力的说法中，正确的是…………………………………（ ） A、只要液体密度大，对浸在其中的物体的浮力就一定大； B、只要物体的体积大，所受的浮力一定大； C、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 形状及浸没液体时的深度无关； D、阿基米德原理只适合液体。
【解析】
运用浮力知识解决问题
∵m甲＝m乙, ρ甲: ρ乙＝1:2，V甲:V乙＝2:1；
根据 F浮＝ρ水g V排，且V排＝V物
∴ F浮甲: F浮乙＝2:1.
分析物体受力： F浮甲 +F甲＝G甲 ① F浮乙 +F乙＝G乙 ②
A 选项正确
F甲 F浮甲 G甲
F乙 F浮乙
r甲 gV甲 r水 gV甲 8 ＝ ＝ ＝ F乙 G乙 F浮乙 r乙 gV乙 r乙 gV 乙 9
第十章 第２节 阿基米德原理
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？
做做想想 将易拉罐按入装满水的烧杯 中，感受浮力与排开的液体 的关系。 物体浸在液体中的体积
m 根据 r ，ρ铁 ＞ρ铝 ，则V铁<V铝， V
根据F浮=ρ液gV排，∴ F铝浮＞ F铁浮。
例4 如图所示,体积相同,密度不同的铅球、铁球、 铝球浸没在水中不同深度的地方，则( C ) A．铝球受到的浮力最大，因为它浸入液体的深 度最大 B．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 D．因素太多，无法判断 【解析】 根据 F浮=ρ水g V排 ， ∵浸没，V 相同，∴ V排相同， ∴ F浮相同。 提示：浮力与浸入液体的深度和物体的密度无关。
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。
一、阿基米德原理
探究实验 浮力与物体排开液体重力的关系
图4
图2 图1
图3
测量数据填入记录表； 用不同物体、不同液体做几次实验。
实验数据表格
研 究 对 象
物重G/N
物体浸没水中时 空杯重 G 弹簧测力计 示数 杯/N F′/N
C
练习：
4.将重5N的物块放入盛满水的烧杯中，从杯中溢出3N的水，则物块受到的浮力是 （ ） A、8N； B、5N； C、3N； D、2N。
C
5.在弹簧测力计的下端挂一实心铜球，现将铜球慢慢浸入水中，直到铜块沉到水 底，在铜块浸入到沉底的过程中，弹簧测力计的示数将 ……………………………………（ ） A、逐渐变小； B、保持不变； C、先逐渐变小，后保持不变； D、先逐渐变小，后逐渐变大。